快速成型技术(RP技术)是当代先进制造技术之一,用于快速制造出复杂形状的原型,实现产品快速开发的目的。 光固化快速成型(SLA)是最早发展起来的快速成型技术。大多数的SLA成型设备都是以激光为光源,该类型机器成型精度较高,但设备造价及运行成本也高,限制了SLA技术的推广应用。近年来出现的紫外光快速成型机,造价及运行成本明显低于激光成型机,但其成型精度也比较低。本文针对紫外光快速成型精度问题进行了专题研究。以国产CPS350成型机为试验对象,在理论分析的基础上,进行了大量的基础性实验研究。 影响光固化快速成型制件精度的因素较为复杂,涉及到机械、光学、材料、控制和CAD等多个领域。本文从理论上较深入地论述了光固化快速成型的基本原理,系统地分析了快速成型数据处理阶段和成型阶段中各种因素对成型精度的影响。 针对紫外光快速成型制件的“溶胀”问题,设计了实验模型,进行了试验分析;针对尺寸偏差及其变化规律性问题,通过实验分析得出了树脂特性、扫描线长及扫描系统加减速运动等因素对制件精度的影响规律,提出了光扫描运动控制系统在换向阶段采用变加速度运动模式的改进措施。 “X”型缺陷是SLA型表面质量的最大问题之一。本文对此也进行了重点研究,在实验分析的基础上,提出了增加可控遮光系统的观点。 针对紫外光快速成型制件精度的多工艺参数影响,以三方向尺寸误差为测量指标,设计并进行了四因素三水平正交试验,利用方差分析的方法,研究了光斑直径补偿、分层厚度、扫描速度及扫描间距对成型质量的影响规律,给出了一定范围内的最佳工艺参数组合。 最后,提出了提高制件精度的措施和方法,这对光固化快速成型技术的发展及应用有一定的指导意义。