光固化快速成型工艺流程

光固化快速成型工艺一般可以分为三个主要工艺步骤，分别为：前期数据处理过程、成型制造过程、后期处理过程。

一、数据处理

前期数据处理作为快速成型的第一步有着至关重要的作用，是能否获得优质成型件的基础。数据处理主要包括数据模型获取、模型格式转换、成型方向选择、支撑设计以及分层切片几个方面，其中的关系如图2－2所示。

（1）数据模型获取

数据模型获取通常有两种方式，一种是通过CAD设计软件自行设计所要成型物体的三维造型。由于CAD设计软件广泛普及，此种方式也是现今采用最多的数据模型获取手段。随着逆向工程技术的发展，反求所得的模型精度越来越高，并且该方式方便快捷，采用逆向工程反求模型也是一种可行的手段。

（2）模型格式转换

三维模型在进行切片操作前，通常需要进行格式转换。这是因为三维模型一般是由许多不规则自由曲面组成，直接对三维模型进行切片的技术受制于该技术的实现目前还高度依赖各三维造型软件内核的强大处理功能，所以普适性较差。目前常用的方法是转换为STL格式文件。该文件是用一系列小三角面片近似逼近自由曲面。其中，每个三角面片是由三个顶点坐标和一个与三个顶点满足右手螺旋法则的法向量组成。STL格式文件表述简单，实现方便，几乎所有三维造型软件都支持，已成为快速成型的实际行业标准。

（3）成型方向选择

物体成型方向需要综合考虑成型精度和成型效率。简单物体的成型方向往往一目了然，而复杂物体的成型方向选择则需经过计算机的精确计算。

（4）支撑设计

通过相应的快速成型软件自动添加支撑。支撑的形式有很多，比如点支撑、网状支撑、树状支撑等。支撑的设计和添加需保证制件能顺利成型，不能破坏物体的表面精度，还要考虑在成型加工完成后支撑去除的方便性。

（5）分层切片

在机器允许范围内合理选择切片层高，同样需兼顾成型效率和成型精度。层高直接影响物体的成型效率和成型精度，是快速成型中非常重要的参数之一，需慎重决定。分层的大小根据被成型件精度和生产效率的要求选定，但总的思想是在满足制件精度的同时尽量增加层厚，提高效率。

二、成型制造

完成前述数据处理过程后，需对成型加工设备进行工艺参数的设定。对于光固化快速成型机，主要工艺参数包括：扫描速度、扫描间距、支撑扫描速度、空行程跨越速度、刮板涂敷速度、层间等待时间、光斑补偿半径等参数。设置完成后，在系统控制下进行固化成型。首先调整工作台的高度，使其在液面下一个分层厚度，开始成型加工，计算机按照分层参数指令驱动镜头使光束沿着X－Y方向运动，扫描固化树脂，支撑截面粘附在工作台上，工作台下降一个层厚，光束按照新一层截面数据扫描、固化树脂，同时牢牢地粘结在底层上。依次逐层扫描固化，最终形成实体原型。

三、后处理

后处理是指整个零件成型完成后进行的辅助处理工艺，包括零件的清洗、支撑去除、打磨、表面涂覆以及后固化等。零件成型完成后，将零件从工作台上分离出来，用酒精清洗干净，用刀片等其它工具将支撑与零件剥离，之后进行打磨喷漆处理，为了获得良好的机械性能，可以在固化箱内进行二次固化。

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