机械工程学院毕业设计
题目：基于3d打印技术的汽车前保险杠成型工艺开发专业：车辆工程
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日期：2016年5月28日
目录
绪论 (2)
1 3D打印机机型设计要求 (5)
2 3D打印机设计 (6)
2.1Delta 型打印机工作原理 (6)
2.2确认3D打印机整体尺寸 (7)
2.3Rostock运动机构设计 (8)
2.3.1确定连杆长度最值 (8)
2.3.2连杆的强度校核 (9)
2.4传动方案设计 (9)
2.5挤出机构设计 (10)
2.5.1挤出机装置选择 (10)
2.5.2挤出喷头选择 (11)
2.6电机的选择 (12)
2.7传感器的选择 (13)
2.7.1温度传感器 (13)
2.7.2机械位置传感器 (14)
3 运动学仿真 (14)
3.1Delta 型3D打印机结构设计的相关技术指标 (14)
3.2三维模型预处理 (15)
3.3 数学建模 (17)
3.4 打印机工作空间的验证 (18)
4 制作保险杠三维图 (18)
4.1 制作三维图 (18)
4.2 转换成stl格式 (19)
5 打印保险杠成品 (19)
5.1将文件进行切片处理 (19)
5.2修改切片参数 (20)
5.3 生成GCODE文件 (21)
5.4 打印过程检查 (23)
5.5 打印完后处理 (23)
总结： (24)
参考文献 (24)
英文翻译 (24)
附图 (25)
基于3d打印技术的汽车前保险杠成型工艺开发摘要：20世纪80年代，3d打印技术得到快速的发展，对传统行业产生了冲击性影响。本文即是基于3d打印技术应用于汽车零部件上，对汽车前保险杠的成型工艺进行研究。利用碳纤维的材料特性，对汽车保险杠的结构进行优化设计，为以后的汽车零部件的快速生产及生产验证提供可能性。同时利用catia软件对汽车前保险杠进行了造型设计。
关键词：3d打印技术汽车保险杠碳纤维
绪论
快速成形技术或快速原型技术简称3D打印技术（3D printing），又称三维打印技术，通过计算机辅助软件（CAD、PRO/E等）或者计算机动画软件（3Dmax、犀牛等）建立3维模型，采用分层加工、叠加成形的方式逐层增加材料来实现3D实体成型。3D打印技术最突出的优点是不需要机械加工或模具，就能直接从计算机数据中生成任何形状的物体，从而极大地缩短产品的研制时间，提高生产率和降低生产成本。3D打印技术已经广泛应用于航天、航海、国防、医疗、建筑等各个领域
一3D打印技术原理
3D打印技术目前可分为四类：熔融沉积快速成型（Fused Deposition Modeling,FDM）、光固化成型（Stereolithigraphy Apparatus,SLA）、三维粉末粘接（3DP）、选择性激光烧结（Selecting Laser Sintering,SLS）。四类打印技术的详细介绍如下
1.1熔融沉积快速成型
在3D打印技术中，FDM机的使用是最常用的，机械结构也是最简单，设计是最容易的，制造成本和材料成本同样也是最低的，FDM技术的优点于成本廉价，制造简单，缺点是打印的材料的局限性较多，同时由于出料结构比较简单，难以精确控制出料形态与成型效果，由于温度对于FDM成型效果影响同样也非常大，在桌面级FDM3D打印机通常都会缺乏恒温设备，因此基于FDM的3D打印机的成品精度通常为0.2mm-0.3mm，少数高端机型能够支持0.1mm层厚，但由于受温度影响非常大，成品效果还是不够稳定。FDM机示意图如下
图0.1 FDM结构示意图
1.2光固化成型
光固化技术是在3D打印技术中最先发展起来的一种快速成型制造工艺，同样也是目前研究的最透彻、生产制造技术最成熟的、应用也为最广泛的快速成型技术之一。光固化技术，主要使用各种光敏树脂为材料，通过紫外光或者其他光源照射凝固成型，逐层实现光固化，最终得到完整的产品。光固化成型示意图如下
图0.2光固化成型示意图
1.3粉末粘接技术
三维粉末粘接的原料采用的是各种粉末材料，比如塑料粉末、陶瓷粉末、金属粉末等粉末类原料，粉末粘接技术工作原理是，先在底部平台上铺一层粉末，然后通过喷嘴将粘合剂喷在需要成型的区域中，让材料粉末自行粘接，形成零件截面，然后在截面平台上不断重复铺粉、喷涂、粘接的过程，一层一层叠加，获得最终打印出来的零件
图0.3 3DP工艺原理
1.4选择性激光烧结
SLS的原理是利用粉末材料在激光照射下烧结，控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉末上扫描，与3DP不同的是，它首先铺一层粉末材料，将材料预热到接近熔化点，再使用激光在该层截面上扫描，使粉末温度升到熔化点，然后烧结形成粘接物，最后进行层层截面的烧结，，直至完成整个模型成型。
图0.4 SLS原理示意图
二.碳纤维材料成型
碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁的，而且兼具耐腐蚀、高模量的特性，在国防和民用方面都是非常重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等
图0.5 奥迪A6全新碳纤维改造
在3d打印技术中，材料的选择对成型工艺技术产生了至关重要的作用。市场上流通的常见碳纤维分为两类，一类是纯碳纤维，此类材料打印出来的成品优点是具有高强度性，抗腐蚀性等一些碳纤维材料的专属特性，缺点是成型工艺难度较高，对温度及喷嘴的要求极高。第二类即是20%的碳纤维材料，这种材料打印出来的成品优点是成型工艺的条件没有那么苛刻，缺点是成品的性能上与纯正的碳纤维还是具有一定的差距。
0.6 3d打印新型碳纤维复合材料0.7 3d打印碳纤维样品
1 3D打印机机型设计要求
Delta 型 3D 打印机是3d打印分类中的重要的一部，由于其占地少，速度快等特点，被现在的打印公司广泛的应用，采用并联式运动机构的作用是牵引喷头。为了使表面精度高，我们就要限制各个方向的自由度，为了达到这个要求，为其运动机构有两种设计方案，一种是工业并联机械手臂如图1.1所示,另外一种是rostock运动结构如图1.2所示。与2维打印机相比，3D 打印机增加了 Z 轴的运动，可打印出来立体的实物。而喷头要精准稳定地做 X、Y、Z 方向的运动，它必须要有精确平稳的轨道承载，能否在这三方向是上自由地运动是我对其结构研究的重要部分，而Delta 型3D打印机要求的是在最小的空间里实现三个运动方向运动范围的最大化
图1.1 工业并联机械手臂图1.2 rostock 运动结构
工业用并联机械手臂的结构如图1.1所示，机架的三条边通过完全独立的相同运动链分别连接到动平台上，每个运动链中有一个由四个胡克铰和杆件组成的平行四边形闭环，此闭环和主动臂相连，驱动杆和机架间通过转动副连接。三组平行四边形的应用使动平台始终保持水平，消除了动平台之间的转动自由度从而保留了空间的平动自由度。由空间机构学理论可知由空间机构学理论可知对于一般的空间机构，其自由度数目 F 均可利用公式计算获得
g
F = 6(n - g-1) + ∑ f
i
i=1
i n ——运动杆数目
g ——运动副数
f i ——运动副 i 具有的自由度数
g
在该空间机构中转动副有1个自由度，胡克铰有2个自由度，以 n=8,g=9, ∑ f i = 15 ,将以
i =1
上数据代入公式（1-1）得
g
F = 6(n - g -1) + ∑ f = 6(8 - 9 -1) +15 = 3 i =1 由此并联机械臂连接副的关系可知，每条支链约束动平台都有两个转动自由度，任意两个 支链就可限制三个转动自由度，所以本结构形式的并联机械手共有三个平动自由度，分别为沿 XYZ 向的平移自由度,因此可以用在3D 打印机上。
方案二：含 rostock 运动机构如图1.2所示，由图可知该机构由三个平行四边形闭环组 成，通过平行四边形闭环把立柱同动平台相连接起来。和工业用并联机械手臂相类似，三个平行四边形闭环消除了该机构的3个转动自由度，该机构也有3个平动自由度， 因此可以用在上3D 打印机上。两种方案对比如表1
表1 运动结构方案对比
结构 控制复杂程度 喷头运动平稳性 功能实现难以程度 商业化程度
方案一 复杂 较难
差 较难 几乎没有 方案二 简单
较易 好 较易 较成熟 综合考虑两个方案的各个方面，本设计选择方案二
2 3D 打印机设计
2.1Delta 型打印机工作原理
含 rostock 运动机构的 Delta 型 3D 打印机的实物如图2.1所示，3D 打印机的整体框 架是一个由直径12mm 的不锈钢搭建的三棱柱，三棱柱的三根侧棱为滑轨，依靠不锈钢侧棱的加工精度保证滑轨的垂直度与刚度。
图 2.1 Delta 型 3D 打印机的实物图
导轨的上方安装有三台步进电机如图2.2所示，步进电机通过同步带轮带动滑块上的同步带运动，从而将电机的旋转运动转变为滑块的直线运动，并带动滑块在导轨上上下滑进如图2.3 所示。滑块依靠连杆与打印机的喷头相连，当滑块在上下运动时，依靠连杆的刚度完成对喷头的牵引作用，实现对打印头位置的控制。打印所需的原料通过一根聚乙烯管从打印机的上方送入，送入条料所需的动力由一个步进电机提供。工作平面位于打印机的底层，打印机整体采用了开放框架，方便打印机平台的调平以及打印机的扩展和维护。辅助系统和检测系统直接
安装在打印机的框架之上实现对打印过程的在线监测。
图2.2 步进电机的安装位置图 2.3 同步带的传动
2.2 确认3D打印机整体尺寸
设计原始成形尺寸：直径 200mm，高度 300mm。整体尺寸计算模型图如图2.4所示，等边
?JHG 为圆 P 的外切圆，其中GK⊥HJ， |PQ|=|PK|=|PL|=100mm , JQ⊥GH ，HL⊥GJ, 可得：｜
HG|=｜GJ｜=｜HJ｜=2｜HK｜=2|PK| tan 60° =346.41mm，所以正三棱柱底边边长的最小值
346.41mm。正三棱柱的底边边长取 400mm，高度值取 800mm。
图 2.4 整体尺寸计算模型图
2.3Rostock运动机构设计
2.3.1确定连杆长度最值
Rostock运动机构中6根连杆长度是相同的。确定连杆的最小长度值。保持打印机的正三棱柱的外形尺寸不变，当 rostock运动机构中的6根杆共面时其处于极限位置时，连杆的长度取得最值,此时 rostock运动机构的简化模型如图2.5。
图 2.5 连杆取最小值时 rostock 运动机构的简化模型
由工作原理可知，?ABC 为等边三角形，|AB|=|AC|=|BC|=400mm, CF⊥AB, AD⊥BC, BE⊥AC,由等边三角形的三线合一性质可知, 点O为?ABC的中心。所以|AO|=|BO|=|CO|=2/3|AD|= 2/3|AB|sin 60° =0.67x400xsin 60°=230.94mm 所以连杆直径为6的不锈钢杆长度的最小值为 230.94mm。保持打印机中的正三棱柱的外形尺寸不变，当滑块位于正三棱柱的最高处时，喷头位于打印机底座平面时其处于另一极限位置，此时连杆的长度取得最大值，此时 rostock 运动机构的简化模型如图2.6所示。
图 2.6 连杆取最大值时rostock 运动机构的简化模型
图中 b=800mm,a=230.94mm,由勾股定理可得
c =
= 832.67.88mm
所以连杆即?6 的不锈钢杆长度的最大值为832.67mm 。
综上可得，连杆长度L 的取值范围为230.94mm≤L≤832.67mm，考虑打印机的结构和安装，取直径为6mm 的不锈钢杆的长度为300mm.
2.3.2连杆的强度校核
在图4.1和图4.3中可知Rostock 运动机构的 Delta 型的打印机中除连杆外各个部件所承受的载荷都很小，所选用的材料的强度都满足要求；而连杆由于在运动过程中可能会受到一定程度的拉伸，所以要校核连杆的强度。连杆选用直径为 6mm 的不锈钢杆。打印机在工作过程中连杆和喷头的质量都很小，它们对连杆的强度影响可以忽略不计，而连杆两端所受拉力大小相差不大，故连杆可等效为二力杆，此二力杆两端所受力大小为 10N （相当于 1.0kg 的力）。由材料力学的中的轴向拉伸与压缩的强度计算公式得
代入数据得
经查机械设计手册得：304不锈钢的抗拉刚度b520Mpa .所以所选直径为6mm 的304不锈钢丝杆满足要求。
2.4传动方案设计
由打印机的整体尺寸和工作原理可知，该处的传动属于远距离直线传动，可选用 的传动方案有螺杆传动和皮带传动，两种传动的优缺点比较如下表所示。
表2 螺杆传动与皮带传动的比较
过载能力
结构 工作速度 传动效率 制作安装精度 缓冲减振能力 螺杆传动 无
复杂 较低 较低 较高 无 皮带传动 较好 简单 较高 较高 较低
较好 综合考虑打印机的各个方面情况，本设计的传动方案选择皮带传动。皮带传动又分为普通 V 带传动和同步带传动，两种传动的比较如表 3 所示
表3 V 带与同步带的比较
项目方案
相对滑动 传动效率 节能效果 结构 工作环境要求 外廓尺寸 V 带
有 低 差 复杂 较高 较大 同步带
无 高 好 简单 较低 较小
传动的平稳性和精准性对于打印机的工作精度和速度都是至关重要的，从表3可知，同步带与V带相比传动更加平稳和准确，所以本设计选用同步带传动，由机械设计手册选取 MXL 型同步带和 MXL型同步带轮。
2.5挤出机构设计
2.5.1挤出机装置选择
挤出装置由挤出机和挤出喷头组成，送料装置负责条料的送给。3D打印机的挤出机主要有直接挤丝、齿轮挤丝、液体挤出三种类型。本设计的挤出装置的设计主要考虑以下两个方面：一方面为了提高打印机的工作精度，应可能减轻喷头的重量，需要将挤出机装于3D打印机的顶部，故属于远程挤丝。另一方面本设计所选用的打印原料为熔点在245℃左右的复合碳纤维材料，故基于以上两个方面的考虑在本设计中选择齿轮的方案，挤出机有以下三种设计方案：（1）通过电机带动齿轮，齿轮与皮带连接，通过电机带动螺杆转动从而控制材料的进退。此结构装置比较复杂，而且螺杆上会容易有颗粒状材料残留。
（2）采用输出轴为圆柱形步进电机，用小螺栓将丝轮固定在输出轴上，用一个装有滚轴的装置来挤压打印材料，材料在送丝轮和滚轴之间，使打印材料两侧受到压力产生挤压，迫使材料在电机带动下前进和倒退。此装置的的好处在于对于步进电机的电流和参数要求不太高，同时利用齿轮减速加力，因此挤丝力会较好。缺点就是这种装置的结构比较复杂，维护起来相对来说有点麻烦。
（3）通过步进电机的输出轴带动软轴，用软轴控制两边齿轮，用一对齿轮夹紧材料，可完成打印材料的前进和倒退。但此结构装置较复杂，成本较高并且只能对应一种直径的打印材料，更换其他直径的打印材料就必须重新设计一个软轴。从结构和实用两个方面考虑，本设计选用第二种设计方案。本方案的实物图如图2.7所示，送料机构由齿轮、轴承、步进电机组成。
图2.8 送料装置原理图图2.7 挤出装置实物图
送料装置原理图如图2.8所示。采用送料齿轮轮和轴承相互配合，依靠轮齿的抓紧力钳住条料向前动作，从而达到条料的进给。送料轮齿为主动轮，负责提供条料的进给所需动力，轴承起定位的作用，同时可以有效减小条料的进给阻力。轴承与送料齿轮之间的间隙应该略小
于条料的直径，条料进入轴承与送料齿轮之间的缝隙时会受到两轮的挤压而产生摩擦力，使之沿图2.8箭头所示方向运动，可以利用其自身的弹性力确保送料齿轮有一定的抓紧力，送料的精确性可通过对步进角度的控制得到保证。要做到条料送进不失步，步进电机需要提供足够的扭矩。
2.5.2挤出喷头选择
挤出喷头的选择对于熔融沉积成型技术尤为重要，本文采用的碳纤维的材料极其容易磨坏喷嘴，成型工艺对喷头系统的功能要求可以分解为以下几点:
（1) 熔丝功能和料丝送进功能:将送进的固态料年能及时充分地熔化成为熔融状态并从喷嘴挤出;
（2) 流道功能:为熔融态材料提供稳定流动的通道;
（3) 定径功能:对挤出熔融物料进行可控定径,使得细小直径的丝材能够进行堆积;
（4) 出丝速度匹配与出丝起停控制功能:出丝速度实行可控,能够根据喷头扫描速度进行调整, 能实现速度互相匹配。出丝应该能根据路径扫描要求及时起停,以保证高质量的成型路径, 尤其是在路径起始和停止处。
挤出喷头装置将挤出机送来的打印条料采用电阻式加热融化后，由挤出喷嘴挤出。挤出喷头设备主要由进料管、加热管、散热片、喷嘴、监测装置、散热风扇、组成。挤出喷头的原理如图2.9所示。
图 2.9 挤出喷嘴原理图
挤出喷嘴原理是由送料装置送进的条料经过进料管流进加热管，在加热管内迅速加热至245℃全熔化。当后续的材料进入加热管后，借助未熔的活塞作用将熔融材料挤入嘴,挤出的条料在打印面上固化形成打印件。在挤出装置的前端，假如过早地融化，会因材料的热膨胀产生的逆向压力将液态的材料挤出到下端凝固，引起进料管的堵塞。为阻止这种情况的发生，在进料管上加入散热片和散热风扇对进料管进行冷却与降温。进料管为贯通整个挤出装置，上端接入喉管插头，下端和喷嘴相连。进料管的上半部分被数根散热片包裹，下半部分被加热管包裹。在挤出机构中喷嘴是比较重要的部件，因为打印产品的表面质量取决于喷嘴的大小，考虑到 Delta 型 3D 打印机的机械轴向负载能力较弱是为了提高打印精度，本设计采用重量较轻的J-head 型喷嘴，这样能控制机器的稳定性，该喷嘴的实物图如图2.10所示。
图2.10 J-head 型喷嘴
2.6 电机的选择
电机控制系统按照运动过程的需要分为驱动伺服和驱动步进两大类，它们优缺点的分别比较如表4所示. 综合考虑控制使用要求、成本要求以及3D打印机的实际工作情况，3D印机的电机选择了步进电机，其作用是为滑块提供足够的动力，即通过带动同步带使得滑块在导轨上做直线运动。
表4 伺服电机与步进电机的比较
伺服电机步进电机
控制类型闭环控制开环控制
控制精度是步距为 1.80 步进电机脉冲
当量的1/655。
两相混合式步进电机的步距角
一般为1.80 、0.90 ，两相混合式步
进电机的步距角一般为0.720 、
0.360 。
低频特性交流伺服电机运转非常平
稳，即使在低速时也不会出现
振动现象。步进电机在低速时易出现低频振动现象。
频率特性
交流伺服电机为恒力矩输
出，其额定转速一般为
2000r/min—3000r/min在该
范围内电机都能输出额定
扭矩，在额定转速以上为恒功
率输出。步进电机输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作转速一般为300 r/min—600 r/min。
选择步进电机需要考虑的因素如下：
（1）最小转速：要使得打印喷头的最大移动速度可达到60 mm/s，步进电机的最小转速可达到250r/min。
（2）额定扭矩：3D 打印机中电机的扭矩涉及以下三个方面：一、滑块在运动时在自身重力和连杆压力的作用下，使得其最大阻力为0.2 N ，电机轴的输出力要克服阻力从而带动同步带运动；二、在行进停止时步进电机时可以保持的最大静扭矩要能有效防止滑块在自身重力作用下滑轨下滑；三、为保证挤出机在送料时不失步，步进电机需要提供足够的扭矩。通过拉力测定可得，材料在送进的过程中，步进电机在运动时的扭矩需保持在0.5 N·m 左右。基于以上三个方面的考虑，查《机械设计手册》选取 42HB48-174 型步进电机，其部分参数如表5：
表5 42HB48-174 型步进电机的部分参数
额定扭矩保持扭矩步距角步距精度
0.27 N·m0.40N·m 1.8°±5%
2.7 传感器的选择
2.7.1温度传感器
在此 3D 打印机中的传感器包括温度传感器与机械位置传感器。在温度传感器中，主要有接触式与非接触式两种，具体的差别如表6
表6 接触式和非接触传感器比较
温度传感器按工作原理分为接触式和非接触式。由上表分析，接触式温度传感器的特别适合1200℃以下，无腐蚀性、热容大传感器的连续在线测温，并且接触式测温系统结构简单、可靠、维护方便、价格低廉、体积小，并且可以方便的组成多路集中测量与控制系统；非接触时传感器对于 1000 摄氏度以下误差相对来说较大，故采用接触式的温度传感器。其中热敏电阻的镍的有效温度测量范围在-150-300℃，精度在 0.2%-0.5%之间，标准化程度非常高高，精度及灵敏度都较好，对于本设计来讲镍更加适合作为温度传感器
2.7.2机械位置传感器
机械位置传感器选用压力传感器，它用于检测喷头的三原色颜料用量和粘剂的用量，还有打印原料当前使用情况检测。但物量不够的时候，反馈并提醒用户加入颜料、粘剂或原料。综合考虑各个方面因素，选用电位器来做测量，且能达到比较高的精度。
3 运动学仿真
3.1 Delta 型3D打印机结构设计的相关技术指标
运动学仿真的目的在于验证所设计的打印机的结构是否满足任务书给定的运动学相关技术指标。任务书给定的相关技术指标有：（1）打印机的工作区域：直径 200mm, 高 300mm 的
圆柱体；（2）喷嘴的运动精度：0.2mm，打印厚度：0.2mm；（3）喷嘴运动的最大速度：60mm/s。
3.2 三维模型预处理
在Solidworks中建好三维模型后将其导进 adams中进行运动学仿真，为了便于仿真应对模型进行预处理。为方便在adams中对模型进行处理应在Solidworks中将三维模型进行结构简化就是去掉与运动无关的零部件。另外，为保证三维模型在 Solidworks和 adams中所处的坐标系一致以便于处理，在Solidworks 应该将模型的坐标原点与系统的坐标原点重合。Solidworks中处理好的三维模型如图 3.1。将简化后的模型导入 adams 中后要再次进行处理。首先对底座、顶座和立柱，滑块和套筒，喷头支架和喷嘴间进行布尔加运算。然后在底座与大地间添加固定约束,套筒和立柱间添加移动副约束，连杆两端与相关零件分别添加球面副约束。
图 3.1 Solidworks中处理好的三维模型
图3.2 带轮主要参数设置
图3.3 同步带的主要参数设置
图3.4 同步带系统激励主要参数设置
最后添加同步带运动系统。为使其便于带轮准确定位，应当先在带轮中心处添加 maker，其坐标分别为（0，217.58，-42.5）、（0，217.58，-829）、（188.43，-108.79，-42.5）、（188.43，-108.79，-829）、（-188.43，-108.79，-42.5）、（-188.43，-108.79，-829）。三个同步带运动系统的带轮、同步带、激励的主要参数设置分别如图 3.2、3.3、3.4所示。预处理完后的
模型如图5.5,激励的方向应和带轮的旋转方向一致。
图3.5 预处理完后的模型
3.3 数学建模
由于Delta 型3D 打印机的连杆长度为定值，利用这一条件结合空间几何的相关知可以建立滑块质心的位置坐标与喷嘴中心的位置坐标的关系。建立数学模型的作用有两个方面：一方面：由滑块的最小位移确定喷嘴的运动精度，从而验证所选的步进电机的步距角是否满足要求，另一方面：验证连杆长度和立柱长度是否合理即输入任何一组在作业范围内的数据，喷嘴的位置是唯一确定的。数学建模前要对有关部件进行模型简化得到可以用以计算的数学模型。基于各个相关零件的尺寸，模型简化如下：将滑块简化为位置在其质心处的质点，喷头支架、喷嘴简化为位于连杆交点处的质点。为使简化模型与实际相符，连杆长度取等效杆长，考虑到喷头支架的直径对等效杆长的影响，等效杆长取为 L=370mm
设喷头中心析坐标为 PC(188.43, 108.79, Z3)，滑块中心的坐标分别为A （0，217.58，Z1）、 B(188.43,108.79,Z2)、C(188.43,108.79,Z3)模型简化后连杆长度为 L=370mm 即|PA|=|PB|=|PC|=L ,则由空间几何知识得数学模型为
x 0+ (y 0- 217.58)+ (z 0 - z 1 ) = L
(x 0 -188.43) + ( y 0 +108.79) + (z 0 - z 2 ) = L
(x 0 +188.43) + ( y 0 +108.79) + (z 0 - z 3 ) = L
当已知滑块质心的坐标即 z1、z2、z3的值由式（5）-（7）便可分别确定出喷嘴中心坐标即 x 0、y 0、z 0 的值。用 MATLABL 软件解上述方程组的程序如下：
syms x0 y0 z0 z1 z2 z3 %z1 、z2 、z3 为三个滑块质心的纵坐
eq1 = x0^2+(y0-217.58)^2+(z0-z1)^2-370^2 % x0 、y0、z0为喷嘴中心坐标 eq2 = (x0+188.43)^2+(y0+108.79)^2+(z0-z2)^2-370^2;
eq3 = (x0-188.43)^2+(y0+108.79)^2+(z0-z3)^2-370^2;
[x0,y0,z0]=solve(eq1,eq2,eq3,x0,y0,z0)
z1=-247.57;z2=-247.57;z3=-306.05;
subs(x0) subs(y0) subs(z0)
3.4 打印机工作空间的验证
打印机工作空间的验证任务书要求的工作空间为底面直径 200mm,高 300mm 的圆柱区域，这里把所验证的工作空间取为底面直径 300mm,高300mm 的圆柱区域，所以有-150≦X0≦150,-150≦Y0≦150, -750≦Z0≦-30,-750≦Z1≦-30,-750≦Z2≦-30, -750≦Z2≦-30.现取喷嘴处于所选的验证工作区域的边界位置时 Z1、Z2、Z3 的值由附录中数学模型解的表达式计算得到 X0,Y0,Z0 的值如表 8 所示
表8方程的解
(Z1,Z2,Z3) X0 Y0 Z0
(-247.57,-406.05,-247.57) -118.52 -68.43 -44.96
(-406.05,-247.575,-247.57) 0.00 136.00 -44.00
(-247.575,-247.57,-406.05) 118.52 -68.43 -44.96
(-547.575,-547.57,-706.05) 118.52 -68.43 -344.96
(-706.05,-547.575,-547.57) 0.00 136.86 -344.96
(-547.575,-706.05,-547.57) -118.52 -68.43 -344.96
由上表可知X0，Y0，Z0 值均符合要求，所选杆长完全合理。
4 制作保险杠三维图
在3d打印技术中，就是将三维图转换成切片文件，在打印机制作完成之后就是制作三维cad图，将cad格式转换成stl格式，之后才进行切片操作。
4.1 制作三维图
本文的保险杠设计是基于catia软件制作，保险杠的模型是参考雷克萨斯混合动力车gs450h，利用caita软件的凸台、倒圆角、建立平面、拔模等相关操作进行实体造型设计。下图即是利用catia制作的保险杠三维图
图4.1 保险杠的三维图
4.2 转换成stl格式
Stl格式是FDM机中最常见的3d格式，用于表示三角形网格的一种3d数字形式，俗称点云格式。STL只能用来表示封闭的面或者体。将stl格式经过切片软件进行切片，常见的切片软件有cura 、systerm3d等。进过切片操作，生成GCODE文件。
5 打印保险杠成品
将stl格式文件导入切片软件，进行切片操作，切片操作分为以下几步，（1）进行平台设置，设置适合的平台参数（2）进行参数设计，包括喷头直径，线料直径，层高，及打印温度（3）对高级参数进行设置，包括外圈打印温度，内圈打印温度，外圈打印速度，填充速度等（4）专家参数设计，对参数的支撑参数，支撑类型等进行设置。
5.1将文件进行切片处理
下图即是将保险杠的stl格式导入切片软件中，进行切片操作。如图5.1
图5.1 导入保险杠示意图
3D打印与快速成型和快速制造之间的区别和 联系 D、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。目前国内传媒界习惯把快速成型技术叫做“3D打印”或者“三维打印”，显得比较生动形象，但是实际上，“3D打印”或者“三维打印”只是快速成型的一个分支，只能代表部分快速成型工艺。快速制造（Rapid Manufacturing，简称RM），有狭义和广义之分，狭义上是基于激光粉末烧结快速成型技术的全新制造理念，实际上属于RP快速成型技术的其中一个分支，它是指从电子数据直接自动地进行快速的、柔性并具有较低成本的制造方式。快速制造它与一般的快速成型技术相比，在于可以直接生产最终产品，能够适应从单件产品制造到批量的个性化产品制造；而广义上，RM快速制造可以包括“快速模具”技术和CNC数控加工技术在内，因此可以与RP快速成型技术分庭抗礼，各擅胜场。国际上喜欢用“Additive Manufacturing”（简称AM）来囊括RP和RM 技术，国内翻译为增量制造、增材制造或添加制造。年美国ASTM 成立了F42委员会，将AM定义为：
“Process of joining mat-erials to make objects from3d model data, usua-lly layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing methodologies、” 即：一种与传统的材料去处加工方法截然相反的，通过增加材料、基于三维CAD模型数据，通常采用逐层制造方式，直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。解析二：几种主流快速成型工艺的成型原理及优缺点 1、激光光固化（SLAStereolithography）该技术以光敏树脂为原料，将计算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截面的轮廓为轨迹对液态树脂连点扫描，便被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应，从而形成零件的一个薄层截面。当层固化完毕，移动工作台，在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂以便进行下一层扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上，如此重复直到整个零件原型制造完毕。美国3DSYSTEMS 公司是最早推出这种工艺的公司。该项技术特点是精度和光洁度高，但是材料比较脆，运行成本太高，后处理复杂，对操作人员要求较高。适合验证装配设计过程中用。 2、三维打印成型（3DP3Dimension Printer）其最大特点是小型化和易操作，多用于商业、办公、科研和个人工作室等环境。而根据打印方式的不同，3DP三维打印技术又可以分为热爆式三维打印（代表：美国3D Systems公司的 Zprinter系列原属ZCorporation公司，已被3D Systems公司收购）、压电式三维打
工业机器人在汽车焊接中的应用焊接技术作为制造业的传统基础工艺与技术，在工业中应用的历史并不长，但它的发展却是非常迅速的。焊接机器人是在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备，是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，主要用于工业自动化领域，其广泛应用于汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械等行业，在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程都有广泛应用，其中应用最多的以弧焊、点焊为主。 典型的焊接机器人系统有如下几种形式：焊接机器人工作站、焊接机器人生产线、焊接专机。焊接机器人系统一般适合中、小批量生产，被焊工件的焊缝可以短而多，形状较复杂。柔性焊接线特别适合产品品种多，每批数量又很少的情况下采用。焊接专机适合批量大、改型慢的产品，对焊缝数量较少、较长，形状规矩的工件也较为适用，至于选用哪种自动化焊接生产形式，需根据企业的实际情况而定。 在汽车领域的典型应用 纵观整个汽车工业的焊接现状，不难分析出汽车工业的焊接发展趋势为：发展自动化柔性生产系统。而工业机器人，因集自动化生产和灵活性生产特点于一身，故轿车生产近年来大规模、迅速地使用了机器人。在焊接方面，主要使用的是点焊机器人和弧焊机器人。特别是近几年，国内的汽车生产企业非常重视焊接的自动化。如一汽引进的捷达车身焊装车间的13条生产线的自动化率达80%以上，各条线都由计算机(可编程控制器PLC-3)控制，自动完成工件的传送和焊接。焊接由R30型极坐标式机器人和G60肘节式机器人共61台进行，机器人驱动由微机控制，数字和文字显示，磁带记录仪输入和输出程序。机器人的动作采用点到点的序步轨迹，具有很高的焊接自动化水平，既改善了工作条件，提高了产品质量和生产率，又降低材料消耗。 类似的高水平的生产线，在上海、武汉等地都有引进。但这些毕竟还远不能适应我国民族汽车工业迅速发展的需要，我们必须坚持技术创新，大力加速发展高效节能的焊接新材料、新工艺和新设备，发展应用机器人技术，发展轻便灵巧的智能设备，建立高效经济的焊接自动化系统，必须用计算机及信息技术改造传统产业，提高档次。 新松机器人深度服务汽车行业大市场 作为国内唯一的“机器人国家工程研究中心”，新松机器人自动化股份有限公司从事机器人及自动化前沿技术的研制、开发与应用。其系列机器人应用主要涵盖点焊、弧焊、搬运、装配、涂胶、喷涂、浇铸、注塑、水切割等各种自动化作业，广泛应用于汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械、冶金、电子装配、物流、烟草、五金交电、军事等行业。目前，机器人系列技术及应用、自动化成套技术装备、仓储物流自动化技术装备已形成新松公司三大主导产业领域，旨在为用户提供卓越的技术和服务。迄今已累计向市场推出了800多台机器人系统，是市场上极具竞争力的“机器人及自动化技术和服务”解决方案提供商，也是国内进行机器人研究开发与产业化应用的主导力量。 新松公司的机器人产业应用主要是承担各类汽车车身自动冲压线、白车身焊装线、汽车总装线、发动机装配线、工装夹具及输送系统的设计制造；焊装线钢结构、管网工程的设计制造；焊装线工艺设计、平面布置、机器人选型、机器人用自动焊钳设计与选型、非标机
快速成型3d打印原理技术论文 3d打印快速成型技术 3D快速打印技术在近年来得到了快速发展，应用领域也在不断的增加。下面是为大家精心推荐的快速成型3d打印技术论文，希望能对大家有所帮助。 摘要：3D打印又称为增材制造，近年来得到了快速发展，应用领域不断增加。本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析，对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。 关键词：3D打印;应用现状;教学领域 1 引言 3D打印，又称为增材制造，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命的重要标志”，以其“制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。近年来，随着3D打印技术的逐步成熟、精确，打印材料种类的增加，打印价格的降低，3D打印得到了快速发展，应用领域不断增加，不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用，也逐渐进入了公众视野，走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所，在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用，作为教育工作者，本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上，重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。
2 3D打印概述 2.1 3D打印原理 3D打印(3D printing，又称三维打印)，是利用设计好的3D模型，通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产品的技术[1]。一般来说，通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2]，其中3D虚拟模型，可以是利用扫描设备获取物品的三维数据，并以数字化方式生成三维模型，或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型，有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型，比如123D Catch[3]。 2.2 3D打印的优势 与传统制造技术相比，3D打印不需事先制模，也不必铸造原型，大大缩短了产品的设计周期，减少了产品从研发到应用的时间，降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险，使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单，产品也更能凸显个性化。另外，3D打印是增材制造，使用金属粉或其他材料，使部件从无到有制造出来，大大减少了原材料和能源的消耗，生产上实行了结构优化。
汽车制造中的焊接工艺 汽车制造四大工艺中，焊装尤其重要，而在焊装的前期规划中，车身焊接夹具的设计又是关键环节。工装夹具的设计是一门经验性很强的综合性技术，在设计时首先应考虑的是生产纲领，同时还必须熟悉产品结构，了解钣金件变形特点，把握零部件装配精度及容差分配，通晓工艺要求。只有做到这些，才能对焊接夹具进行全方位的设计，满足生产制造要求。汽车焊接生产线也是是汽车制造中的关键，焊接生产线中的各种工装夹具又是焊装线的重中之重，焊接夹具的设计则是前提和基础。设计工装夹具时，不仅要考虑生产纲领，还必须要熟悉产品结构，了解钣金件变形特点，通晓工艺要求等诸多内容。 生产纲领即合格产品的年产量，它决定了焊接夹具的自动化水平及焊接工位的配置，是通过生产节拍体现的，是焊接夹具设计首先应考虑的问题。生产节拍由夹具动作时间、装配时间、焊接时间、搬运时间等组成。夹具动作时间主要取决于夹具的自动化程度；装配时间主要取决于冲压件精度、工序件精度、操作者的熟练程度；焊接时间主要取决于焊接工艺水平、焊接设备的自动化程度、焊钳选型的合理化程度等；搬运时间主要取决于搬运的自动化程度、物流的合理化程度及生产现场管理水平等。只要把握以上几点，就能合理地解决焊接夹具的自动化水平与制造成本的矛盾。 汽车车身的结构特点与焊接的关系 汽车车身一般由外覆盖件、内覆盖件和骨架件组成，覆盖件的钢板厚度一般为0.8～1.2mm，有的车型外覆盖件钣金厚度仅有0.6mm、0.7mm，骨架件的钢板厚度多为1.2～2.5mm，也就是说它们大都为薄板件。对焊接夹具设计来说，应考虑如下特点： 1. 刚性差、易变形 经过成型的薄板冲压件有一定的刚性，但与机械加工件相比，刚性要差得多，而且单个大型冲压件容易变形，只有焊接成车身壳体后，才具有较强的刚性。以轿车车身大侧围外板为例，一
编辑此次参观了第二工厂的焊装车间、总装车间、试车场，以及襄樊动力总成厂的发动机生产车间。值得一提的是，后续我们还探访了位于襄樊的国家汽车质量监督检验中心，这里是国众多汽车厂商对车辆性能进行试验、路试的重要基地，在后续报道中我们会为大家带来该检验中心的详细信息。 『在后续的报道中我们还将带来总成车间和襄樊工厂的更多容』 汽车制造基本工艺： 介绍焊装工厂之前，我们先来简单叙述一下汽车的基本制造流程。汽车制造流程中主要有四大工艺，即车身冲压、车身焊装、车身涂装、整车总装。这四大工艺流程一般都是在整车厂完成，但发动机、变速器、车桥、车身附件、饰件等部件一般都是在整车厂外完成制造，然后运输到整车厂与车身一起组装成整车。 『此图为神龙公司第一冲压车间，东风雪铁龙C5的冲压在这里完成』
需要说明的是，在神龙第二工厂没有冲压车间，东风雪铁龙C5的钢板的冲压是在第一工厂完成后运送到第二工厂来的，在第二工厂东风雪铁龙C5要进行的第一个步骤就是焊接工艺。通过了解，从目前的生产状况来看，第二工厂焊装车间的柔性化成型技术、在线激光三座标检测是较为先进的技术，不过在机器人的使用率等方面并没有明显的优势。话不多说了，我们来看看东风雪铁龙C5的焊接工艺吧。 ●神龙公司第二工厂焊装分厂介绍： 焊装分厂厂房面积4.66万平米，有ALW航空激光焊接、柔性化车身成型工艺、激光在线三座标测量等焊接和检测工艺，目的是为了打造东风雪铁龙C5的“救生舱式高强度车身”。其供应商与欧洲新雪铁龙C5相同，属于PSA集团下的设备供应商CFER。
在神龙第二工厂的焊装车间，基本的工艺流程是先将各个冲压好的零部件分别焊装，其中包括了车身前后端等部件；然后是地板线的焊装，这里完成了车身前后侧围等部分的焊装过程；地板部分焊装好后，就进入了车身成型线的焊装，经过这个工序之后，我们可以看
精心整理史上最全的陶瓷材料3D打印技术解析 南极熊3D打印网2017-07-11现在已经陆续出现一些陶瓷3D打印机，价格100万到500万人民币的都有。南极熊希望下文可以给读者带来全面的认识。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上，使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法，去除多余 体模型，而后用分层软件对其进行分层处理，即将三维模型分成一系列的层，将每一层的信息传送到成型机，通过材料的逐层添加得到三维实体制件。跟传统模型制作相比，3D打印具有传统模具制作所不具备的优势：1.制作精度高。经过20年的发展，3D打印的精度有了大幅度的提高。目前市面上的3D打印成型的精度基本上都可以控制在0.3mm以下；2.制作周
期短。传统模型制作往往需要经过模具的设计、模具的制作、制作模型、修整等工序，制作的周期长。而3D打印则去除了模具的制作过程，使得模型的生产时间大大缩短，一般几个小时甚至几十分钟就可以完成一个模型的打印；3.可以实现个性化制作。3D打印对于打印的模型数量毫无限制，不管一个还是多个都可以以相同的成本制作出来，这个优势为3D打印开 陶瓷材料烧结性能非常重要，陶瓷颗粒越小，表面越接近球形，陶瓷层的烧结质量越好。陶瓷粉末在激光直接快速烧结时，液相表面张力大，在快速凝固过程中会产生较大的热应力，从而形成较多的微裂纹。目前，陶瓷直接快速成型工艺尚未成熟，国内外正处于研究阶段，还没有实现商品化。目前，比较成熟的快速成型方法有如下几种：分层实体制造(简称LOM）；
熔化沉积造型（简称FDM）；形状沉积成型（简称SDM）；立体光刻（简称SLA）；选区激光烧结（简称SLS)；喷墨打印法(简称IJM）。2.1分层实体制造（LOM）分层实体制造采用背面涂有热熔胶的薄膜材料为原料，用激光将薄膜依次切成零件的各层形状叠加起来成为实体件，层与层间的粘结依靠加热和加压来实现。LOM最初使用的材料是纸，做出的部件相当于木 和 面LOM LOM ABS 末和有机粘结剂相混合，用挤出机或毛细血管流变仪做成丝后用FDM设备做出陶瓷件生胚，通过粘结剂的去除和陶瓷生胚的烧结，得到较高密度的陶瓷件。适用于FDC工艺的丝状材料必须具备一定的热性能和机械性能，黏度、粘结性能、弹性模量、强度是衡量丝状材料的四个要素。基于这样的限制条件，Rutgers大学的陶瓷研究中心开放出称为RU系列的有机粘结
编辑此次参观了第二工厂的焊装车间、总装车间、试车场,以及襄樊动力总成厂的发动机生产车间。值得一提的就是,后续我们还探访了位于襄樊的国家汽车质量监督检验中心,这里就是国内众多汽车厂商对车辆性能进行试验、路试的重要基地,在后续报道中我们会为大家带来该检验中心的详细信息。 『在后续的报道中我们还将带来总成车间与襄樊工厂的更多内容』 汽车制造基本工艺: 介绍焊装工厂之前,我们先来简单叙述一下汽车的基本制造流程。汽车制造流程中主要有四大工艺,即车身冲压、车身焊装、车身涂装、整车总装。这四大工艺流程一般都就是在整车厂内完成,但发动机、变速器、车桥、车身附件、内饰件等部件一般都就是在整车厂外完成制造,然后运输到整车厂与车身一起组装成整车。 『此图为神龙公司第一冲压车间,东风雪铁龙C5的冲压在这里完成』
需要说明的就是,在神龙第二工厂没有冲压车间,东风雪铁龙C5的钢板的冲压就是在第一工厂完成后运送到第二工厂来的,在第二工厂东风雪铁龙C5要进行的第一个步骤就就是焊接工艺。通过了解,从目前的生产状况来瞧,第二工厂焊装车间的柔性化成型技术、在线激光三座标检测就是较为先进的技术,不过在机器人的使用率等方面并没有明显的优势。话不多说了,我们来瞧瞧东风雪铁龙C5的焊接工艺吧。 ●神龙公司武汉第二工厂焊装分厂介绍: 焊装分厂厂房面积4、66万平米,有ALW航空激光焊接、柔性化车身成型工艺、激光在线三座标测量等焊接与检测工艺,目的就是为了打造东风雪铁龙C5的“救生舱式高强度车身”。其供应商与欧洲新雪铁龙C5相同,属于PSA集团下的设备供应商CFER。
在神龙第二工厂的焊装车间,基本的工艺流程就是先将各个冲压好的零部件分别焊装,其中包括了车身前后端等部件;然后就是地板线的焊装,这里完成了车身前后侧围等部分的焊装过程;地板部分焊装好后,就进入了车身成型线的焊装,经过这个工序之后,我们可以
快速成型3d打印原理技术论文 快速成型3d打印技术论文篇一：《试论3D打印技术》 摘要：3D打印又称为增材制造，近年来得到了快速发展，应用领域不断增加。本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析，对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。 关键词：3D打印;应用现状;教学领域 1 引言 3D打印，又称为增材制造，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命的重要标志”，以其“制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。近年来，随着3D打印技术的逐步成熟、精确，打印材料种类的增加，打印价格的降低，3D打印得到了快速发展，应用领域不断增加，不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用，也逐渐进入了公众视野，走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所，在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用，作为教育工作者，本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上，重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。 2 3D打印概述 2.1 3D打印原理 3D打印(3D printing，又称三维打印)，是利用设计好的3D模型，通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产
品的技术[1]。一般来说，通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2]，其中3D虚拟模型，可以是利用扫描设备获取物品的三维数据，并以数字化方式生成三维模型，或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型，有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型，比如123D Catch[3]。 2.2 3D打印的优势 与传统制造技术相比，3D打印不需事先制模，也不必铸造原型，大大缩短了产品的设计周期，减少了产品从研发到应用的时间，降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险，使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单，产品也更能凸显个性化。另外，3D打印是增材制造，使用金属粉或其他材料，使部件从无到有制造出来，大大减少了原材料和能源的消耗，生产上实行了结构优化。 2.3 3D打印的应用现状 近年来，3D打印得到了快速发展，几乎应用于各个领域。在模具加工和机械制造领域，使用3D打印相对快速地进行模具的设计与定制，打印复杂形状的各种零件，打印具有足够强度的个性化几何造型的物件。在航空航天、国防军工领域，3D打印应用于外形验证、关键零部件的原型制造、直接产品制造等方面。如空客公司从打印飞机小部件开始，逐步发展，计划在2050年左右打印出整架飞机。生物医疗领域，医学工作者利用3D打印技术打印出患者的心脏模型，缺损下颌骨模型，患者外伤性脑内血肿颅脑模型等，用于辅助诊断并制定术前手术方案，降低了手术难度，减少了手术时间，为患者带来
汽车焊接工艺简介 焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法，在汽车制造中得到广泛的应用。随着技术的进步，焊接新工艺、新材料、新方法不断运用在汽车制造中，镀层钢板、轻金属材料的焊接问题，高分子材料、复合材料、异种材料、特种材料对汽车焊接提出了新的挑战。而汽车焊接过程中的机器人与自动化技术使汽车焊接面貌大为改观。 汽车焊接新技术或新用途 激光焊接技术 激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，如果焦点靠近工件，工仵就会在几毫秒内熔化和蒸发，这一效应可用于焊接工艺。激光焊接设备的关键是大功率激光器，主要有两大类，一类是固体激光器，又称Nd: YAG激光器。Nd（钕）是一种稀土族元素，YAG代表钇铝柘榴石，晶体结构与红宝石相似。Nd:YAG激光器波长为1.06μm(注:原帖为mm)，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，因此可以省去复杂的光束传送系统，适用于柔性制造系统或远程加工，通常用于焊接精度要求比较高的工件。汽车工业常用输出功率为3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一类是气体激光器，又称CO2激光器，分子气体作工作介质，产生平均为10.6μm(注:原帖为mm)，的红外激光，可以连续工作并输出很高的功率，标准激光功率在2-5千瓦之间。 激光焊接技术 激光焊接的特点是被焊接工件变形极小，几乎没有连接间隙，焊接深度/宽度比高，因此焊接质量比传统焊接方法高。但是，如向保证激光焊接的质量，也就是激光焊接过程监测
与质量控制是一个激光利用领域的重要内容，包括利用电感、电容、声波、光电等各种传感器，通过电子计算机处理，针对不同焊接对象和要求，实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝质量监测等项目，通过反馈控制调节焊接工艺参数，从而实现自动化激光焊接。汽车工业中，激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。 塑料焊接技术 超声波塑焊是将高频率机械振动通过工件传到接口部分，使分子加速运动。分子摩擦转换成热量使接口处塑料溶化，从而使两个焊件以分子联接方式真正结合为一体。因为这种分子运动是在瞬间完成的，所以绝大部分的超声波塑焊可以0.25～0.5s内完成。超声波塑焊适用于焊接面积较小，结构规则和热塑性的塑料件。 振动摩擦塑料焊接技术是使工件在加压的状况下相互摩擦，能量沿熔接部位传导，并且在特别设计的部位使塑胶因摩擦生热而溶化，溶化时段过后在继续加压的状态下冷却固化，固化后的接口强度与本体塑胶强度相当。 Branson塑料焊接技术已被成功地运用于汽车保修杠、仪表板和仪表盘、刹车显示灯、方向指示器、汽车门板以及其他与发动机有关的零部件制造工业中。近年来，原先许多传统使用金属的零部件也开始用塑料代替，如进气管，仪表指针，散热器加固，油箱，过滤器等。振动摩擦焊接适用于焊接面积较大，结构复杂的工件，而且对塑料类型没有特殊要求。 电阻焊的节能及控制技术 目前电阻焊机大量使用交流50Hz的单相交流电源，容量大、功率因数低。发展三相低频电阻焊机、三相次级整流接触焊机(已在普通型点焊机、缝焊机、凸焊机中应用)和IGBT 逆变电阻焊机，可以解决电网不平衡和提高功率因数的问题。同时还可进一步节约电能，利于实现参数的微机控制，可更好地适用于焊接铝合金、不锈钢及其他难焊金属的焊接。另外还可进一步减轻设备重量。 西南交通大学针对一工厂铝合金车圈对焊研制成车圈焊接PLC(可编程控制器)智能控制器，对原机进行了改造，解决了铝合金车圈的焊接质量问题，提高了焊接生产率。后又同一工厂研制了PLC缝焊控制器，解决了对一般清理要求制件的缝焊问题。通过这两项控制器的研制，证明了PLC比单片微机控制器抗干扰能力强，可靠性高；比工控机控制器体积小、成本低，使用通用的单相工频交流电阻焊机完成了高难度的对焊及缝焊工作。 等离子焊（PAW）
3D 打印-快速成型技 术 班级： 姓名： 学号： 目录 1 引言 (1) 2 3D 打印概述 (2) 2.1 3D 打印原理 (2) 2.2 3D 打印的优势 (3)
2.3 3D 打印的应用现状 (3) 3 3D 打印在教学领域的应用 (4) 3.1 打印三维教具学具辅助教学 (4) 3.2 实习实践过程中辅助创新设计.5 3.3 就业创业指导 (6) 3.4 图书馆应用 (6) 4 结束语 (7) 1 引言
3D 打印，又称为增材制造，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命的重要标志”，以 其“制造灵活”和“节 约原材料”的特点在 制造业掀起了一股浪 潮。近年来，随着3D 打印技术的逐步成熟、 精确，打印材料种类 的增加，打印价格的降低，3D 打印得到了快速发展，应用领域不断增加，不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用，也逐渐进入了公众视野， 走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所，在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用，作为教育工作者，本文将在介绍3D 打印的原理、优势、应用现状的基础上，重点探讨3D 打印在教育领域的角色及应用模式。 2 3D 打印概述 2.1 3D 打印原理 3D 打印(3D printing，又称三维打印)，是利用设计好的3D 模型，通过3D 打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产品的技术[1]。一般来说，通过3D 打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2]，其中3D 虚拟模型，可以是利用扫描设备获取物品的三维数据，并以数字化方式生成三维模型，或者是利用AutoCAD 等工程或设计软件创建的3D 模型， 有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D 模型，比如123D Catch[3]。
各类3D打印成型技术在汽车研发中的对比分析 随着2010年世界第一台3D打印汽车问世，3D打印技术在汽车制造领域得到了广泛的应用。基于此，首先在查阅相关文献、专家访谈的基础上，确定各类3D打印快速成型技术的基本原理，为每一种成型技术的研发对比提供基础。其次，通过案例收集与实地调研3D打印汽车研发公司，搜集相关的数据资料，进行各种成型技术在汽车研发中的优缺点对比，重点对比每一种成型技术所需要的原材料、生产所需的环境条件、生产流程以及最后生产出来的产品。最后，得出最高效、最能实现利益最大化的成型技术，降低成本，提高效率，这对于汽车研发行业具有重要的应用价值。 标签：3D打印；汽车研发；成型技术；对比分析 3D打印技术是一种利用数学模型，采用快速打印的方式把粉末类金属、塑料材料粘合在一起，生成目标物品的技术。早在20世纪80年代末，Charles Hull 就发明了第一台3D打印机，而在十多年后，也就是2010年世界第一台3D打印汽车问世，预示着3D打印汽车时代的到来。目前，近年来中国汽车使用量大幅度增加，各汽车厂商为占据市场份额，纷纷加快新车型的研发，传统汽车开发需要较长时间的研究和测试，模具制造也需要相当长的一个周期，不仅浪费人力财力物力，而且导致原材料的大量浪费。因此，3D打印技术在汽车制造领域得到了广泛的应用。鉴于此，我们需要充分利用3D 打印技术可以直接从计算机建立好的数学模型生成各种零部件的优势，以其无需模具和增材制造的特点，生产出所需的零部件，通过对比在汽车研发中各类3D打印成型技术的优缺点，得到最高效、最能实现利益最大化的成型技术，降低成本，提高效率，这对于汽车研发行业具有重要的应用价值。 1 3D打印快速成型技术原理 3D打印技术是一种利用数学模型，采用快速打印的方式把粉末类金属、塑料材料粘合在一起，生成目标物品的技术。它的核心技术就是快速成型技术，主要是通过计算机的控制，根据使用材料的性质和内部结构快速成型目标物品，这就利用到了3D打印快速成型技术，目前这一技术大致可分为光敏树脂选择性固化工艺（SLA）、丝状材料选择性熔覆工艺（FDM）和粉末材料選择性烧结工艺（SLS）三种。具体如下几点。 1.1 光敏树脂选择性固化工艺 针对SLA工艺，是出现最早的3D打印技术，其原理和雕塑的原理想通，主要是运用光束对液体材料进行扫描，进而生成固体物品的过程，示意图如图1所示：（1）首先将液态材料放入树脂槽中，但不能完全填满树脂槽；（2）然后用激光光束扫描液体树脂材料，将液体固化，并形成计算机预设的形状，最终形成固体物品。SLA工艺的优点是：打印误差小，可以打印出体积小、复杂度高的目标物品，特别适合打印小型零部件和小型工艺品。SLA工艺的缺点是：使用
汽车生产四大工艺流程及工艺文件 一、工艺基础—概念 1、工艺 即加工产品的方法（手段、过程）。是利用生产工具对原材料、毛坯、半成品进行加工,改变其几何形状、外形尺寸、表面状态和内部组织的方法。 2、工艺规程 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等工艺规定(文件)。 3、工艺文件 指导工人操作和用于生产、工艺管理的各种技术文件。是企业组织生产、计划生产和进行核算的重要技术参数。 ４、工艺参数 为达到加工产品预期的技术指标,工艺过程中选用和控制的有关量,如电流、电极压力压等。 5、工艺装备 产品制造过程中所用的各种工具的总称。包括刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具、钳工工具和工位器具等。 6、工艺卡片(或作业指导书) 按产品的零、的某一工艺阶段编制的一种工艺文件。他以工序为单元,详细说明产品（或零、部件)在某一工艺阶段的工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求以及采用的设备和工艺装备。包括冲压工艺卡片、焊接工艺卡片、油漆工艺卡片、装配工序卡片。 7、物料清单（BOM) 用数据格式来描述产品结构的文件。 8、外协件明细表 填写产品中所有外协件的图号、名称和加工内容等的一种工艺文件。 9、外购工具明细表 填写产品在生产过程中所需购买的全部刀具、量具等的名称、规格与精度等的一种工艺文件。
10、材料消耗工艺定额明细表 填写产品每个零件在制造过程所需消耗的各种材料的名称、牌号、规格、重量等的一种工艺文件。 11、材料消耗工艺定额汇总表 将“材料消耗工艺定额明细表”中的各种材料按单台产品汇总填列的一种工艺文件。 12零部件转移卡 填写各装配工序零、部件图号（代号）名称规格等的一种工艺。 二、工艺基础—管理 1、工艺管理内容包括: 产品工艺工作程序、产品结构工艺性审查的方式和程序、工艺方案设计、工艺规程设计、工艺定额编制、工艺文件标准化审查、工艺文件的修改、工艺验证、生产现场工艺管理、工艺纪律管理、工艺标准化、工艺装备编号方法、工艺装备设计与验证管理程序、工装的使用与维护、工艺规程格式、管理用工艺文件格式、专用工艺装备设计图样及设计文件格式。 2、工艺设计过程 策划(产品定义)-产品设计和开发（产品数据）－过程设计和开发-产品与过程确认-生产-(持续改进）。 三、车身制造四大工艺定义及特点 在汽车制造业中，冲压、焊装、涂装、总装合为四大核心技术（即四大工艺)。 1、冲压工艺 冲压是所有工序的第一步。先是把钢板在切割机上切割出合适的大小，这个时候一般只进行冲孔、切边之类的动作，然后进入真正的冲压成形工序。每一个工件都有一个模具,只要把各种各样的模具装到冲压机床上就可以冲出各种各样的工件,模具的作用是非常大的，模具的质量直接决定着工件的质量。 ａ、冲压工艺的特点及冲压工序的分类 冲压是一种金属加工方法,它是建立在金属塑性变形的基础上,利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺
特种加工论文 题目3D打印快速成型技术 姓名 专业 班级 学号
3D打印快速成型技术 摘要： 本文主要介绍了特种加工中3D打印快速成型技术，首先介绍它的加工原理，然后分析它的特点、加工方式，然后说明其在实际生产中的主要应用以及发展方向。 关键词：特种加工技术，3D打印快速成型，特点，应用。 Abstract： This article mainly introduced the special processing of 3 d printing rapid prototyping technology, introduces its processing principle, and analyzes its characteristics, processing methods, and then explain the main application in practical production and the development direction. Key words：Special processing technology, 3 d printing rapid prototyping, characteristics, application. 一、引言 3D打印（3D PRINTING ）即3D打印技术，又3D打印制造是20世纪80年代才兴起的一门新兴的技术，是21世纪制造业最具影响的技术之一。随着计算机与网络技术的发展，信息高速公路加快了科技传播的速度，产品的生命周期越来越短，企业之间的竞争不再只是质量和成本上的竞争，而更重要的是产品上市时间的竞争。因此，通过计算机仿真和3D打印增加产品的信息量，以便更快的完成设计及其制造过程，将产品设计和制造过程的时间周期尽量缩短，防止投产后发现问题造成不可挽回的损失。 3D打印技术是由CAD模型直接驱动的快速制造复杂形状的三维实体的技术总称。简单的讲，3D打印制造技术就是快速制造新产品首版样件的技术，它可以在没有任何刀具、模具及工装夹具的情况下，快速直接的实现零件的单件生产。该技术突破了制造业的传统模式，特别适合于新产品的开发、单件或少批量产品试制等。它是机械工程、计算机CAD、电子技术、数控技术、激光技术、材料科学等多学科相互渗透与交叉的产物。它可快速，准确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或零件，以便进行快速评估，修改及功能测试，从而大大缩短产品的研制周期，减少开发费用，加快新产品推向市场的进程。 自从美国3D公司在1987年推出世界上第一台商用快速原形制造设备以来，快速原形技术快速发展。投入的研究经费大幅增加，技术成果丰硕。原形化系统产品的销量高速增长。在这方面美国，日本一直处于领先地位，我国在这方面起步较晚，但是奋起直追，开展研究并取得一定成果，国内也有些成熟的产品问世，他们正在各种生产领域上发挥着作用。 二、打印系统的工作原理 3D打印技术是一种逐层制造技术，它采用离散/堆积成型原理，其过程是：先得到所需零件的计算机三维曲面或实体模型；然后根据工艺要求，将其按一定厚度进行分层，将原来的三维模型变成二维平面信息，即离散过程；再将分层后的数据进行一定的处理，加入加工参数，产生数控代码；在微机控制下，数控系
汽车生产中的焊接技术 焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法，在汽车制造中得到广泛的应用。随着技术的进步，焊接新工艺、新材料、新方法不断运用在汽车制造中，镀层钢板、轻金属材料的焊接问题，高分子材料、复合材料、异种材料、特种材料对汽车焊接提出了新的挑战。而汽车焊接过程中的机器人与自动化技术使汽车焊接面貌大为改观。 汽车焊接新技术或新用途 激光焊接技术 激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，如果焦点靠近工件，工件就会在几毫秒内熔化和蒸发，这一效应可用于焊接工艺。激光焊接设备的关键是大功率激光器。主要有两大类，一类是固体激光器，又称Nd: YAG激光器。Nd（钕）是一种稀土族元素，YAG代表钇铝柘榴石，晶体结构与红宝石相似。Nd:YAG激光器波长为1.06mm，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，因此可以省去复杂的光束传送系统，适用于柔性制造系统或远程加工，通常用于焊接精度要求比较高的工件。汽车工业常用输出功率为3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一类是气体激光器，又称CO2激光器，分子气体作工作介质，产生平均为10.6mm的红外激光，可以连续工作并输出很高的功率，标准激光功率在2-5千瓦之间。 激光焊接的特点是被焊接工件变形极小，几乎没有连接间隙，焊接深度/宽度比高，因此焊接质量比传统焊接方法高。但是，如向保证激光焊接的质量，也就是激光焊接过程监测与质量控制是一个激光利用领域的重要内容，包括利用电感、电容、声波、光电等各种传感器，通过电子计算机处理，针对不同焊接对象和要求，实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝质量监测等项目，通过反馈控制调节焊接工艺参数，从而实现自动化激光焊接。汽车工业中，激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。 塑料焊接技术 超声波塑焊是将高频率机械振动通过工件传到接口部分，使分子加速运动。分子摩擦转换成热量使接口处塑料溶化，从而使两个焊件以分子联接方式真正结合为一体。因为这种分子运动是在瞬间完成的，所以绝大部分的超声波塑焊可以0.25～0.5s内完成。超声波塑焊适用于焊接面积较小，结构规则和热塑性的塑料件。
焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法,在汽车制造中得到广泛的应用。汽车的发动机、变速箱、车桥、车架、车身、车厢六大总成都离不开焊接技术 的应用。在汽车零部件的制造中,点焊、凸焊、缝焊、滚点(凸焊、焊条电弧焊、CO2气体保护焊、氩弧焊、气焊、钎焊、摩擦焊、电子束焊和激光焊等各种焊接 方法中,由于点焊、气体保护焊、钎焊具有生产量大,自动化程度高,高速、低耗、焊接变形小、易操作的特点,所以对汽车车身薄板覆盖零部件特别适合,因此,在汽车生产中应用最多。在投资费用中点焊约占75%,其它焊接方法只占25%。 1 汽车工业所用的焊接方法及零部件的应用情况 汽车制造业是焊接应用面最广的行业之一,所用的焊接方法也种类繁多,其应用情况如下: 1.1 电阻焊 (1点焊主要用于车身总成、地板、车门、侧围、后围、前桥和小零部件等。 (2多点焊用于车身底板、载货车车厢、车门、发动机盖和行李箱盖等。 (3凸焊及滚凸焊用于车身零部件、减震器阀杆、制动蹄、螺钉、螺帽和小支 架等。 (4缝焊用于车身顶盖雨檐、减震器封头、油箱、消声器和机油盘等。 (5对焊用于钢圈、排进气阀杆、刀具等。 1.2 电弧焊 (1CO2保护焊用于车箱、后桥、车架、减震器阀杆、横梁、后桥壳管、传动 轴、液压缸和千斤顶等的焊接。 (2氩弧焊用于机油盘、铝合金零部件的焊接和补焊。 (3焊条电弧焊用于厚板零部件如支架、备胎架、车架等。
(4埋弧焊用于半桥套管、法兰、天然气汽车的压力容器等。 1.3 特种焊 (1摩擦焊用于汽车阀杆、后桥、半轴、转向杆和随车工具等。 (2电子束焊用于齿轮、后桥等。 (3激光焊割用于车身底板、齿轮、零件下料及修边等。 1.4 氧乙炔焊 用于车身总成的补焊。 1.5 钎焊 用于散热器、铜和钢件、硬质合金的焊接。 2 电阻点(凸焊工艺及质量控制技术现状及发展趋势 电阻焊工艺是一种高效的焊接方法,广泛应用于汽车制造中。其应用场合主要 有白车身、储气筒、油底壳、减震器等焊接总成等。例如,在一辆Passat车身上有电阻焊焊点5892个。 目前,汽车制造厂商所采用的阻焊设备的次级输出主要以工频交流和直流两种,其额定功率一般在63KVA以上,最高的达400KVA或更高,电能消耗较大;阻焊控制器大部分为天津陆华科技开发公司生产的WDK或HW系列控制器和少量的KD7和KD9型控制器。对KD7型控制器而言,其控制精度较差,WDK或HW系列控制器对电流的控制精度较高,约为±3%,同时具备了多脉冲焊接功能,基本能满足低碳钢或镀锌板的焊接。 在点焊过程中,影响焊点质量的因素有:焊接电流,焊接压力,电极的端面形状,穿过电极的铁磁性物质,分流等;特别在阻焊设备较多的焊接车间,同时工作的焊机相互
1技术原理 3D打印机又称，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状或等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进机中，机器会按照把产品一层层造出来。 3D打印机堆叠薄层的形式有多种多样。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料，堆叠薄层的形式有多种多样，可用于打印的介质种类多样，从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质，令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。 1、有些3D打印机使用“喷墨”的方式。即使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷 涂在铸模托盘上，此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离，以供下一层堆叠上来。 2、还有的使用一种叫做“熔积成型”的技术，整个流程是在喷头内熔化塑料，然后通过 沉积塑料纤维的方式才形成薄层。 3、还有一些系统使用一种叫做“”的技术，以粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒 在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层，熔铸成指定形状，然后由喷出的液态粘合剂进行固化。 4、有的则是利用真空中的电子流熔化粉末微粒，当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结 构时，介质中就需要加入或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸，最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。 2操作流程 三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的， 使用的流程是： 1、轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将 一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。 2、而在3D打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，并将 这些切片的信息传送到上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。
快速成型与3d打印概念及图解 [扫盲]到底3D打印是什么？别被忽悠了! 关于3D打印的信息突然开始铺天盖地起来,似乎万能机器就要实现,第三次工业革命就快到来。但是事实往往是比较赤裸裸的。现在风靡的3D打印风其实是在炒几十年前的冷饭了。 现在媒体提到的3D打印概念其实大部分已经超出了3D打印概念,而将大多数 快速样品技术都囊括其中。例如SLA，光固化，SLS，激光烧结，FDM，熔融沉积，,这些技术事实上是工业行业用了几十年的快速成型技术，RP，,而真正的3DP，三 维印刷，实则是与指在粉末床上用近似普通打印机的机构进行打印,幵涂层胶水粘结粉末,而不是将材料融化粘合。下文我会对每一种技术做个介绍,到时你会发现原来现在流行的Makerbot不是3D打印机。原来打印金属材料的根本不能叫做打印。来看看吧: SLA，Stereo Lithography Apperance) 光固化立体造型技术 自1984年的第一台快速成形設備即採用了光固化立體造型的工藝,現在的快速成型設備中,以SLA的研究最為深入,運用也最為廣泛。 該技術以光敏樹脂的聚合反應為基礎。在計算機控制下的紫外雷射,沿著零件 各分層截面輪廓,對液態樹脂進行逐點掃 描,使被掃描的樹脂薄層產生聚合反應,由點逐漸形成線,最終形成零件的一個 薄層的固化截面,而未被掃描到的樹脂保持原來的液態。當一層固化完畢,升降工作台秱動一個層片厚度的距離,在上一層已經固化的樹脂表面再覆蓋一層新的液態樹脂,用以進行再一次的掃描固化。新固化的一層牢固地粘合在前一層上,如此循環往複,直到整個零件原型製造完畢。
這種方法的特點是有較高的精度和較好的表面質量,能製造形狀特別複雜，如空心零件，和特別精細，如工藝品、首飾等，的零件。 还记得那知可爱的小熊记忆棒吗？还有那个Portal夜灯。它们都是用光固化的工艺制作的。
图7-1 点焊工艺基本条件F I 图7-2 两层钢板点焊熔核（NUGGET） 图7-3 三层钢板点焊熔核
电源 图7-4 点焊程序循环曲线 焊接周波 保持 周波 休止 周波 预压 周波 图7-5 常见点焊用电极类型 （c ） 图7-6 电极端面的磨损
。 图7-8电极的软化起点温度曲线图7-7 电极的高温硬度曲线 （3）镀锌（ 点焊用电极与点焊工艺要点 近年来, 镀层碳钢板 特别是镀锌钢板在汽车车身图7-8 镀锌钢板车身的点焊
图7-10 铝合金点焊的含T i电极
图7-11虚焊的焊点 图7-9-1 焊点的撕裂检验 图7-12 正常的合格焊点与熔核直径过小的焊点 图7-13 工件材料焊点撕裂样本 图7-14 焊点样本的撕裂检验 （2）焊点尺寸偏小（Undersized Weld ） 正常合格的焊点，是焊点撕开后,直径达标的熔核上还牢固地粘焊有母材（图7-12中的大焊点）；而焊点尺寸偏小时，则表现为粘焊有母材的熔核直径很小。 致陷原因： 1）电极加压系统故障引起压力不稳定；2）工件表面污垢；3）电极端面与工件表面不平行；4）电极端面相对工件有滑动； 5）电极端面磨损；6）电极冷却不足；7）焊接电流小； 8）电极压力过大；9）焊接通电时间短；
图7-15 “缺口”焊点 图7-16 熔核撕开焊点的熔核裂面 要么有其它熔核结晶缺陷； 致陷原因： 1） 电流小而同时电极压力小； 2） 工件表面有油污； 3） 碰上母材杂质的偏析； 4） 电极压力过小； （5）焊点过烧（Expulsion/Burn Through ） 过烧的焊点表面状况一看便知（图7-18） 致陷原因： 1） 电流过大而同时电极压力小； 2） 电极端面严重污秽； 3） 通电时间过长； （6）焊点压陷（Excessive Indentation ） 焊点被压陷（背面），如图7-19所示。 致陷原因： 1） 电流不太大、但通电时间过长（即焊接规范参 数选择不恰当； 2） 上电极的端面尺寸选择不恰当； 图7-18 过烧的焊点表面状况 图7-19压陷焊点的背面 图7-17 熔核撕开焊点的熔核内 的裂纹 间隙过大 裂纹