快速成型试题
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1、20世纪80年代末期出现了快速成形技术,它涉及CAD/CAM技术、数据处理技术、材料技术、激光技术和计算机软件技术等,是各种高技术的综合。
2、快速成形主要的成形工艺有四种:液态光敏聚合物选择性固化(SLA)、薄型材料选择性切割(LOM)、粉末材料选择性激光烧结(SLS)、丝状材料选择性熔融沉积。
3、快速成形技术、数字原型技术和虚拟原型技术一起,都是产品创新和快速开发的重要手段,他们已成为先进制造技术群的重要组成部分。
4、快速成形技术彻底摆脱了传统的“去除式”加工法,而采用全新的“添加式”加工法。
5、快速成形不必采用传统的加工机床和模具,快速成形建立产品样品或模具的时间和成本中有传统加工方法的10%-30%和20%-35%。
6、三维模型的构造,计算机在描述实体时常用的四种方法:构造实体几何法(CSG)、边界表达法(B-rep)、参量表达法、单元表达法。
7、模型输出常用的文件格式有多种,常用的有IGES、HPGL、STEP、DXF、STL等。
8、IGES是大多数CAD系统采用的一种美国标准,可以支持不同文件格式间的转换。
9、HPGL是HP公司开发的一种用来控制自动绘图机的语言格式,它以被广泛地接受,成为一项事项标准。
这种表达格式的基本构成是描述图形的矢量,用X和Y坐标来表示矢量的起点和终点,以及绘图笔相应的抬起或放下。
一些快速成型系统也用HPGL来驱动它们的成形头。
10、STEP是一种正在逐步国际标准化的产品数据交换标准。
目前,典型的CAD系统都能输出STEP格式文件,有些快速成形技术的研究者正试图借助STEP格式,不经STL格式的转换,直接对三维CAD模型进行切片处理,以便提高快速成形的精度。
11、DXF是用于AutoCAD输出的一种格式12、STL格式是快速成形系统经常采用的一种格式13、常用的扫描机有传统的坐标测量机、激光扫描机、零件断层扫描机、CT扫描机、磁共振扫描机等。
14、STL文件格式的规则有:共定点规则、取向规则、取值规则、充满规则15、迄今为止,在国际市场上出现了很多与逆向工程相关的,主要有Imageware、Geomagic Studio、CopyCAD和RapidForm四大软件。
快速成形复习题快速成形是一种用于快速制造产品原型或小批量制造的先进制造技术。
在快速成形过程中,通过逐层堆叠和加工材料来逐渐构建出所需的三维形状。
这项技术在各行各业都具有广泛的应用,包括汽车工业、医疗器械、航空航天、消费品等。
为了帮助大家更好地复习快速成形相关知识,以下是一些快速成形的基本概念和常见问题。
1. 什么是快速成形?快速成形是一种通过逐层堆叠和加工材料来制造产品的制造技术。
与传统的加工方式相比,快速成形具有快速、灵活和经济的特点。
2. 快速成形的工作原理是什么?快速成形的工作原理通常包括以下几个步骤:a. 创建产品的三维模型。
b. 将三维模型转化为适合快速成形机器的文件格式(如STL文件)。
c. 使用快速成形机器逐层堆叠和加工材料,逐渐构建出产品原型。
3. 快速成形的主要技术有哪些?目前常见的快速成形技术包括:a. 喷墨打印:通过喷墨头逐层喷射材料,逐渐构建出产品原型。
b. 光固化:通过使用紫外线光束将光感材料逐层固化,逐渐构建出产品原型。
c. 熔融沉积:通过将材料加热至熔点并通过喷嘴喷出,逐渐构建出产品原型。
4. 快速成形的优势是什么?快速成形具有以下几个主要优势:a. 快速性:相比传统的加工方式,快速成形可以大大缩短产品开发周期。
b. 灵活性:快速成形可以制造复杂形状的产品,并且可以根据需要进行修改和优化。
c. 经济性:由于无需制造模具或工装,快速成形可以降低制造成本。
5. 快速成形的应用领域有哪些?快速成形在各行各业都有广泛的应用,包括:a. 汽车工业:用于制造汽车零部件的原型和小批量产品。
b. 医疗器械:用于制造医疗器械的原型和个性化产品。
c. 航空航天:用于制造航空航天零部件的原型和少量产品。
d. 消费品:用于制造消费品的原型和小批量产品。
6. 快速成形的发展趋势是什么?随着技术的不断发展和创新,快速成形已经成为许多行业的重要制造技术。
未来,快速成形有望在材料选择、精度提高、速度加快等方面实现更大的突破和发展。
试卷3.快速成型技术的主要优点包括成本低,制造速度快,环保节能,适用于新产品开发和单间零件生产等4.光固化树脂成型(SLA)的成型效率主要与扫描速度,扫描间隙,激光功率等因素有关5.也被称为:3D打印,增材制造;6.选择性激光烧结成型工艺(SLS)可成型的材料包括塑料,陶瓷,金属等;7.选择性激光烧结成型工艺(SLS)工艺参数主要包括分层厚度,扫描速度,体积成型率,聚焦光斑直径等;8.快速成型过程总体上分为三个步骤,包括:数据前处理,分层叠加成型(自由成型),后处理;9.快速成型技术的特点主要包括原型的复制性、互换性高,加工周期短,成本低,高度技术集成等;10.快速成型技术的未来发展趋势包括:开发性能好的快速成型材料,改善快速成形系统的可靠性,提高其生产率和制作大件能力,优化设备结构,开发新的成形能源,快速成形方法和工艺的改进和创新,提高网络化服务的研究力度,实现远程控制等;11.光固化快速成型工艺中,其中前处理施加支撑工艺需要添加支撑结构,支撑结构的主要作用是防止翘曲变形,作为支撑保证形状;二、术语解释1.STL数据模型是由3D SYSTEMS 公司于1988 年制定的一个接口协议,是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式。
STL 文件由多个三角形面片的定义组成,每个三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量。
stl 文件是在计算机图形应用系统中,用于表示三角形网格的一种文件格式。
它的文件格式非常简单,应用很广泛。
STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型。
STL是用三角网格来表现3D CAD模型。
STL只能用来表示封闭的面或者体,stl文件有两种:一种是ASCII明码格式,另一种是二进制格式。
2.快速成型精度包括哪几部分原型的精度一般包括形状精度,尺寸精度和表面精度,即光固化成型件在形状、尺寸和表面相互位置三个方面与设计要求的符合程度。
形状误差主要有:翘曲、扭曲变形、椭圆度误差及局部缺陷等;尺寸误差是指成型件与CAD模型相比,在x、y、z三个方向上尺寸相差值;表面精度主要包括由叠层累加产生的台阶误差及表面粗糙度等。
试卷2.3.快速成型技术的主要优点包括成本低,制造速度快,环保节能,适用于新产品开发和单间零件生产等4.光固化树脂成型(SLA)的成型效率主要与扫描速度,扫描间隙,激光功率等因素有关5.其目前也被称为:3D打印,增材制造;6.选择性激光烧结成型工艺(SLS)可成型的材料包括塑料,陶瓷,金属等;7.选择性激光烧结成型工艺(SLS)工艺参数主要包括分层厚度,扫描速度,体积成型率,聚焦光斑直径等;8.快速成型过程总体上分为三个步骤,包括:数据前处理,分层叠加成型(自由成型),后处理;9.快速成型技术的特点主要包括原型的复制性、互换性高,加工周期短,成本低,高度技术集成等;10.快速成型技术的未来发展趋势包括:开发性能好的快速成型材料,改善快速成形系统的可靠性,提高其生产率和制作大件能力,优化设备结构,开发新的成形能源,快速成形方法和工艺的改进和创新,提高网络化服务的研究力度,实现远程控制等;11.光固化快速成型工艺中,其中前处理施加支撑工艺需要添加支撑结构,支撑结构的主要作用是防止翘曲变形,作为支撑保证形状;二、术语解释1.STL数据模型是由3D SYSTEMS 公司于1988 年制定的一个接口协议,是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式。
STL 文件由多个三角形面片的定义组成,每个三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量.stl 文件是在计算机图形应用系统中,用于表示三角形网格的一种文件格式. 它的文件格式非常简单, 应用很广泛.STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型.STL是用三角网格来表现3D CAD模型.STL只能用来表示封闭的面或者体,stl 文件有两种:一种是ASCII明码格式,另一种是二进制格式。
2.快速成型精度包括哪几部分原型的精度一般包括形状精度,尺寸精度和表面精度,即光固化成型件在形状、尺寸和表面相互位置三个方面与设计要求的符合程度.形状误差主要有:翘曲、扭曲变形、椭圆度误差及局部缺陷等;尺寸误差是指成型件与CAD模型相比,在x、y、z三个方向上尺寸相差值;表面精度主要包括由叠层累加产生的台阶误差及表面粗糙度等.3.阶梯误差由于快速成型技术的成型原理是逐层叠加成型,因此不可避免地会产生台阶效应,使得零件的表面只是原CAD模型表面的一个阶梯近似(除水平和垂直表面外),导致原型产生形状和尺寸上的误差。
快速成型习题1. 什么是快速成型制造技术?答:快速成型(也称快速原型)制造技术(Rapid Prototyping&Manufacturing,RP&M )就是在这种背景下逐步形成并得以发展的。
它借助计算机、激光、精密传动和数控等现代手段,将计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)集成于一体,根据在计算机上构造的三维模型,能在很短时间内直接制造产品样品,无须传统的机械加工机床和模具。
2. 快速成型技术的优越性体现在什么地方?答:采用快速成型技术之后,从产品设计的最初阶段开始,设计者、制造者、推销者和用户都能拿到实实在在的样品(甚至小批量试制的产品),因而可以及早地、充分地进行评价、测试及反复修改,并且能对制造工艺过程及其所需的工具、模具和夹具的设计进行校核,甚至用相应的快速模具制造方法做出模具,因此可以大大减少失误和不必要的返工,从而能以最快的速度、最低的成本和最好的品质将产品投入市场。
具体而言,以下几方面都能受益。
(1)设计者受益。
将给设计者创造一个优良的设计环境,提供一个快捷、有力的物理模拟手段,无需多次反复思考、修改,即可尽快得到优化结果,从而能显著地缩短设计周期和降低成本。
(2)制造者受益。
制造者在产品设计的最初阶段也能拿到实在的产品样品,甚至试制用的工模具及少量产品,这使得他们能及早地对产品设计提出意见,做好原材料、标准件、外协加工件、加工工艺和批量生产用工模具等的准备工作,最大限度地减少失误和返工,大大节省工时、降低成本和提高产品质量。
(3)推销者受益。
快速成型技术的应用可以显著地降低新产品的销售风险和成本,大大缩短其投放市场的时间和提高竞争能力。
(4)用户受益。
用户在产品设计的最初阶段,也能见到产品样品甚至少量产品,这使得用户能及早、深刻地认识产品,进行必要的测试,并及时提出意见,从而可以在尽可能短的时间内,以最合理的价格得到性能最符合要求的产品。
3. 简述光固化成型方式及特点。
1、20世纪80年代末期出现了快速成形技术,它涉及CAD/CAM技术、数据处理技术、材料技术、激光技术和计算机软件技术等,是各种高技术的综合。
2、快速成形主要的成形工艺有四种:液态光敏聚合物选择性固化(SLA)、薄型材料选择性切割(LOM)、粉末材料选择性激光烧结(SLS)、丝状材料选择性熔融沉积。
3、快速成形技术、数字原型技术和虚拟原型技术一起,都是产品创新和快速开发的重要手段,他们已成为先进制造技术群的重要组成部分。
4、快速成形技术彻底摆脱了传统的“去除式”加工法,而采用全新的“添加式”加工法。
5、快速成形不必采用传统的加工机床和模具,快速成形建立产品样品或模具的时间和成本中有传统加工方法的10%-30%和20%-35%。
6、三维模型的构造,计算机在描述实体时常用的四种方法:构造实体几何法(CSG)、边界表达法(B-rep)、参量表达法、单元表达法。
7、模型输出常用的文件格式有多种,常用的有IGES、HPGL、STEP、DXF、STL等。
8、IGES是大多数CAD系统采用的一种美国标准,可以支持不同文件格式间的转换。
9、HPGL是HP公司开发的一种用来控制自动绘图机的语言格式,它以被广泛地接受,成为一项事项标准。
这种表达格式的基本构成是描述图形的矢量,用X和Y坐标来表示矢量的起点和终点,以及绘图笔相应的抬起或放下。
一些快速成型系统也用HPGL来驱动它们的成形头。
10、STEP是一种正在逐步国际标准化的产品数据交换标准。
目前,典型的CAD系统都能输出STEP格式文件,有些快速成形技术的研究者正试图借助STEP格式,不经STL格式的转换,直接对三维CAD模型进行切片处理,以便提高快速成形的精度。
11、DXF是用于AutoCAD输出的一种格式
12、STL格式是快速成形系统经常采用的一种格式
13、常用的扫描机有传统的坐标测量机、激光扫描机、零件断层扫描机、CT扫描机、磁共振扫描机等。
14、STL文件格式的规则有:共定点规则、取向规则、取值规则、充满规则
15、迄今为止,在国际市场上出现了很多与逆向工程相关的,主要有Imageware、Geomagic Studio、CopyCAD和RapidForm四大软件。
16、Geomagic Studio主要包括Quality、Shape、Wrape、Decimate、Capture五个模块。
17、RP 扫描填充方式发展到现在,主要有以下几种方式:单向扫描,多向扫描,十字网格扫描,Z 字型扫描和沿截面轮廓偏置扫描等。
18、快速成型的全过程包括三个阶段:前处理、自由成型、后处理。
19、光固化成型工艺中用来刮去每层多余树脂的装置是刮刀。
20、用于FDM的支撑的类型为:水溶性支撑和易剥离性支撑
21、快速成型技术建立在新材料技术、计算机技术、激光技术和数控技术四大技术之上的。
22、叠层实体制造工艺涂布工艺包括涂布形状和涂布厚度
叠层实体制造工艺常用激光器为 CO2激光器
四种成型工艺不需要激光系统的是 FDM。
四种成型工艺不需要支撑结构系统的是 SLS 光固化成型工艺树脂发生收缩的原因主要是树脂固化收缩和热胀冷缩。
就制备工件尺寸相比较,四种成型工艺制备尺寸最大的是 LOM
SLS周期长是因为有预热段和后冷却时间。
(√)SLA过程有后固化工艺,后固化时间比一次固化时间短。
(×)SLS工作室的气氛一般为氧气气氛。
(×)SLS在预热时,要将材料加热到熔点以下。
(√)LOM胶涂布到纸上时,涂布厚度厚一点效果会更好。
(×)
FDM中要将材料加热到其熔点以上,加热的设备主要是喷头。
(√)FDM一般不需要支撑结构。
(×) LOM生产相同的产品速度比光固化速度要快。
(√)RP技术比传统的切
削法好,主要原因是速度快。
(
√)LOM激光只起到加热的作用(×)
1、SLA原理是什么?SLA原理是叠加原理,由三唯到二唯再回到三唯。
2、LOM原材料有哪些以及对其要求?叠层实体材料有薄型材料(纸、塑料)、粘接剂(胶)以及涂布工艺。
1)纸的要求:(1)抗湿好,保证不会因时间长而吸水,从而保证热压过程中不会因为水分的损失而产生变形(2)良好的侵润性,保证良好的涂胶能力(3)抗拉强度好,保证在加工过程中不被拉断(4)收缩率小,保证热压过程中不会因为水分的损失而产生变形(5)剥离性好,容易打磨,稳定性好 2)胶的要求:(1)良好的热熔稳定性(2)在反复的热熔-固化条件下,具备好的物理和化学稳定性(3)熔融状态下与纸具有好的涂挂性及黏结性(4)与纸具有足够的黏结强度(5)良好的废料剥离分离性能。
3、RP技术在前处理阶段主要工作有哪些?1.模型设计在CAD造型软件中完成原型件的几何建模,并将其转化成STL格式。
2.模型切片模型切片指用专用的分层软件对STL格式文件进行分层处理,得到每一层的截面图形及有关的网格矢量数据,用于控制激光束的轨迹。
4、SLS工艺制备金属产品的过程?分为间接金属烧结和直接金属烧结。
间接烧结原理:先用金属粉末和树脂粉末混合制得工件烧结,将其中的树脂粉末烧失,同时得到工件的原形,这一过程一般称RP原形,为了提高强度,再次进行二次和三次烧结,再进行金属的溶渗,得到金属工件。
金属直接烧结法:将金属粉末直接高温烧结,烧结温度达到金属的熔点,得到工件过程。
5、分析SLA、LOM、FDM、SLS质量及精度的影响因素以及解决的措施。
从快速成型三个过程讨论首先是前处理,四大成型工艺前处理工作基本相似,模型建立和切片。
影响精度主要是切片,厚度越厚,叠加后工件侧面的台阶缺陷越明显,厚度越小,精度越高。
中处理也就是叠加过程:SLA:1.树脂收缩及原因:树脂会发生收缩.导致零件成型过程中产生的变形:翘曲收缩原因:固化收缩和温度变化的热胀冷缩2.机器误差:设备自身精度所带来的误差3 .加工参数设置误差:激光功率、扫描速度、扫描间距设置误差。
FDM:1、设备精度误差由于设备自身有一定的加工范围以及其加工精度,对最后加工工件有一定的误差2、成型过程中的误差 <1>不一致的约束由于相临两层的轮廓有所不同,成型轨迹也不同,每层都要受到相临层的约束,导致内应力,从而产生翘曲.<2>成型功率控制不恰当功率过大,回导致刮破前一层,同时会烧纸,机器寿命也降低,过小,黏结不好.<3>工艺参数的不稳定温度,压力,功率,速度的不稳定,导致层与层之间或同层不同位置成型状况的差异,从而导致翘曲及或度不均匀.
SLS:主要是激光的参数
1.激光功率密度和扫描速度,激光功率密度和扫描速度决定了激光能对粉末的加热温度和时间。
激光功率密度过大,扫描速度过小,则局部温度过高,导致粉末气化,烧结表面凹凸不平。
激光功率密度过小,扫描速度过大,则粉末烧结不充分甚至不能烧结,建立的制件强度低或者不能成形。
2. 激光束扫描间距激光束的扫描间距是指相邻激光扫描行之间的距离。
激光扫描间距和激光束半径的配合会影响激光烧结的质量。
LOM:过程中参数影响。
1喷头起/停误差造成的缺陷由于切片后的轮廓每一层都有许多封闭的边界,每一个封闭的几何边界都存在起/停点,喷头的移动速度和丝材的进给速率必须在喷头的起停点协调一致,否则就会造成材料的过剩和不足。
正确的是:在喷头还未到达终点时,丝材进给运动就停止,在背压的作用下,喷头仍在喷料,直至喷头到达终点。
2.路间缺陷两种形式:一是在相邻的两个路间没有物理接触,形成空洞缺陷,这个缺陷容易观察到;二是在相邻的两个路间有物理接触,但黏结的不牢,这种接触不容易发现,会影响制件的强度。
解决方法:1).控制相邻路间的黏结温度,使得接触的牢固2).控制材料的横向流动,填补空洞。
后处理后处理影响精度主要有:人为修整带来的缺陷、有支持结构的成型工艺在除去支持结构时对工件表面的破坏等。
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