快速成型实验

快速成型实验要求课程共安排了8学时的实验教学，为保证实验教学质量，做以下要求：1．实验在机械CAD中心和快速成型实验室进行。

2．学生进入实验室之前，必须复习课堂上讲解的命令的用法，预习实验目的、步骤及将要完成的图形。

进实验室时，教师可根据实际情况提出相关问题，考查学生复习情况。

对未复习或预习者，教师可拒绝其做实验。

3．学生在做实验时，必须遵守实验纪律，不得迟到、旷课和早退。

4．学生在做实验时，必须爱护仪器设备，严格按照操作步骤上机。

5．实验报告应包括实验目的、实验内容、实验步骤、问题分析等。

6．实验指导教师对实验报告进行批改，最后结合复习、课程纪律、作图效果、实验报告书写等方面综合打分，把该成绩签在报告成绩栏上，并进行成绩记录。

实验一：Magic RP软件基本操作(1学时)一、实验目的1．熟悉Magic RP软件界面及运行环境的配置。

2．熟悉软件的基本操作。

3．掌握Magic RP软件中STL文件的检验与修复。

4．掌握Magic RP中对零件加支撑的操作。

5．掌握Magic RP中的分层操作及生成二维层片文件的方法。

二、实验设备PC机，配置：PIII450/内存128M/显卡TNT32M/硬盘10G以上。

三、实验内容1．熟悉Magic RP的基本操作。

2．熟悉软件的基本操作。

3．掌握Magic RP中对零件加支撑的操作。

4．完成指导教师指定的STL文件的检验、修复及切片。

四、实验步骤1．上机，运行Magic RP。

2．熟悉file菜单下的Machine setup中各项设置。

3．熟悉基本绘图命令、显示命令、图形变换命令等。

4．熟悉Support generator菜单下的各项命令，并完成对零件加支撑的操作。

5．熟悉Fix tools bar菜单下的各项命令，掌握STL文件的检验与修复方法。

6．熟悉Slicer菜单下的命令，并完成一个零件的切片操作。

7．熟悉Mark toolbar菜单下的标记命令，结合标记命令进行STL文件的修复。

快速成型试验（LOM）一、实验目的了解快速成型的基本原理二、基本原理快速成型制造技术20世纪80年代起源于日本，是近20年来制造技术领域的一次重大突破。

快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称，其原理为：产品三维CAD模型→分层离散→按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料→生成实体模型。

该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面几何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制作出产品实体模型。

快速成形技术系统的工作流程，如图示。

[1]快速成形系统工作流程快速原型技术突破了“毛坯→切削加工→成品”的传统的零件加工模式，开创了不用刀具制作零件的先河，是一种前所未有的薄层迭加的加工方法。

与传统的切削加工方法相比，快速原型加工具有以下优点：(1)可迅速制造出自由曲面和更为复杂形态的零件，如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等，大大降低了新产品的开发成本和开发周期。

(2)属非接触加工，不需要机床切削加工所必需的刀具和夹具，无刀具磨损和切削力影响。

(3)无振动、噪声和切削废料。

(4)可实现夜间完全自动化生产。

(5)加工效率高，能快速制作出产品实体模型及模具。

RPM技术的具体工艺不下30余种，最为成熟的以下四种：1 立体印刷（SLA－Stereolithgraphy Apparatus）将激光聚焦到液态固化液态材料（如光固化树脂）表面，令其有规律地固化，由占到线，到面，完成一个层面的建造；而后升降平台，移动一个层片厚度的距离，重新覆盖一层液态材料，再建造一个层，由此层层迭加，成为一个三维实件（如图1所示）。

激光立体造型制造精度目前可达±0.1mm,主要用作为产品提供样品和实验模型。

此外，日本帝人制机开发的SOLIFORM可直接制作注射成型模具和真空注塑模具。

实验四快速成型实验〔2学时〕一、实验目的1、了解快速原型机的组成2、学习快速成型机床的基本操作3、稳固快速成型原理二、实验原理熔融挤压工艺原理熔融挤出成型工艺的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、PC、尼龙等，以丝状供料。

材料在喷头内被加热熔化。

喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。

每一个层片都是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。

随着高度的增加，层片轮廓的面积和形状都会发生变化，当形状发生较大的变化时，上一层轮廓就不能给当前层提供充分的定位和支撑作用，这就需要设计一些辅助结构－“支撑”，对后续层提供定位和支撑，以保证成形过程的顺利实现。

这种工艺不用激光，使用、维护简单，成本较低。

用蜡成形的零件原型，可以直接用于失蜡铸造。

用ABS制造的原型因具有较高强度而在产品设计、测试与评估等方面得到广泛应用。

近年来又开发出 PC，PC/ABS，PPSF等更高强度的成形材料，使得该工艺有可能直接制造功能性零件。

由于这种工艺具有一些显著优点，该工艺发展极为迅速，这类三维打印机的特点：1 不使用激光，维护简单，成本低：价格是成型工艺是否适于三维打印的一个重要因素。

多用于概念设计的三维打印机对原型精度和物理化学特性要求不高，廉价的价格是其能否推广开来的决定性因素。

2 塑料丝材，清洁，更换容易：与其他使用粉末和液态材料的工艺相比，丝材更加清洁，易于更换、保存，不会在设备中或附近形成粉末或液体污染。

3 后处理简单：仅需要几分钟到一刻钟的时间剥离支撑后，原型即可使用。

而现在应用较多的SL，SLS，3DP等工艺均存在清理残余液体和粉末的步骤，并且需要进行后固化处理，需要额外的辅助设备。

这些额外的后处理工序，一是容易造成粉末或液体污染，二是增加了几个小时的时间，不能在成型完成后立刻使用。

图4－1熔融挤压工艺原理三、实验设备：INSPIRE S250三维打印机四、实验内容与步骤Aurora快速成型软件，它输入STL 格式模型,进行分层等处理后输出到三维打印/快速成型系统，可以方便快捷的得到模型原型。

实验三快速原型加工一、实验目的1．了解常见快速成型制造的分类及加工原理；2．掌握激光选择性烧结（SLS）工艺方法；3．了解AFS快速成型机的结构、工作原理；4．掌握AFS-320快速成形机的操作方法。

二、实验设备1．硬件：AFS320快速成型机；2．软件：操作系统Windows XP或Windows 2000；Magic RP、ARPS；三、实验内容1．参观AFS快速成型机的结构、工作原理；2．演示激光选择性烧结（SLS）工艺方法；3．快速成型加工前的准备工作；4．快速成形加工过程。

四、实验步骤1. 开机准备准备好加工用数据文件，数据准备方法参见实验二。

2. 开机操作1)、将钥匙开关置于开位，按下绿色开关按钮。

保持1秒钟，成型机通电，计算机开启。

2)、按操作面板上通风键和照明键，成型室和控制柜排风装置运行，成型室照明灯开启。

3)、检查并清扫成型机铺粉轨道及工作平台使之清洁无异物。

4)、检查集料箱中集料状况，成型一般件应保证集料箱存料低于箱三分之一高度，成型超高件应保证空箱。

5)、用吹气球吹激光窗口镜，使之清洁无粉尘附着。

6)、起动AFSwin控制程序，激光冷却器、扫描器、激光器、电机电源自动开启，铺粉小车自动回位。

3. 成型操作1)、打开待成型零件的AFl文件，控制软件自动将零件置中。

2)、若需同时制作多个零件或同时加工几个不同的零件，可用零件菜单中的排列AF工文件和添加AFl文件进行操作，若特殊情况可对零件进行缩放和位移。

3)、预览、逐层查看零件各层状态，若有异常(出边界、数据反转等)返回切片软件检查错误。

4)、修改成型参数。

观察屏幕上各项参数的参数值，如需改动，进入“工具”菜单，逐项修改。

5)、加料。

运行“电机”菜单中的“料缸移动”项，将供料缸活塞下降到合适位置(按零件高度设定，活塞距工作台表面的距离应大于需料高度的数值)，加入选用的粉料，高于工作平台6—7毫米刮平。

6)、运行“电机”菜单中的“成型缸移动”项，将成型缸(PART)活塞上升到适当位置，建议升至距工作平台上表面5毫米处。

一、实习目的随着科技的不断发展，快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP）在制造业中的应用越来越广泛。

为了更好地了解这一先进技术，提高自己的实践能力，我参加了为期两周的快速成型技术实习。

本次实习旨在通过实际操作，掌握快速成型技术的原理、设备、工艺流程以及应用领域，为今后从事相关工作打下基础。

二、实习内容1. 快速成型技术原理快速成型技术是一种将计算机辅助设计（CAD）模型快速转化为三维实物的技术。

其原理是将CAD模型离散化，生成一系列的切片数据，然后通过逐层堆积的方式，将材料堆积成实体。

2. 快速成型设备本次实习主要使用了以下几种快速成型设备：立体光固化快速成型机（SLA）：利用紫外激光照射液态光敏树脂，使其固化成一层，然后进行下一层的固化，直至整个模型成型。

选择性激光烧结（SLS）设备：利用高能激光束将粉末材料烧结成层，直至整个模型成型。

熔融沉积建模（FDM）设备：利用热熔挤出机将熔融的塑料材料挤出，在计算机控制的运动平台上堆积成层，直至整个模型成型。

3. 快速成型工艺流程快速成型工艺流程主要包括以下步骤：CAD建模：使用CAD软件进行三维建模，生成STL格式的切片数据。

切片处理：将CAD模型切片处理成二维层片，每层厚度约为0.1-0.2mm。

模型成型：根据切片数据，使用相应的快速成型设备进行模型成型。

后处理：对成型的模型进行打磨、抛光等后处理，提高模型的表面质量。

4. 快速成型应用领域快速成型技术在以下领域具有广泛的应用：产品开发：快速成型可以用于新产品的设计验证和原型制作，缩短产品开发周期。

模具制造：快速成型可以用于快速制造模具，降低模具制造成本。

逆向工程：快速成型可以用于逆向工程，将实物模型转化为三维CAD模型。

教育科研：快速成型可以用于教育和科研，培养学生的实践能力和创新思维。

三、实习体会通过两周的快速成型技术实习，我深刻体会到以下几方面：1. 快速成型技术是一种高效、便捷的制造技术，可以缩短产品开发周期，降低成本。

一、实训背景随着科技的不断发展，制造业正面临着转型升级的关键时期。

快速成型制造技术（Rapid Prototyping Manufacturing，RPM）作为一种新兴的制造技术，具有高效、灵活、精确等优点，在我国制造业中得到了广泛应用。

为了提高学生的实践能力，本实训课程旨在让学生了解快速成型制造技术的基本原理、操作方法及应用领域，培养学生的创新思维和动手能力。

二、实训目的1. 了解快速成型制造技术的基本原理和发展现状；2. 掌握快速成型设备的使用方法和操作技巧；3. 学会快速成型技术的应用，提高学生的创新能力和实践能力；4. 培养学生的团队协作精神和沟通能力。

三、实训内容1. 快速成型制造技术简介（1）快速成型制造技术定义：根据零件的三维模型数据，迅速而精确地制造出该零件的一种先进制造技术。

（2）快速成型制造技术特点：高效、灵活、精确、可重复性好。

（3）快速成型制造技术分类：立体光固化（SLA）、立体印刷（SLS）、熔融沉积建模（FDM）等。

2. 快速成型设备操作（1）SLA设备操作：介绍SLA设备的结构、工作原理、操作步骤及注意事项。

（2）SLS设备操作：介绍SLS设备的结构、工作原理、操作步骤及注意事项。

（3）FDM设备操作：介绍FDM设备的结构、工作原理、操作步骤及注意事项。

3. 快速成型技术应用（1）新产品开发：利用快速成型技术制作产品原型，进行外观、结构及功能验证。

（2）模具制造：利用快速成型技术制作模具，提高模具设计及制造效率。

（3）航空航天：利用快速成型技术制造航空航天零件，提高制造精度和效率。

（4）医疗领域：利用快速成型技术制造医疗模型、手术器械等，提高医疗水平。

4. 快速成型实训项目（1）项目一：SLA设备操作及模型制作（2）项目二：SLS设备操作及模型制作（3）项目三：FDM设备操作及模型制作（4）项目四：快速成型技术在产品开发中的应用四、实训总结通过本次实训，学生们对快速成型制造技术有了全面的认识，掌握了快速成型设备的操作方法，熟悉了快速成型技术的应用领域。

一、实习目的通过本次工程训练实习，旨在使学生了解快速成型技术的原理、过程及其在工程领域的应用，提高学生的实际操作能力，培养创新意识和团队协作精神。

同时，通过实习，使学生更好地将理论知识与实践相结合，为今后从事相关工作奠定基础。

二、实习时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实习地点XX快速成型实验室四、实习内容1. 快速成型技术简介快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP）是一种将数字模型快速转化为物理实体的技术，广泛应用于模具制造、产品开发、医疗、航空航天等领域。

本次实习主要涉及以下几种快速成型技术：（1）立体光固化成型（SLA）（2）选择性激光烧结（SLS）（3）熔融沉积成型（FDM）（4）三维喷印成型（3DP）2. 实验操作（1）SLA实验首先，实习老师介绍了SLA技术的原理和设备操作流程。

随后，我们分组进行实验操作，分别完成以下步骤：① 设计数字模型：使用CAD软件设计所需的模型，并将其导出为STL格式。

② 准备光敏树脂：将光敏树脂倒入容器中，搅拌均匀。

③ 激光扫描：将数字模型导入设备，设置扫描参数，进行激光扫描。

④ 固化成型：通过紫外激光照射，使光敏树脂固化，形成实体模型。

⑤ 清洗与干燥：将成型后的模型放入清洗液中清洗，去除多余的光敏树脂，然后进行干燥处理。

（2）SLS实验实习老师介绍了SLS技术的原理和设备操作流程。

随后，我们分组进行实验操作，分别完成以下步骤：① 设计数字模型：使用CAD软件设计所需的模型，并将其导出为STL格式。

② 准备粉末材料：将粉末材料放入设备中，搅拌均匀。

③ 激光烧结：将数字模型导入设备，设置扫描参数，进行激光烧结。

④ 喷涂粘结剂：在烧结完成后，使用粘结剂喷枪对模型进行喷涂，使粉末材料粘结在一起。

⑤ 清洗与干燥：将成型后的模型放入清洗液中清洗，去除多余的材料，然后进行干燥处理。

3. 实习总结通过本次实习，我们对快速成型技术有了更深入的了解，掌握了SLA和SLS两种技术的操作流程。

快速成型制造技术试验报告快速成型制造技术试验报告一、试验目的1了解激光器的工作原理及其运行特点。

2 了解高功率横流激光成套设施的工作流程以及设施的组成。

二、试验仪器DL-HL-TX型CO2激光器DL-LX型冷水机组DL-LPM多功能数控加工机床三、设施组成及技术指标DL-HL-TX型CO2激光器DL-HL-TXOOO型系列横流高压直流电激励千瓦级连续CO,激光器是一种大功率工业用气体激光器。

该系列激光器采纳高压直流横向电激励、工作气体横向快速流淌、多针一平板的电极结构，以获得大体积、匀称稳定的辉光放电，通过自动充排气系统补充气体，排出废气，实现了激光气输出大功率、长时间连续稳定运转。

该系列激光器采纳机电一体化结构，具有性能稳定、一机多用、运行牢靠、结构紧凑、操作和维护便利、外形美观、掌握功能等特点。

其输出光束为多模或低阶模，能量分布匀称、稳定。

作为一种精密可控、高能量密度集中的热源，可对金属表面进行多种强化处理。

DL-LX型冷水机组。

本机组是为大功率激光排热设计的制冷换热设施。

它供应激光器的冷却循环水。

温度在5℃—30℃间可任意选择，其数值采纳数字显示，它此外供应激光器一路环温水系，其温度依据用户需要调整，使观看镜面不致结露而影响效果。

为满意激光器的清洁要求，本机组的水箱、水泵均采纳全不锈钢，管接头采纳铜、塑料，管路采纳不锈钢管或塑料软管。

DL-LPM多功能数控加工机床1可以依据用户要求，进行共性化设计。

2该型加工机由加工机本体及德国西门子SINUMERIK 802D型数控系统组成，具有工作稳定牢靠，维护便利。

在加工中主要运动由光头完成，工件仅做转动，可完成平面、曲面工件加工，且由于聚焦光头可作手动转动，对简单的曲面也有肯定的加工力量。

3送粉装置此套装置为选配装置，主要适用于对轴类和平面类工作做熔覆修复时补充粉末用，该装置送粉量匀称，转速平稳，保证加工中的成型及熔覆质量。

4数控系统数控系统采纳德国西门子SINUMERIK 802D掌握系统及沟通伺服设施。

快速成型实验指导书1、实验目的1）掌握快速成形的基本理论；2）了解快速成形工艺方法种类及特点；3）掌握快速成形设备操作方法。

2、快速成型技术的原理及应用快速成型属于离散／堆积成型。

它从成型原理上提出一个全新的思维模式三维模型，即将计算机上制作的零件三维模型，进行网格化处理并存储，对其进行分层处理，得到各层截面的二维轮廓信息，按照这些轮廓信息自动生成加工路径，由成型头在控制系统的控制下，选择性地固化或切割一层层的成型材料，形成各个截面轮廓薄片，并逐步顺序叠加成三维坯件，然后进行坯件的后处理，形成零件。

目前RP技术的发展水平而言，在国内主要是应用于新产品（包括产品的更新换代）开发的设计验证和模拟样品的试制上，即完成从产品的概念设计（或改型设计）--造型设计--结构设计--基本功能评估--模拟样件试制这段开发过程。

对某些以塑料结构为主的产品还可以进行小批量试制，或进行一些物理方面的功能测试、装配验证、实际外观效果审视，甚至将产品小批量组装先行投放市场，达到投石问路的目的。

快速成型的应用主要体现在以下几个方面：（1）新产品开发过程中的设计验证与功能验证。

RP技术可快速地将产品设计的CAD模型转换成物理实物模型，这样可以方便地验证设计人员的设计思想和产品结构的合理性、可装配性、美观性，发现设计中的问题可及时修改。

如果用传统方法，需要完成绘图、工艺设计、工装模具制造等多个环节，周期长、费用高。

如果不进行设计验证而直接投产，则一旦存在设计失误，将会造成极大的损失。

（2）可制造性、可装配性检验和供货询价、市场宣传，对有限空间的复杂系统，如汽车、卫星、导弹的可制造性和可装配性用RP方法进行检验和设计，将大大降低此类系统的设计制造难度。

对于难以确定的复杂零件，可以用RP，技术进行试生产以确定最佳的合理的工艺。

此外，RP原型还是产品从设计到商品化各个环节中进行交流的有效手段。

比如为客户提供产品样件，进行市场宣传等，快速成型技术已成为并行工程和敏捷制造的一种技术途径。

第1篇一、实验目的1. 熟悉快速成形技术的原理和工艺流程；2. 掌握快速成形设备的操作方法和注意事项；3. 通过实验，了解快速成形技术的应用和优势；4. 培养动手能力和创新意识。

二、实验原理快速成形技术（Rapid Prototyping，简称RP）是一种以数字模型为基础，通过逐层堆积材料的方式，快速制造出实体模型或零件的技术。

它集成了CAD、CAM、数控技术、激光技术、材料科学等多学科知识，具有高效、低成本、灵活、可定制等特点。

快速成形技术主要包括以下几种工艺方法：1. 光固化成型法（Stereolithography，简称SLA）2. 分层实体制造法（Fused Deposition Modeling，简称FDM）3. 选择性激光烧结法（Selective Laser Sintering，简称SLS）4. 熔融沉积制造法（Direct Metal Laser Sintering，简称DMLS）本实验采用光固化成型法（SLA）进行快速成形。

三、实验器材1. 快速成形设备：光固化成型机2. 计算机及软件：CAD软件、SLA控制系统3. 光敏树脂：用于制造实体模型4. 实验材料：夹具、实验报告纸、笔等四、实验步骤1. 设计模型：使用CAD软件设计所需制造的实体模型，并将其保存为STL格式；2. 设置参数：在SLA控制系统中设置相关参数，如激光功率、扫描速度、层厚等；3. 预处理：将设计好的STL文件导入SLA控制系统，进行切片处理，生成加工路径；4. 加工：将光敏树脂倒入模具中，启动光固化成型机，按照预设的加工路径进行扫描和固化；5. 后处理：将成型的模型取出，进行清洗、干燥、打磨等后处理；6. 测试与评估：对成型的模型进行测试和评估，分析其精度、强度、表面质量等性能。

五、实验结果与分析1. 成型模型精度：通过测量成型模型的尺寸，与设计尺寸进行对比，评估模型的精度。

实验结果显示，模型的尺寸精度较高，满足实验要求；2. 成型模型强度：通过进行拉伸、压缩等力学实验，评估模型的强度。