快速成型固化过程的理论分析与实验研究.pdf

∗快速成型固化过程的理论分析与实验研究
于殿泓 1,2 李琳 1 卢秉恒 2 朱东波 3
(,西安 710048 ,西安 710049
安电子科技大学机电工程学院,西安 710071)

摘要:详细阐述了光固化快速成型的扫描动作,从理论分析了固化成型线条的横向截面形状和纵向
截面形状,通过实验对分析结果进行了验证,指出了改善成型质量的途径。
关键词:快速成型;固化线条;理论分析
Analysis and Experiment of Curing Process on Rapid Prototyping
Yu Dian-hong1, Li Lin1, Lu Bing-heng2
( of Mechanical & Instrumental Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048 Institute of
AMT, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049 3. Xidian University Xi’an China, 710071)

Abstract: Scanning movement of rapid prototyping technology is particularly expatiated. Cross section and
longitudinal section shapes of the curing line is analyzed theoretically. The analysis is validated by curing
experiments. The way improving prototyping quality is pointed out.
Keywords: Rapid Prototyping; Curing line; Theoretical analysis
引言
光固化立体成型技术,是以累加思想实现零件制作的快速成型技术(RP),是制造技术领域的
一项重大突破,它可以自动、直接、快速、精确地将设计思想从 CAD 模型,物化为具有一定功能的
原型或零件,进而实现对产品设计进行快速评价、快速修改及功能试验[1]。光固化快速成型过程中,
最基本的加工动作之一是扫描头的往复直线扫描运动[2],理想的扫描过程应是完全匀速的,但由于
扫描机构本身的限制,这种匀速扫描是不可能实现的[3],实际的一次扫描过程应由匀速运动和非匀
速运动所组成,因而分析研究此基本加工动作,对完善光固化成型技术是有意义的。

光束匀速扫描过程如图 1 所示。假设聚焦于光敏
y 匀速扫描方向
树脂表面光强为 P 的均匀圆形光斑,其直径为 D(光
A B
斑面积为 S) ;扫描速度为 v ;那么,扫描过程中
s y
o x
沿 x 轴方向每一树脂微元面的曝光量是相同的;而沿
y 轴(扫描线宽)方向每一树脂微元面的曝光量是不
同的。所以,这部分的分析主要集中于固化线条的横