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激光分形燒結(jié)快速成形裝置的研制
2012-12-17
快速原型/零件制造(RPM)，簡(jiǎn)稱快速成形，是90年代出現(xiàn)的一項(xiàng)高技術(shù)，它給工業(yè)帶來(lái)的影響完全可以同數(shù)控技術(shù)產(chǎn)生的影響媲美。
國(guó)外在快速成形技術(shù)的研究上，著重探討工藝方法本身，如光敏固化成形、選擇性激光燒結(jié)、熔化沉積制造等等；國(guó)內(nèi)不少高校開(kāi)展了快速成形的探討，也著重在工藝技術(shù)研究上，如清華大學(xué)研究光敏固化成形，南京航空航天大學(xué)研究金屬粉末燒結(jié)，華中理工大學(xué)材料學(xué)院研究紙粘結(jié)成形等，取得了可喜的成果。
為實(shí)現(xiàn)分形路徑掃描，要求掃描系統(tǒng)能在x、y方向頻繁地改變方向，這一方面要求掃描系統(tǒng)無(wú)反向間隙，另一方面又要求掃描系統(tǒng)具有高的分辨率、高的定位精度。因此本系統(tǒng)基于以上兩點(diǎn)為設(shè)計(jì)目標(biāo)。同時(shí)為制造出實(shí)用的零件，我們采用激光燒結(jié)金屬粉末作為工藝方法。
激光粉末燒結(jié)快速成形在加工過(guò)程中必須實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)動(dòng)作：（1）激光束的掃描；(2)自動(dòng)鋪粉；(3)激光燒結(jié)。因此本系統(tǒng)由掃描工作臺(tái)、鋪粉裝置、激光器、激光光路、控制計(jì)算機(jī)等組成。
國(guó)外在快速成形技術(shù)的研究上，著重探討工藝方法本身，如光敏固化成形、選擇性激光燒結(jié)、熔化沉積制造等等；國(guó)內(nèi)不少高校開(kāi)展了快速成形的探討，也著重在工藝技術(shù)研究上，如清華大學(xué)研究光敏固化成形，南京航空航天大學(xué)研究金屬粉末燒結(jié)，華中理工大學(xué)材料學(xué)院研究紙粘結(jié)成形等，取得了可喜的成果。
為實(shí)現(xiàn)分形路徑掃描，要求掃描系統(tǒng)能在x、y方向頻繁地改變方向，這一方面要求掃描系統(tǒng)無(wú)反向間隙，另一方面又要求掃描系統(tǒng)具有高的分辨率、高的定位精度。因此本系統(tǒng)基于以上兩點(diǎn)為設(shè)計(jì)目標(biāo)。同時(shí)為制造出實(shí)用的零件，我們采用激光燒結(jié)金屬粉末作為工藝方法。
激光粉末燒結(jié)快速成形在加工過(guò)程中必須實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)動(dòng)作：（1）激光束的掃描；(2)自動(dòng)鋪粉；(3)激光燒結(jié)。因此本系統(tǒng)由掃描工作臺(tái)、鋪粉裝置、激光器、激光光路、控制計(jì)算機(jī)等組成。
采用鋼絲繩牽引的原因主要是為了消除反向間隙。反向間隙實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：
X方向向前走一步后，接著向后走，通過(guò)比較前后兩次的位移，即可判斷反向間隙，當(dāng)X方向向前走一步的位移為0.021mm，返回的位移為0.020mm。這里存在著0.001mm的間隙，但是當(dāng)連續(xù)走時(shí)，重復(fù)定位精度基本上無(wú)誤差。當(dāng)連續(xù)走150步后，接著反向走150步，位移基本為零。Y方向反向間隙與X方向差不多，基本上被消除。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，該實(shí)驗(yàn)裝置X方向的分辨率上達(dá)到0.018mm，Y方向的分辨率上達(dá)到0.019mm，反向間隙基本消除，滿足分形掃描路徑的要求。
來(lái)源 萬(wàn)用表 http://vntnorcwa.cn/
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