3d打印技術(shù)的原理及建模工藝成型的小技巧

快速成型屬于離散／堆積成型。它從成型原理上提出一個(gè)全新的思維模式維模型，即將計(jì)算機(jī)上制作的零件三維模型，進(jìn)行網(wǎng)格化處理并存儲(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行分層處理，得到各層截面的二維輪廓信息，按照這些輪廓信息自動(dòng)生成加工路徑，由成型頭在控制系統(tǒng)的控制下，選擇性地固化或切割一層層的成型材料，形成各個(gè)截面輪廓薄片，并逐步順序疊加成三維坯件．然后進(jìn)行坯件的后處理，形成零件。 快速成型的工藝過程具體如下：

1 ）產(chǎn)品三維模型的構(gòu)建。由于 RP 系統(tǒng)是由三維 CAD 模型直接驅(qū)動(dòng)，因此首先要構(gòu)建所加工工件的三維CAD 模型。該三維CAD模型可以利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件（如Pro/E , I-DEAS , Solid Works , UG 等）直接構(gòu)建，也可以將已有產(chǎn)品的二維圖樣進(jìn)行轉(zhuǎn)換而形成三維模型，或?qū)Ξa(chǎn)品實(shí)體進(jìn)行激光掃描、 CT 斷層掃描，得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后利用反求工程的方法來構(gòu)造三維模型。

2 ）三維模型的近似處理。由于產(chǎn)品往往有一些不規(guī)則的自由曲面，加工前要對(duì)模型進(jìn)行近似處理，以方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理工作。由于STL格式文件格式簡(jiǎn)單、實(shí)用，目前已經(jīng)成為快速成型領(lǐng)域的準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)接口文件。它是用一系列的小三角形平面來逼近原來的模型，每個(gè)小三角形用 3 個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)和一個(gè)法向量來描述，三角形的大小可以根據(jù)精度要求進(jìn)行選擇。 STL 文件有二進(jìn)制碼和 ASCll 碼兩種輸出形式，二進(jìn)制碼輸出形式所占的空間比 ASCII 碼輸出形式的文件所占用的空間小得多，但ASCII碼輸出形式可以閱讀和檢查。典型的CAD 軟件都帶有轉(zhuǎn)換和輸出 STL 格式文件的功能。

3 ）三維模型的切片處理。根據(jù)被加工模型的特征選擇合適的加工方向，在成型高度方向上用一系列一定間隔的平面切割近似后的模型，以便提取截面的輪廓信息。間隔一般取0.05mm~0.5mm， 常用 0.1mm 。間隔越小，成型精度越高，但成型時(shí)間也越長(zhǎng)，效率就越低，反之則精度低，但效率高。

4 ）成型加工。根據(jù)切片處理的截面輪廓，在計(jì)算機(jī)控制下，相應(yīng)的成型頭（激光頭或噴頭）按各截面輪廓信息做掃描運(yùn)動(dòng)，在工作臺(tái)上一層一層地堆積材料，然后將各層相粘結(jié)，zui終得到原型產(chǎn)品。

5 ）成型零件的后處理。從成型系統(tǒng)里取出成型件，進(jìn)行打磨、拋光、涂掛，或放在高溫爐中進(jìn)行后燒結(jié)，進(jìn)一步提高其強(qiáng)度。