1、實(shí)驗(yàn)一：零件的快速成型技術(shù)實(shí)驗(yàn)一：零件的快速成型技術(shù)課程編號(hào)：課程編號(hào)：課程名稱：課程名稱：快速成型制造技術(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夂驼莆占す饪焖僦圃旒夹g(shù)，了解薄型材料選擇性切割（LOM：LaminatedObjectManufacturing分層物體制造）機(jī)理，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐的能力。二、實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容樣件的快速成形制造三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具本實(shí)驗(yàn)采用ZI

2、PPYIb型激光快速成型機(jī)。該設(shè)備采用二氧化碳激光發(fā)生器。四、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)原理?一、零件快速成型的原理一、零件快速成型的原理快速成型技術(shù)是由CAD模型直接驅(qū)動(dòng)，快速制造任意復(fù)雜形狀的三維物理實(shí)體的技術(shù)。其核心是由CAD模型直接驅(qū)動(dòng)，其基本過(guò)程包括；1CAD模型設(shè)計(jì)：主要解決零件的幾何造型，因此需有較強(qiáng)的實(shí)體造型或曲面造型功能，并與后續(xù)的軟件具有良好的數(shù)據(jù)接口。目前大多數(shù)商業(yè)軟件均配有STL數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，如PROE，UG，MDT，CA

3、TIA等。2Z向離散化：這是一個(gè)分層過(guò)程，它將CAD模型在Z向上分成一系列具有一定厚度的薄層，厚度在0.05~0.3mm之間。離散化破壞了零件在Z向的連續(xù)性，使之在Z向產(chǎn)生了“臺(tái)階”。但從理論上講，只要將分層厚度定得合理，就可以滿足零件的加工精度要求3層面信息處理：為控制成型機(jī)對(duì)層面的加工軌跡，就必須把層面的幾何形狀信息轉(zhuǎn)換成控制成型機(jī)運(yùn)動(dòng)的數(shù)控代碼。4層面加工與粘接：成型機(jī)根據(jù)控制指令進(jìn)行二維掃描。同時(shí)進(jìn)行層與層的粘接。5層層堆積：當(dāng)

4、一層制造完畢后，成型機(jī)工作臺(tái)下降一個(gè)層厚的距離，再加工新的一層，如此反復(fù)進(jìn)行直至整個(gè)原型加工完畢。對(duì)完成的原型進(jìn)行后處理，如深度固化、去除支撐、打磨、著色等，使之達(dá)到要求。?二、零件分層數(shù)據(jù)的產(chǎn)生方法二、零件分層數(shù)據(jù)的產(chǎn)生方法首先由CAD三維造型軟件生成產(chǎn)品三維曲面模型或?qū)嶓w模型；然后將CAD數(shù)據(jù)模型網(wǎng)格化處理后生成三角形面化數(shù)據(jù)模型，即STL數(shù)據(jù)模型；然后再利用切片軟件，將所表達(dá)的三維數(shù)據(jù)模型用一系列平行于XY平面，在Z方向有一定間距

5、的平面來(lái)切割，以生成一層一層的截面輪廓信息，每一層的邊界是由許多小線段組成，同時(shí)對(duì)輪廓截面網(wǎng)格劃分；最后再對(duì)分層信息進(jìn)行NC后置處理，生成控制成型機(jī)的數(shù)控成型代碼，并進(jìn)行分層制造，層層迭加，最后形成產(chǎn)品的三維原型。?三、三、LOM型激光快速成型設(shè)備的組成型激光快速成型設(shè)備的組成計(jì)算機(jī)、原料存儲(chǔ)及送進(jìn)機(jī)構(gòu)、熱粘壓機(jī)構(gòu)、激光切割系統(tǒng)、可升降工作臺(tái)和數(shù)控系統(tǒng)、模型取出裝置和機(jī)架等組成。五、實(shí)驗(yàn)方法和步驟五、實(shí)驗(yàn)方法和步驟實(shí)驗(yàn)開始前首先調(diào)用CA

6、D系統(tǒng)中的STL文件格式轉(zhuǎn)化模塊將三維CAD模型轉(zhuǎn)化為STL格式文件，并使用MagicRP軟件對(duì)STL文件進(jìn)行檢查處理，確定加工方向?qū)嶒?yàn)二：逆向工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二：逆向工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程編號(hào)：課程編號(hào)：課程名稱：課程名稱：快速成型制造技術(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饽嫦蚬こ痰幕驹砗凸ぷ髁鞒?，初步掌握使用柔性關(guān)節(jié)臂式三坐標(biāo)掃描儀系統(tǒng)對(duì)樣件進(jìn)行測(cè)量的方法，并了解利用測(cè)量所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重構(gòu)的過(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容樣件

7、外形測(cè)量與三維重構(gòu)過(guò)程演示。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具柔性關(guān)節(jié)臂式三坐標(biāo)掃描系統(tǒng)裝有IMAGEWARE軟件的計(jì)算機(jī)四、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)原理1三維測(cè)量的方法簡(jiǎn)介三維測(cè)量的方法簡(jiǎn)介不同的測(cè)量對(duì)象和測(cè)量目的，決定了測(cè)量過(guò)程和測(cè)量方法的不同。2非接觸式測(cè)量的三角測(cè)量原理非接觸式測(cè)量的三角測(cè)量原理激光探頭的測(cè)量原理目前均以三角法為主。如下圖所示，激光由激光二氧化碳激光發(fā)生器產(chǎn)生，經(jīng)聚光透鏡（F1）投射到工件表面，由于光束反射作用，部份光

8、源經(jīng)固定透鏡（F2）聚焦后投射在光傳感器（D）上。當(dāng)物體沿y方向上下運(yùn)動(dòng)或者探頭沿y方向移動(dòng)，其散射光投射在光傳感器的位置（X）亦將改變。3柔性關(guān)節(jié)臂式三坐標(biāo)掃描儀系統(tǒng)簡(jiǎn)介柔性關(guān)節(jié)臂式三坐標(biāo)掃描儀系統(tǒng)簡(jiǎn)介柔性關(guān)節(jié)臂式三坐標(biāo)掃描儀系統(tǒng)由柔性關(guān)節(jié)臂式（FARO）三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和Kreon激光掃描系統(tǒng)構(gòu)成。Kreon激光掃描系統(tǒng)是基于激光截面三角測(cè)量的原理，對(duì)工件表面進(jìn)行非接觸式的掃描，在激光線條上采集非常密集的數(shù)字化(坐標(biāo))點(diǎn)，通過(guò)與電子控制

9、器(ECU)的連接，記錄激光線與工件相交的位置。攝像機(jī)攝取激光線位置獲得立體影像，ECU電子控制器對(duì)每條激光線條上所記錄的600個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)在Z軸方向的位置，以初始校正時(shí)所記錄的絕對(duì)零位為依據(jù)作重復(fù)計(jì)算。4三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)在逆向工程上的應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)在逆向工程上的應(yīng)用測(cè)量數(shù)據(jù)的三維實(shí)體重構(gòu)是目前逆向工程領(lǐng)域研究的“瓶頸”，實(shí)際應(yīng)用中，因原始數(shù)據(jù)的獲取方式、三維重構(gòu)支撐環(huán)境、三維重構(gòu)方法和目標(biāo)不同，其理論依據(jù)、技術(shù)路線、算法和工作內(nèi)容有較大