开放性实验

快 速 成 型 制 造 技 术

    

  实

验报

告 

班级： 

学号：

               姓名：

指导教师：

    

一：快速成型介绍

    快速原理制造技术，又叫快速成型技术，（简称RP技术）；

英文：RAPID PROTOTYPING（简称RP技术），或 RAPID PROTOTYPING MANUFACTURING，简称RPM。 RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"， 类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。

RP系统的基本工作原理

RP系统可以根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。当然，整个过程是在计算机的控制下，由快速成形系统自动完成的。不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同，系统的工作原理也有所不同，但其基本原理都是一样的，那就是"分层制造、逐层叠加"。这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。 每个截面数据相当于医学上的一张CT像片；整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。 RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。RP技术的基本原理是：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来，已经有十几种不同的成形系统，其中比较成熟的有UV、SLA、SLS、LOM和FDM等方法。其成形原理分别介绍如下： SLA（光固化成型法）快速成形系统的原理  

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快速成型实验报告

专业 姓名 学号 实验日期 实验地点 快速成型及逆向工程实验室 成绩

实验名称 快速成型实验

实验目的

本次快速成型实验包括Magics切层软件的使用和激光固化快速成型机床的操作。通过实验，达到以下目的：

1、使学生加深对以快速成型技术为代表的先进制造技术的理解；

2、增强学生对激光固化（SLA）快速成型技术及其机床结构的认识；

3、使学生能够理解并学会使用Magics切层软件和快速成型加工机床的操作工作。

实验基本原理

本实验课基于激光固化（SLA）快速成型技术的基本理论。 实验基本步骤

1、实验指导教师讲解激光固化（SLA）快速成型实验的目的和要求，强调实验纪律，并进行安全教育。

2、实验指导教师在专用计算机上，使用三维软件进行特定零件的建模，构造原形件，并另存为STL文件。

3、实验指导教师讲解Magics切层软件的使用方法，并对原形件进行加支撑和切片工作，生成CLI文件，并将CLI文件送入激光固化快速成型系统；

4、实验指导教师讲解激光固化（SLA）快速成型机床的结构、功能和操作使用方法，并在激光快速成型系统上对模型制作分层切片，生成数据文件：将CLI文件转化为SLI文件；

5、按照规定程序启动快速成型机床，根据计算机提供的数据逐层扫描、固化光敏树脂，直至原形件制作完成；

6、用酒精清洗原形件。 原始记录

记录快速成型的过程：

1、首先，应用UG 、CATIA、SOLIDWORKS或PROE等三维设计软件，建立一个零件的三维实体模型，并将其转换成STL格式文件；

2、其次，使用专用Magics软件对该STL文件进行加支撑和切片处理，“切”出已设定厚度的一系列片层，这些片层按次序累积起来仍然是所设计零件的形状；

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成都理工大学

核技术与自动化工程学院

实验报告

实验名称： CAD/CAM实训实验 （快速原型成型）

姓    名: 

学    号：

专    业：机械工程及自动化

学    期：20##-2014

任课教师：孙  未

实验内容:

一、实验目的、要求：

运用PRO/E进行三维设计，运用快速原型成型机做出实物，并选择设计中的某一零件进行CAM操作,生成数控代码。

二、实验内容：

原理：快速成型的制造方式是基于离散／堆积原理的累加式成型，从成型原理上提出一个全新的思维模式，即将计算机上设计的零件三维模型，表面三角化处理存储成STL文件格式，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，在控制系统的控制下，选择性地固化或烧结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实体，然后进行坯件的后处理，形成原型。

基本流程：

三、实验设备及器材：

PRO/E软件及计算机，快速原型成型机。

四、实验结果

五、实验的总结和体会

在实验过程中，通过实际操作练习，对快速原型技术以及快速原型设备有了更为全面地理解，对各种快速原型工艺有了更为具体深入地了解，并且深刻认识到快速原型技术在未来广阔的应用前景。

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成都理工大学

核技术与自动化工程学院

实验报告

实验名称： CAD/CAM实训实验 （快速原型成型）

姓    名: ____________________________

学    号：_______2010060403_______________

专    业：____机械工程及自动化______________

学    期：_________  _____________

任课教师：____________ __________________

实验内容:

一、实验目的、要求：

运用PRO/E进行三维设计，运用快速原型成型机做出实物，并选择设计中的某一零件进行CAM操作,生成数控代码。

二、实验内容：

工艺方法:快速成型机的加热喷头受计算机控制，根据水平分层数据作x - y 平面运动。丝材由送丝机构送至喷头，经过加热、熔化，从喷头挤出粘结到工作台面，然后快速冷却并凝固。每一层截面完成后，工作台下降一层的高度，再继续进行下一层的造型。如此重复，直至完成整个实体的造型。每层的厚度根据喷头挤丝的直径大小确定。工作原理:快速成型技术是对零件的三维CAD 实体模型，按照一定的厚度进行分层切片处理，生成二维的截面信息，然后根据每一层的截面信息，利用不同的方法生成截面的形状。这一过程反复进行，各截面层层叠加，最终形成三维实体。分层的厚度可以相等，也可以不等。分层越薄，生成的零件精度越高，采用不等厚度分层的目的在于加快成型速度。

三、实验设备及器材：

PRO/E软件及计算机，FDM快速成型机。

四、实验结果

粗加工：

N0040 G0 G54 G90 X.2789 Y-1.2 S2000 M03

N0050 Z15.

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材料学院

材料成型及控制工程专业

综合实验报告

班  级：成型三班

学  号：3102090319

姓  名：李云华

指导教师：张翔老师

20##年9月

目  录

第一部分实验目的…………………………………………3

第二部分实验内容…………………………………………3

第三部分基础实验…………………………………………3

第四部分综合实验…………………………………………11

参考文献………………………………………………………14

第一部分    实验目的

1.了解硬度测定的基本原理及应用范围。

2.了解洛氏硬度试验机的主要结构及其操作方法。

3.初步建立20CrMnTi钢的含碳量与其硬度间的关系。

4.研究冷却条件对20CrMnTi钢硬度性能的关系。

5.分析20CrMnTi钢经热处理后的组织。

第二部分    实验内容

实验分两周进行，分前后两篇，前篇为基础实验部分，后篇为综合实验部分。

基础实验部分分四章：

第一章 金相综合分析实验  指导教师：张俊

第二章 金属力学性能实验  指导教师：解培民

第三章 金属热处理实验    指导教师：张翔

第四章 铸造技术试验      指导教师：晁建兵

该部分要求掌握实验室现有设备的原理和使用方法。

综合实验部分：

按照所分配的材料进行 分析处理，综合实验所选材料为20CrMnTi钢。      指导教师：张翔

该部分要求根据提供的金属材料试样，并运用所学专业知识，制定合理工艺，利用实验室设备实施工艺，检测最终结果，分析实验数据，完成实验报告。

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光固化快速成型实验指导书

1.实验目的

快速成型（Rapid Prototyping）技术是20世纪80年代后期发展起来的一种新型制造技术，是近20年制造技术领域的一次重大突破。通过实验使学生对快速成型技术的成型过程有较生动的理解，以及了解快速成型技术的应用。

2.实验仪器与设备

（1）UG、3DMAX、CATIA、SOLIDWORKS等三维造型软件。

（2）数据处理部分主要使用光固化快速成形系统数据准备软件Rp Data对三维模型进行加支架、分层；

（3）采用的SLA成型设备是西交大SLA（XJRP）激光快速成型机，型号为SPS450B，如图2-2；它采用高精密聚焦系统，在整个工作面上光斑直径<0.15mm，采用伺服电机、精密丝杠组成闭环控制系统，使Z向升降台重复定位精度达到±0.05mm；采用超高速扫描器，激光扫描速度可达到8m/s，制作速度可达到60g/h，特别适合于企业及激光快速成型服务中心。SPS系列激光快速成型机成型效率高，适宜汽车等大型物件成型。其技术参数如下表3-1。

表3-1 SLA技术参数

图3-2 激光快速成型机

3.实验原理

光敏树脂液相固化成型（SLA—Stereolithography Apparatus） 

光敏树脂液相固化成形又称光固化立体造型或立体光刻。其工作原理如下图所示。由激光器发出的紫外光，经光学系统汇集成一支细光束，该光束在计算机控制下，有选择的扫描液态光敏树脂表面，利用光敏树脂遇紫外光凝固的机理，一层一层固化光敏树脂，每固化一层后，工作台下降一段精确距离，并按新一层表面几何信息使激光扫描器对液面进行扫描，使新一层树脂固化并紧紧粘在前一层已固化的树脂上，如此反复，直至制作生成一个零件实体模型。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。

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仿真注塑成型机与冲压拉伸机操作实习报告

一. 实习目的及意义

通过对材料成形设备专业基础课程的学习，认识到了当今工业生产中成形设备的发展趋势。

经过百余年的发展，常规成形设备的品种已基本发展成为规格齐全，结构成熟，辅机完整的系列产品。正朝着精密，高品质，高校，节能，低噪音及可持续发展的方向迈进。 本课程是建立在机械原理，机械设计基础，液压传动，金属工艺学。高分子材料学的等技术课程上。通过学习，对各种成形设备的原理与特点，典型结构，设备性能，有一定的了解和掌握。为以后学好专业课打好基础。

二. 实习内容

塑料成型加工设备是在橡胶机械和金属压铸机的基础上发展起来的。自19世纪70年代出现聚合物注射成型工艺和简单的成型设备以来，作为一个产业，直至20世纪30年代才获得较快发展，塑料成型加工设备逐渐商品化，注射成型和挤出成型已成为工业化的加工方法。吹塑成型是仅次于注塑与挤出的第三大塑料成型方法，也是发展最快的一种塑料成型方法。 2.1塑料注射成型机

塑料注射成型是一种注射兼模塑的成型方法，其设备称塑料注射成型机，简称注塑机。塑料注射成型机是将热塑性塑料和热固性塑料制成各种塑料制品的主要成型设备。普通塑料注射成型机是指目前应用最广泛的，加工热塑性塑料的单螺杆或柱塞的卧式、立式或角式的单工位注塑机。

其他类注射成型机如热固性塑料、结构发泡、多组分、反应式、排气式等注塑机，是指被加工物料和机器结构特征都与普通塑料注射成型机有较大差别的一些注射成型机。全世界约有30%的塑料原料用于注塑成型，而注塑机约占塑料机械总产量的40%，并已成为塑料加工业和塑料机械行业中的一个重要组成部分，是塑料机械产品中增长最快、品种规格、生产数量最多的机种之一。

2.11设备规格及主要技术参数

本仿真注塑成型机，工作台规格尺寸1370X450mm，安装模具的最大尺寸200x200x300mm,

模具顶出最大行程25mm,注塑行程120mm,机器外形尺寸1370X450X1300mm,气动机械手，三轴驱动，锁模力500kg,注塑原料PE,PP,ABS.，开模行程100—300mm.注塑筒的温控温度180度—350度。

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