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《大连理工大学》 2006年
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基于轮廓失效的覆膜砂激光快速成型方法研究

叶昌科  
【摘要】:基于轮廓失效的(覆膜砂激光)快速成型方法(Profile Failure-based RapidPrototyping,简称PFRP)是快速成型领域的一个崭新的研究方向,其成型原理也是基于离散堆积的思想。和一般的“生长”成型的快速成型方法不同,PFRP是“分割”成型,即让每一层的截面轮廓失效,在成型腔中形成零件分型面,再通过加热等手段使成型腔的材料建立强度,最后剥离废料得到目标零件。和LOM方法不同的是,PFRP可以成型粉体材料。本文以普通铸造覆膜砂为成型材料,采用激光烧失的办法实现轮廓失效,在成型方法及应用方面进行了初步的探讨。 在总结了国内外分层处理技术的基础上,针对基于STL文件进行分层处理存在的一些不足,提出了一种在SolidWorks环境中实现直接分层的方法,该方法能有效的提取实体模型的截面轮廓信息,并以分段有理三次多项式的形式描述,能很方便的生成截面轮廓路径、填充路径和在非零件部分划分网格线。对于由该方法生成的加工代码,成功的在SolidWorks中实现了三维轮廓重构和实体重构。 在铸捷CAD/CAM快速成型试验机的基础上,开发了一套新的成型控制系统。针对成型机的两缸式布局的特点,实现了快速铺粉的控制方法,并且可以实现多零件的不同速度扫描和单零件的分段扫描,提高了成型效率,充分利用了成型腔的材料。 初步进行了基于轮廓失效的覆膜砂激光快速成型方法的工艺研究,讨论了激光功率、扫描速度和铺粉厚度对成型件精度及脱模可分离性的影响,重点研究了P/v值与激光烧失深度的关系,指出在满足烧失深度大于分层厚度的前提下,激光功率与扫描速度的关系为:P/v=常数。 由基于轮廓失效的覆膜砂激光快速成型方法实现了金属零件的快速铸造,给出了由PFRP实现快速铸造的工艺流程,并成功制造出了伞齿轮、叶轮和双齿轮组合件。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TH16

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 焦中飞;基于轮廓失效激光快速成型法的螺旋桨数字化铸造技术研究[D];大连理工大学;2011年
2 叶嘉楠;基于反求工程的快速成型系统制造精度的研究[D];大连理工大学;2007年
3 赵枢明;新型激光快速成型设备的研制及工艺研究[D];大连理工大学;2012年
4 杨通;轮廓失效增材制造技术及其关键算法研究[D];大连理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王素琴,曹瑞军,段玉岗;激光快速成型工件翘曲变形与成型材料的研究[J];材料科学与工程;1999年04期
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3 张吉堂,李雅青,徐昕,叶智谦;基于Solid Works98三维模型切片软件研究开发[J];华北工学院学报;2000年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李建国;新型SLS快速成形控制系统及关键工艺研究[D];西南交通大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 龙瑞;快速成型直接切片技术研究[D];南京理工大学;2003年
2 陈宝庆;基于覆膜砂的选择性激光烧结快速成型基础实验研究[D];大连理工大学;2005年
3 曾锋;铸造覆膜砂激光快速成型方法及系统的研究[D];大连理工大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈从升;袁根福;;SolidWorks二次开发在塑料模设计中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年06期
2 赵保军,汪苏,陈五一;STL数据模型的快速切片算法[J];北京航空航天大学学报;2004年04期
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4 吴翔;马孜;徐富家;胡英;;柔性再制造修复系统及标定技术[J];中国表面工程;2011年04期
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7 霍银磊;;基于SolidWorks的包装容器结构参数化设计实现[J];包装工程;2010年15期
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10 姚玲峰;;基于Visual C++的SolidWorks二次开发技术探讨[J];成都纺织高等专科学校学报;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 周久兵;周来水;刘胜兰;;一种高效的三角网格平面孔洞修补算法[A];2005年机械电子学学术会议论文集[C];2005年
2 孙慧翔;虞世鸣;李波;汪雯雍;;基于知识的产品数字化开发技术研究[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
3 沈序康;;农机加工中基于Solidworks二次开发的丝锥参数化设计[A];全国先进制造技术高层论坛暨第十届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2011年
4 梁延德;赵与越;刘利;;光固化快速成形制件的误差分析[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
5 杨石林;富婷婷;李健;胡昌宇;;基于SolidWorks平台嵌金属丝药柱装药计算[A];中国宇航学会2005年固体火箭推进第22届年会论文集(发动机分册)[C];2005年
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7 黄笔武;;SOMOS11120型光敏树脂黏度测试、红外光谱表征及光敏性研究[A];第九届中国辐射固化年会论文集[C];2008年
8 梁延德;赵与越;刘利;;光固化快速成形制件的误差分析[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
9 黄笔武;翁子骧;姜安坤;谌伟庆;;立体光刻快速成形SL5510型光敏树脂性能研究[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王志坚;装备零件激光再制造成形零件几何特征及成形精度控制研究[D];华南理工大学;2011年
2 孟凡文;面向光栅投影的点云预处理与曲面重构技术研究[D];南昌大学;2010年
3 李晋江;海量数据点三维重构中一类关键问题研究[D];山东大学;2010年
4 林小夏;产品设计、仿真与数控加工异构信息集成技术及应用研究[D];浙江大学;2011年
5 李大奇;叶片双面磨抛系统及路径规划研究[D];吉林大学;2011年
6 牛立刚;飞秒激光微纳加工数据模型研究[D];吉林大学;2011年
7 邹伟;三维地质勘查软件核心技术研究与实现[D];中国地质科学院;2010年
8 王迪;选区激光熔化成型不锈钢零件特性与工艺研究[D];华南理工大学;2011年
9 纪良波;熔融沉积成型有限元模拟与工艺优化研究[D];南昌大学;2011年
10 王卫辰;面向快速成形的三维CAD模型直接分层方法研究[D];中国矿业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陶磊;尼龙6/铜复合粉末选区激光烧结制造塑料模具的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 王鑫;非晶合金变压器优化设计与参数化绘图的研究[D];山东科技大学;2010年
3 李高飞;数控选区电沉积快速成型的成型质量研究[D];浙江理工大学;2010年
4 徐洪涛;螺旋管道内的流动阻力和传热性能研究[D];华东理工大学;2011年
5 肖瑞;基于SolidWorks二次开发的辊花设计与辊弯模拟[D];武汉科技大学;2010年
6 丁永建;基于SolidWorks的标准件库系统设计与实现[D];电子科技大学;2010年
7 范春阳;饮料灌装输送线专用设计系统的研究与开发[D];浙江大学;2011年
8 李晓玲;圆柱齿轮减速器快速设计研究[D];西安电子科技大学;2010年
9 陶宇;SCF成型灌装机关键零部件的参数化设计[D];江南大学;2011年
10 陶峰;锥双螺杆专用CAM系统的研发与设计[D];沈阳工业大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨占尧,王学让,李长胜,唐一平;论快速成型技术的发展方向[J];工程塑料应用;2002年01期
2 赵保军,汪苏,陈五一;STL数据模型的快速切片算法[J];北京航空航天大学学报;2004年04期
3 庞长富,魏光辉;激光束质量评价中随机误差对测量精度的影响[J];北京理工大学学报;1997年01期
4 周文秀,韩明,黄树槐,谢洪泉;薄材叠层制造材料的分析[J];材料导报;2002年03期
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6 邹国林,郭东明,贾振元,刘顺福;熔融沉积制造工艺参数的优化[J];大连理工大学学报;2002年04期
7 富历新,董春,相欣;基于PC总线的四轴电机运动控制器[J];电气传动;1998年05期
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9 吴琳;崔洪亮;信东;刘丽英;;基于伺服电机和运动控制器的目标仿真实时性控制研究[J];电子产品世界;2010年06期
10 李仲阳,谢存禧,邵明,成晓阳;快速成型的精度分析与自适应分层的研究[J];广东工业大学学报;2000年02期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 邹国林;熔融沉积制造精度及快速模具制造技术的研究[D];大连理工大学;2002年
2 刘云峰;基于截面特征的反求工程CAD建模关键技术研究[D];浙江大学;2004年
3 马淑梅;面向产品快速开发的集成逆向工程若干关键技术研究[D];同济大学;2006年
4 马良;选择性激光烧结热物理过程分析与仿真研究[D];华中科技大学;2007年
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6 闫春泽;聚合物及其复合粉末的制备与选择性激光烧结成形研究[D];华中科技大学;2009年
7 刘冰;快速成形工艺软件的若干关键技术研究[D];华中科技大学;2009年
8 黄兵;三维打印支撑材料及成形工艺的研究[D];华中科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 焦中飞;基于轮廓失效激光快速成型法的螺旋桨数字化铸造技术研究[D];大连理工大学;2011年
2 郭继燕;基于USB总线的数据采集系统设计[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
3 刘捷;激光数控加工专用PCI总线运动控制卡研究[D];华中科技大学;2004年
4 陈宝庆;基于覆膜砂的选择性激光烧结快速成型基础实验研究[D];大连理工大学;2005年
5 王国俊;基于选区激光烧结快速成形技术的软件系统研究与实现[D];南京航空航天大学;2005年
6 曾锋;铸造覆膜砂激光快速成型方法及系统的研究[D];大连理工大学;2006年
7 何新英;熔丝沉积成型控制系统及工艺的研究[D];华中科技大学;2005年
8 薛飞;光固化成形系统中树脂液位检测与控制的研究[D];华中科技大学;2005年
9 王刘记;STL文件纠错及IGES文件转换为STL的算法研究[D];华中科技大学;2006年
10 李一欢;三维打印快速成型机理与工艺研究[D];西安科技大学;2008年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 赵枢明;新型激光快速成型设备的研制及工艺研究[D];大连理工大学;2012年
2 张寿鹏;面向快速成形的复杂零件三维扫描方法及实验研究[D];东北大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵保军,施法中;选择性激光烧结PC粉末的建模研究[J];北京航空航天大学学报;2002年06期
2 李鹏,熊惟皓;选择性激光烧结的原理及应用[J];材料导报;2002年06期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁红英,党惊知,白培康;选择性激光烧结成型技术在华北工学院[J];华北工学院学报;2002年03期
2 杨来侠,赵万华,李涤尘,卢秉恒;基于快速成型技术(RP)的新产品开发[J];机械设计;1998年01期
3 黄海量,丁玉成,卢秉恒;远程快速成型制造与服务系统构筑的研究[J];西安交通大学学报;2000年07期
4 胡晓冬,丁玉成,卢秉恒;Windows操作系统下快速成型控制系统研究[J];机床与液压;2001年05期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周满元;;快速成型中基于STEP的直接分层方法[A];全国第16届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集[C];2004年
2 陈成;闫华;;基于RE和RP技术的纸浆泵叶轮快速开发[A];苏州市自然科学优秀学术论文汇编(2008-2009)[C];2010年
3 张永泉;魏著谱;见文;;快速成型技术与应用[A];2011年“天山重工杯”全国机电企业工艺年会暨第五届机械工业节能减排工艺技术研讨会论文集[C];2011年
4 杨新照;王凌;张凤登;;快速成型在CAN总线控制器上的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
5 ;产品快速成型及模具快速制造技术[A];广东省材料研究学会部分单位会员成果汇编[C];2005年
6 高飞;谭威;;SLA树脂模熔模精铸的快速铸造方法[A];2011年“天山重工杯”全国机电企业工艺年会暨第五届机械工业节能减排工艺技术研讨会论文集[C];2011年
7 孙梁;熊卓;;快速成型PLGA/TCP支架修复兔桡骨缺损[A];第七届全国创伤学术会议暨2009海峡两岸创伤医学论坛论文汇编[C];2009年
8 赵静一;马哲一;;人工骨内部结构设计及流场状态分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
9 赵毅;刘立兵;李明辉;;基于逐层激光诱导化学液相沉积的3D微细加工新技术[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
10 余国兴;李涤尘;刘卫玲;;一种新型分层实体制造技术[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 小力;3D推出聚丙烯基快速成型塑料DuraForm[N];中国包装报;2008年
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4 李大刚;让观果盆景快速成型(上)[N];中国花卉报;2005年
5 李大刚;让观果盆景快速成型(下)[N];中国花卉报;2005年
6 宫秀滨 刘丽华 编译;用打印机“打”出你的房子来[N];计算机世界;2006年
7 江东记者站 肖康焕张绘薇;江东拉长企业发展“木桶短板”[N];宁波日报;2008年
8 本报记者 于翔;软硬件融合突破传统[N];网络世界;2008年
9 特约记者 陈雅;九江县力促大企业体壮筋强[N];九江日报;2009年
10 宋黔云;贵阳生产力促进中心特色服务赢市场[N];贵州日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘杰;面向快速成型的设备控制、工艺优化及成型仿真研究[D];华南理工大学;2012年
2 陈云霞;扫描电子束三维成型的研究[D];上海交通大学;2010年
3 纪良波;熔融沉积成型有限元模拟与工艺优化研究[D];南昌大学;2011年
4 龚振宇;基于反求及快速成型技术的颌骨畸形整复的临床应用研究[D];第四军医大学;2004年
5 王晓波;冠、桥及全口钛基托的激光立体成形制备研究[D];第四军医大学;2005年
6 吴国锋;颜面缺损器官修复的三维仿真设计和个体化快速制作研究[D];第四军医大学;2004年
7 翟媛萍;光固化快速成型材料的研究与应用[D];南京理工大学;2004年
8 周大鹏;快速成型与耐热、高强度酚醛注塑料的制备技术及性能研究[D];浙江大学;2005年
9 吴娜;面向仿生应用的金龟子外型测量及量化分析[D];吉林大学;2006年
10 黄常标;分段注射/雕刻快速原型制造工艺数据前置处理关键技术研究[D];华侨大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶昌科;基于轮廓失效的覆膜砂激光快速成型方法研究[D];大连理工大学;2006年
2 韩可;快速成型技术及软件研究[D];北京化工大学;2004年
3 陈宝庆;基于覆膜砂的选择性激光烧结快速成型基础实验研究[D];大连理工大学;2005年
4 陈梅干;熔融挤压快速成型精度分析及加工[D];苏州大学;2011年
5 赵枢明;新型激光快速成型设备的研制及工艺研究[D];大连理工大学;2012年
6 李高飞;数控选区电沉积快速成型的成型质量研究[D];浙江理工大学;2010年
7 袁直;木塑熔融快速成型实验装置研究[D];东北林业大学;2011年
8 王位;三维快速成型打印技术成型材料及粘结剂研制[D];华南理工大学;2012年
9 陈沁源;基于代码重构和页面故障技术的隐蔽调试机制研究与实现[D];电子科技大学;2010年
10 刘利;光固化快速成型制件的精度研究[D];大连理工大学;2005年
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