光固化快速成型是將液態(tài)的光敏樹(shù)脂在激光或紫外光的照射下轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的零件。零件的加工制造過(guò)程,伴隨著原材料物質(zhì)形態(tài)的改變,由液態(tài)轉(zhuǎn)變成了固態(tài)。這樣特殊的工藝過(guò)程決定了光固化快速成型制造零件時(shí)必須對(duì)其添加支撐,否則零件無(wú)法順利加工成型。事實(shí)上光固化快速成型中的支撐就相當(dāng)于機(jī)械加工過(guò)程中的工裝夾具,它可以防止零件在加工過(guò)程中因光敏樹(shù)脂固化收縮變形而引起的制作失敗,保持原型在制作過(guò)程中的穩(wěn)定性,保證原型在制作時(shí)相對(duì)于加工系統(tǒng)的精確定位。
支撐同樣是由光敏樹(shù)脂構(gòu)成,在光固化快速成型中對(duì)支撐的制作和對(duì)零件的制作沒(méi)有太大的差別,它們都是使用的同一種原材料,區(qū)別僅在于掃描方式和掃描速度的不同,因而式2-3也可以直接套用在對(duì)于支撐成型時(shí)間的計(jì)算上。支撐是功能性部件,沒(méi)有精度要求,所以支撐的分層厚度都與當(dāng)前高度上零件的分層厚度相同,因而分層數(shù)目不是由支撐所決定的,即支撐的層間等待時(shí)間之和也是由零件的分層數(shù)目決定;但新生成的支撐需要掃描固化,相當(dāng)于變相增加了零件的體積,即增加了掃描固化時(shí)間。因此,雖說(shuō)支撐對(duì)于光固化快速成型必不可少,但科學(xué)的設(shè)計(jì)、合理的布置,同樣能減少新生成的支撐體積,從而提高光固化成型效率。
減少支撐的生成體積可以從兩方面入手,一是研發(fā)更先進(jìn)的支撐添加區(qū)域識(shí)別技術(shù),二是設(shè)計(jì)更合理的支撐結(jié)構(gòu)。目前支撐添加區(qū)域識(shí)別方式大體可以歸為三種形式,整體支撐、向下特征整體支撐和局部支撐。在相詞支撐結(jié)構(gòu)情況下局部支撐所生成的支撐體積最小。支撐結(jié)構(gòu)分為薄壁支撐、點(diǎn)狀支撐、線狀支撐、樹(shù)狀支撐、十字支撐以及多肋板支撐等。合理使用支撐結(jié)構(gòu)也能減少支撐的體積,從而提高成型效率。如圖2-10所示,對(duì)一懸吊邊只需添加一道肋板支撐即可滿足加工條件,而不必在剩余傾斜面添加支撐或采用結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的支撐。
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