隨著工藝和材料的發(fā)展,3D打印技術已逐漸從簡單的原型制造轉向越來越多地用于制造最終用途部件。傳統(tǒng)3D打印技術成型速率低下和成型件不具有各向同性的固有缺陷限制了3D打印工藝的發(fā)展和這種轉變。然而,2015年出現(xiàn)的連續(xù)液面成型工藝（Continous Liquid Interface Production,CLIP）完美解決了上述問題。該工藝自問世以來就以其驚人加工效率和良好的加工質(zhì)量,備受矚目。但該工藝在成型效率和質(zhì)量上仍存在待優(yōu)化的問題,本文對存在的問題進行了研究。本文分析了 CLIP工藝的過程、原理以及死區(qū)形成機理。根據(jù)CLIP工藝的原理,搭建了原型機,分別對原型機的機械系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和控制硬件系統(tǒng)進行了設計,為該工藝的進一步探索奠定了基礎。為了保障順利成型,本文基于CLIP工藝的特點對模型處理進行了研究。設計了符合CLIP工藝特點的支撐結構以及為STL模型手動添加支撐的算法。針對CLIP工藝下大橫截面積模型樹脂填充效率低下的問題,提出了將模型鏤空并為鏤空模型內(nèi)外自動生成樹形支撐的算法;通過區(qū)分內(nèi)外輪廓,改進了傳統(tǒng)掃描線算法,解決了支撐與STL模型相交造成的切片圖像孔洞問題,成功生成... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?ｃｕｐ工藝原理??ＣＬＩＰ工藝自問世以來就以其驚人加工效率和良好的加工質(zhì)量，備受矚目

的速度優(yōu)勢，并且該工藝可以實現(xiàn)微小零件的快速成形［１３］。傳統(tǒng)面成型工藝根??據(jù)成型時固化層的狀態(tài)與位置，分為約束液面成型工藝和自由液面成型工藝［｜４］。??ＣＬＩＰ工藝和傳統(tǒng)約束液面成型工藝有著許多相似之處。如圖１－２所示，ＣＬＩＰ??工藝與約束液面成型工藝相比最大的區(qū)別在于用高透紫外光和高透氧的半透膜??代替了底部的玻璃板，在半透膜上方形成了液態(tài)死區(qū)，省去了約束液面成型工藝??所需的固化層分離、樹脂重涂以及重定位等步驟，去除了冗余的往復運動時間，??實現(xiàn)樹脂的連續(xù)重涂｜８］。??約束液面成型工藝?ＣＬＩＰ工藝??？？—?平臺一？???光敏樹胞一？??ｉｓｎｓ?口??ｙ?開始打印?Ｊ??ｆ?ｓ＆ｍ??今?ＢＩＳ化議廣？液繼￣￣￣??Ｌ－咖化?Ｊ??固化層分離??ｖ?▼?▼?Ｊ??樹ＢＳ里涂??ｖ?：??／??（?▲▲?、??ｌ?雖位??圖１－２約束液面成型工藝與ＣＬＩＰ工藝制造步數(shù)對比??在圖１－２所述的約束液面成型工藝的固化層分離步驟中，需要克服己固化工??件和玻璃板之間的粘結力，我們稱之為分離力｜１２］。分離力的存在限制了該工藝??的可成型面積和該工藝在微加工方面的應用。ＣＬＩＰ工藝中液態(tài)死區(qū)的存在大大??減小了分離力，所以該工藝允許更大成型面積并且可以進行微米級加工。??如圖１－３所示，對于傳統(tǒng)面成型工藝，切片厚度過大會造成明顯的臺階效應，??影響表面質(zhì)量。為了保證成型方向有著更高的表面光潔度，需要將切片的厚度減??小

２．１面成型研究現(xiàn)狀??從前面分析可以看出，ＣＬＩＰ工藝可以說是約束液面成型工藝的變種和延伸。??以，一些面成型的成果可以直接拿來使用或者作為重要參考，有必要對面成型??藝的研究成果進行梳理和總結。目前，面成型工藝的研究主要集中在掩膜圖像??發(fā)生與矯正、光固化過程中的變形控制、陶瓷膠料等新材料的開發(fā)以及工藝改??等方面??面成型工藝利用掩膜圖像代替?zhèn)鹘y(tǒng)激光掃描進行成型，因而掩膜圖像的生成??該工藝起著至關重要的作用。該工藝最早利用石英制作掩膜圖像１１６］，工藝成??高且復雜。為了降低成本和提升效率，研究者們嘗試使用動態(tài)掩膜圖像的生成??案，伴隨著液晶顯示器（Ｌｉｑｕｉｄ?Ｃｒｙｓｔａｌ?Ｄｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）大規(guī)模使用，１９９７年瑞??的Ｂｅｒｔｓｃｈ課題組等人首次利用ＬＣＤ生成掩膜，對幾毫米的微小件行了成型研??，并取得廣泛應用［１７］；在ＬＣＤ的成型工藝取得巨大成功后，２００１年Ｂｅｒｔｓｃｈ??


本文編號：3231927