中職教育二年級下學(xué)期 裝備制造《快速成型零件誤差形成機理》

《快速成型零件誤差形成機理》微課教學(xué)設(shè)計授課教師姓名學(xué)科增材制造技術(shù)應(yīng)用教齡7微課名稱快速成型零件誤差形成機理視頻長度6分56秒錄制時間知識點來源學(xué)科：增材制造技術(shù)應(yīng)用年級：二年級教材版本：知識點描述讓學(xué)生通過觀看快速成型零件誤差形成機理，讓學(xué)生從零件誤差產(chǎn)生原因分類和零件誤差產(chǎn)生因素分析兩個方面進(jìn)行了全面的了解。預(yù)備知識本微課為介紹型微課，之前無需了解相關(guān)知識。教學(xué)類型講授型適用對象二年級學(xué)生設(shè)計思路按照圓形零件的形成過程，即從電子模型到三維實體模型的轉(zhuǎn)換，到實物模型加工成型、到模型后處理等過程，零件會產(chǎn)生相應(yīng)的誤差。其中數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生的誤差包括CAD模型面型化誤差和分層切片產(chǎn)生的誤差。而在成型過程產(chǎn)生的誤差，包括機械誤差和固化成型誤差。其中機械誤差可分為拖板運動誤差、激光掃描誤差、涂層誤差。固化成型誤差可分為光斑半徑及液面波動補償和樹脂收縮引起工件的變形。后處理產(chǎn)生的誤差，包括殘留液態(tài)樹脂固化，收縮引起工件蠕變和玻璃，支撐引起工件變形。而零件誤差產(chǎn)生因素又有哪些呢？本微課對知識點進(jìn)行細(xì)化，讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)或手機平臺完成學(xué)習(xí)，激發(fā)興趣，提升自學(xué)能力。教學(xué)過程內(nèi)容時間一、微課片頭同學(xué)們好，本節(jié)課我們來學(xué)習(xí)一下快速成型零件誤差形成機理。00:00-00:10二、微課目錄本節(jié)課的內(nèi)容主要包括下面兩個部分：一、零件誤差產(chǎn)生原因分類，二、零件誤差產(chǎn)生因素分析。00:11-00:25三、正文講授第一部分內(nèi)容：零件誤差產(chǎn)生原因分類按照圓形零件的形成過程，即從電子模型到三維實體模型的轉(zhuǎn)換，到實物模型加工成型、到模型后處理等過程，零件會產(chǎn)生相應(yīng)的誤差。其中數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生的誤差包括CAD模型面型化誤差和分層切片產(chǎn)生的誤差。而在成型過程產(chǎn)生的誤差，包括機械誤差和固化成型誤差。其中機械誤差可分為拖板運動誤差、激光掃描誤差、涂層誤差。固化成型誤差可分為光斑半徑及液面波動補償和樹脂收縮引起工件的變形。后處理產(chǎn)生的誤差，包括殘留液態(tài)樹脂固化，收縮引起工件蠕變和玻璃，支撐引起工件變形。00:26-01:32第二部分內(nèi)容：零件誤差產(chǎn)生因素分析第一步：數(shù)據(jù)處理，是指從模型獲取成型機所能接受的控制數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)的精度直接影響到控制的精度，自然也影響零件的精度。在這一過程中，產(chǎn)生誤差的主要原因有模型面化帶來的誤差和分層切片產(chǎn)生的誤差。模型面化帶來的誤差。在被三維模型分層切片前，需做實體曲面近似處理，即面型化處理。是用平面三角面片近似模型表面，每個三角形面片用四個數(shù)據(jù)項表示，包括三個頂點坐標(biāo)和一個法向量，而整個模型就是這樣一組的集合。在面型化的過程中，型面的信息有所丟失，必將產(chǎn)生各類誤差。下面以球體模型為例，在模型進(jìn)行面片化過程中，曲面曲率越小時誤差就越不明顯。分層切片產(chǎn)生的誤差。分層切片是在選定了制作方向后，需要對模型進(jìn)行一維離散，從而獲取每一薄層界面輪廓及實體信息，切片方向及厚度的選擇，對快速原型的精度、制作時間、成本重要影響，當(dāng)選擇層厚可以被公稱尺寸整除時誤差為零。成型加工產(chǎn)生的誤差包括：層準(zhǔn)備時產(chǎn)生的誤差，層制造與層疊加產(chǎn)生的誤差，后處理不當(dāng)產(chǎn)生的誤差。層準(zhǔn)備時產(chǎn)生的誤差。層準(zhǔn)備就是準(zhǔn)備一層帶固化的液態(tài)數(shù)據(jù)。由于這項技術(shù)是層層固化并疊加成型，所以圓形零件的精度受每一層輕度的影響。每一層精度包括液面的平整性，往往通過刮平裝置來實現(xiàn)，使液面不能凸起和凹陷。層制造與層疊加產(chǎn)生的誤差。主要包括成型機的工作臺移動誤差和激光掃描誤差，這一誤差均由成型機的數(shù)控裝置保證。另一種誤差為原材料在成型中的誤差：原材料的狀態(tài)變化；不一致的約束；疊層高度的累積誤差；成型功率控制不恰當(dāng)，使原型產(chǎn)生誤差；工藝參數(shù)不穩(wěn)定產(chǎn)生的誤差。后處理不當(dāng)產(chǎn)生的誤差。從成型機上取出已成型的工件后，往往需要進(jìn)行剝離，以便去除廢料和支撐結(jié)構(gòu)，有的還需要進(jìn)行后固化、修補、打磨、拋光和表面處理等。這些工序統(tǒng)稱為后處理。這類誤差可分為如下幾種，其一是SLA、FDM制品需玻璃支撐的廢料，支撐去除后工件可能要發(fā)生形狀及尺寸的變化，破壞已有的精度。其二是LOM制品雖無支撐，但廢料往往很多，玻璃廢料時受力將產(chǎn)生變形，特別是薄殼類零件，變形尤其嚴(yán)重。其三是SLS成型金屬件時，需將原型重新置于加熱爐中燒除粘結(jié)劑、燒結(jié)金屬粉和滲銅，從而引起工件形狀和尺寸誤差。其四是，制件的表面狀況和力學(xué)性能等方面還不能完全滿足最終產(chǎn)品的要求。01:33-06:56四、教學(xué)反思本微課利用7分鐘的時間介紹了快速成型零