快速原型制造技术在医用环切圈设计制造中的应用.docVIP

快速原型制造技术在医用环切圈设计制造中的应用 陈峰 （武汉职业技术学院机械系，国家数控培训基地 湖北武汉 430074 ） 摘要：在介绍快速原型制造（RPM）的基本原理、形成及发展概况基础上，重点介绍其典型成型工艺方法：选择性激光烧结（SLS）。并以医用环切圈为例，分析了运用SLS工艺加工样品的流程，并指出了网络化、标准化是该项技术今后的发展方向。 关键字：快速原型制造（RPM）；选择性激光烧结（SLS）；环切圈；制造； 中图分类号：TG76 文献标识码：A Design and Manufacture of Excision Circle Based on RPM Chen Feng (Department of Mechanical Engineering ,Wuhan Institute of Technology, National Numerical Control Training Base Wuhan 430074 China) Abstract：Welaborated the principle, formation, development of RPM(Rapid Prototyping and Manufacturing). The typical method of processing craft－Selective Laser Sintering(SLS) was key introduced. Take excision circle as the example, we introduced the process of making sample used the method of SLS. Also pointed out the network and the Standardization will be the development direction of RPM in the future. key words：Rapid Prototyping and Manufacturing(RPM);Selective Laser Sintering (SLS); ; Manufacture; 快速原型制造技术（RPM, Rapid Prototyping and Manufacturing）是随着 CAD/CAM技术、计算机数控技术、激光技术、材料科学与工程技术的发展而出现并发展的[1]，而今它已同信息技术、虚拟技术一起成为实施产品设计技术和工艺过程技术集成创新的前所未有的理想工具。在制造业中， 各类零件的传统生产方法有成形法（Forming） 和材料去除法（Material Removing）两大类。但在20世纪80年代末期， 有人提出利用CAD中 STL文件格式的3D数据将实体模型 （Solid Model）“分层割剖”, 得到模型各分层面的二维数据从而诞生了一种 全 新 的 零 件 生 产 方 法——材 料 堆 积 法 （Material Increase Manufacturing）， 是在美国等工业发达国家迅速发展起来一种先进的快速成型制造技术[2]。 １、CAD模型进行近似处理 用美国 3D Systems公司开发的STL文件格式进行数据转换， 将三维实体表面用一系列相连的小三角形逼近， 得到STL格式的三维近似模型文件[5-6]（图1）。 投稿日期：2008－3－12 湖北省精品课程建设资助项目 作者简介：陈峰（1976－ ），男，上海市人，讲师，主要从事计算机辅助制造、自动控制方面的教学及科研工作 图1：圆的三角形逼近 (3) 对 STL文件进行切片处理 切片的目的是将模型以片层的方式来描述， 片层的厚度通常在 50～500μｍ 之间， 无论零件多么复杂， 对每一层来说却是很简单的平面矢量扫描组（图2）， 轮廓线（Contour）代表了片层的边界。 (4) 逐一制造每一层 用快速成型机制作每一层， 自下而上层层叠加就成为三维实体。其成型过程如图3所示: 图2： 切片处理过程 图3：快速成型技术原理图 2、、 图9：环切圈产品示意图 图10：环切圈装配示意图 (2) 在进行快速成型制造之前，先要对3D实体模型进行三角网格划分，生成STL文件。STL文件的主要优势在于表达简单清晰,文件中只包含相互衔接的三角形片面节点坐标及其外法向量,属于“中性”文件。STL类型的零件已经不是实体零件了,STL数据格式的实质是用许多细小的空间三角形面来逼近还原CAD实体模型,这类似于实体数据模型的表面有限元网格划分