机械制造技术训练（第三版）

作者简介

于兆勤教授，硕士研究生导师。教育部高等学校工程训练教学指导委员会委员、广东省高等学校工程训练教学指导委员会副主任委员，第三届中国机械工业教育协会工程训练教学委员会副主任委员。国家级实验教学示范中心——工程训练中心负责人、《工程训练》省级精品课程负责人，主持广东省科技计划项目1项、广东省产学研重点项目2项、广东省自然科学基金1项，发表论文40余篇。承担省“创新强校”工程、教改项目等多项，获2014年广东省教学成果一等奖2项、二等奖1项。机电学院机器人团队及现代机械团队指导教师，近年来指导本科生在全国挑战杯“挑战杯”决赛、中国机器人大赛暨RoboCup公开赛、全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、全国大学生物联网创新创业大赛、中国教育机器人大赛等国家级比赛中获得奖项四十余项，指导学生授权实用新型专利10余件、申请发明专利5件，指导完成国家级大学生创新训练项目2项，省级大学生创新训练项目5项。

内容简介

15.3 增材制造技术的应用 一、增材制造步骤 增材制造的全过程可以归纳为以下三个步骤： 第一步，前处理。它包括零件的三维实体模型文件的建立、文件的近似处理和切片。 第二步，自由成形。它是增材制造工艺的核心，包括零件截面层的制作与叠加。 第三步，后处理。它是成形后必须进行的修整工作，包括支撑结构与零件的分离、工件的后固化、后法烧结、打磨、抛光、修补和表面强化处理等。 增材制造机只有在接受计算机构造的零件三维模型后才能进行切片处理。建立计算机三维模型有三种方法。第一种方法，在计算机上，用三维 CAD软件，根据零件的要求设计三维模型，或将已有零件的二维三视图转换成三维模型；第二种方法，通过逆向工程建立三维模型，即用光学扫描机对已有工件进行扫描，通过数据重构软件和三维 CAD软件，得到零件的三维模型；第三种方法，根据CT／MBI扫描数据转换为三维模型。 1．用三维CAD软件设计三维模型 　　常用的三维造型软件有Pro／E、UG、Solidworks等，运用这些软件将零件设计成三维实体CAD模型，用三维软件系统将CAD模型转换成增材制造系统所能接受的数据文件格式。大多数采用STL格式文件，STL文件是实体的表面三角化数据文件，是国际上增材制造通用的数据格式。 　　2．STL文件的切片 　　由于增材制造技术采用了离散制造的思想，三维实体的数据信息必须按一定的层厚参数进行分离，我们称之为切片。切片层厚参数的选取对成形的精度和加工效率有直接的关系，层厚太大将使得精度降低，太小则会使得加工时间增长。成形方法对层厚有一定的限制。 　　3．生成层加工轨迹 加工轨迹的生成得到了每一层的图元信息后，必须生成每一层的加工轨迹，控制能量介质或黏结介质的扫描轨迹，以完成一层的加工。 4．逐层堆积成形加工 完成了上述步骤后，根据加工轨迹，选择合适的加工参数，控制成形机成形X、Y方向的扫描运动逐层进行堆积。一层完成以后，下降一个层高度，再堆积新的一层。如此反复进行直至整个零件加工完成。 　　5．后处理 　　根据成形件的用途，对成形件进行相关的后处理。一般而言，后处理工序主要完成如下几种工作。 　　1）提高成形件的精度，如打磨、精整等。 　　2）改善成形件的强度，如高温固化等。 　　3）改善成形件的外观，如喷漆等。 机械制造工程训练课程是工科类本科生进行综合性的工程实践和学习现代制造工艺必需的技术基础课程，其目标是学习工艺知识，增强工程实践能力，提高综合素质，培养创新精神和创新能力，其作用是其他课程无法替代的。本书在编写过程中遵循“实用为主，够用为度”的指导原则，强调知识面的宽度，着重介绍实践操作指导，工艺设备的作用。为适应科学技术的快速发展，减少了传统工程训练的内容，加强了数控加工、特种加工和其他先进制造技术的相关内容。每章附有学习引导，书后附有安全要点。