導(dǎo)語(yǔ)：零件制造精度及質(zhì)量控制研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，其在進(jìn)行零件加工時(shí)所選擇的材料、成形質(zhì)量以及成形效率等成為人們關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，究其原因主要是零件加工的質(zhì)量在很大程度上直接決定著整個(gè)設(shè)備運(yùn)行狀況，因此本文在進(jìn)行研究中通過(guò)對(duì)3D打印工藝的原理進(jìn)行分析，研究產(chǎn)生精度誤差的原因，從而提出有效的策略保證其制造精度和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；零件制造；質(zhì)量控制

13D打印技術(shù)原理

3D打印技術(shù)其主要是依據(jù)計(jì)算機(jī)上所生成的三維模型為基礎(chǔ)，然后利用軟件的作用將三維的模型進(jìn)行離散，從而分解為若干個(gè)層平面切片，接著在數(shù)控成型系統(tǒng)的作用下將一些金屬、陶瓷等材料以粉末狀的形式進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，最終形成所要生產(chǎn)產(chǎn)品的疊加成型。3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造業(yè)所采用的“減材料制造技術(shù)”相反，其在進(jìn)行零件加工時(shí)采用的是“逐層疊加”的原則，也可以稱為“加材料制造技術(shù)”。3D技術(shù)的使用能夠在本大程度上減少材料的浪費(fèi)，從而降低零件生產(chǎn)的成本，提高材料的利用效率，縮短加工周期。就目前來(lái)說(shuō)3D打印技術(shù)主要包括SLA（光固化法）、FDM（熔融沉積法）、SLS（立體光刻法）、3DP（噴墨沉積法）、LOM（分層實(shí)體制造法）等。

23D打印零件誤差分析

（1）前期數(shù)據(jù)處理誤差。在切片前的預(yù)處理階段中需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換，而在該階段中數(shù)據(jù)的格式起著關(guān)鍵性的作用，直接決定著數(shù)據(jù)處理的效率。一般在該階段中主要采用的是STL格式，其主要是由多個(gè)不同的三角形面片定義組成，而其中每一個(gè)不同的三角形面片主要是對(duì)三角形定點(diǎn)的三維坐標(biāo)以及在切片時(shí)面片的法矢量等進(jìn)行定義，三角形數(shù)量的多少直接決定了在切片是的近似逼近精度。三角形的數(shù)量越多，表示三角網(wǎng)格越小，精度就越高，數(shù)據(jù)丟失率就越高，打印出來(lái)的效果也就越多，但是這樣數(shù)據(jù)丟失率越高會(huì)導(dǎo)致后期處理困難，因此為了有效的克服此現(xiàn)象可以利用CAD實(shí)體模型的方式進(jìn)行直接切片，這樣可以消除由于STL格式問(wèn)題對(duì)精度產(chǎn)生的影響。除此之外，在進(jìn)行成型切片的過(guò)程中由于其算法的不同也會(huì)影響到切片成型的速度以及后期的效果。這是因?yàn)樵谇衅瑫r(shí)由于算法的原因會(huì)出現(xiàn)冗余的現(xiàn)象，導(dǎo)致模型輪廓不清，這樣就會(huì)導(dǎo)致成型模型與理論值之間有一定的差距。（2）模型分層。從工藝原理分析可以了解到3D打印采用的是逐層疊加原理，但是在逐層疊加的過(guò)程中由于各種因素的影響會(huì)產(chǎn)生“臺(tái)階效應(yīng)”。尤其是在一些曲面變化率較大的模型中進(jìn)行加工制造時(shí)所產(chǎn)生的“臺(tái)階效應(yīng)”更為明顯。在具體的加工時(shí)，首先確定模型所選擇的分層方向，然后層層利用STL文件格式對(duì)整個(gè)模型進(jìn)行切割分層，這就可以可以得到每一個(gè)截面之間的輪廓信息，還能夠確定每一層的厚度，但是這樣在進(jìn)行切割時(shí)由于數(shù)據(jù)之間的丟失，層與層之間就會(huì)出現(xiàn)一定的斷層，最終影響到零件模型成型的精度。對(duì)于3D打印技術(shù)來(lái)說(shuō)其分層的原理不同，選擇的分層方向不同，就會(huì)影響到最后的成型效果，因此要合理的選擇分層數(shù)據(jù)。（3）機(jī)器誤差。對(duì)于3D打印機(jī)來(lái)說(shuō)其本身的配置等也會(huì)會(huì)材料的成型產(chǎn)生一定的影響，從而產(chǎn)生機(jī)器誤差。而機(jī)器中配置設(shè)備的要求越多，所產(chǎn)生的誤差也就越小，這樣所成型的模型精度也就越精確，因此在進(jìn)行零件制造時(shí)需要綜合考慮設(shè)備的機(jī)器誤差。（4）材料誤差。在3D打印中所選用的材料有金屬、陶瓷等多種不同的原材料，這樣由于材料的不同，在具體的成型過(guò)程中所處的溫度環(huán)境等的影響也就不同，這樣導(dǎo)致所成型的效果、制造的時(shí)間也不相同，因此保證材料的性能、加工環(huán)境是提高整個(gè)零件精度的根本途徑之一。

3提高零件質(zhì)量控制方式及精度誤差策略

在3D打印工藝中最為注重的兩個(gè)問(wèn)題就是所加工零件質(zhì)量精度以及生產(chǎn)的效率。為了有效的減少零件在加工時(shí)所產(chǎn)生的精度誤差，就需要在進(jìn)行加工時(shí)正確選擇模型擺放的方向，這樣才能夠在保證質(zhì)量的前提下，盡可能提升零件加工效率。從所加工零件的表面來(lái)說(shuō)，在確定了模型制作的方向之后其還有可能存在一定的懸空區(qū)，在對(duì)該區(qū)域進(jìn)行加工時(shí)，就需要充分的考慮到形變等問(wèn)題，究其原因主要是由于所選擇的材料本身就具有一定的收縮性，而且在懸空區(qū)域內(nèi)其制作方向也會(huì)影響到變形的效果，在懸空區(qū)加工時(shí)，這些因素都會(huì)導(dǎo)致分層厚度不一致，進(jìn)而導(dǎo)致成型之后在表面上具有臺(tái)階差，最終影響成型模型的效果。在具體的實(shí)踐操作過(guò)程中為了有效的緩解模型表面的臺(tái)階差，可以將連續(xù)制作的兩層進(jìn)行粘結(jié)，這樣可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整該層厚度，最終達(dá)到減小或者是避免誤差出現(xiàn)的目的。從生產(chǎn)的效率上進(jìn)行分析，其主要取決于零件在進(jìn)行加工制作時(shí)的時(shí)間。而制作時(shí)間又與零件制作的方向以及在制作過(guò)程中所選擇的工藝參數(shù)等具有非常緊密的聯(lián)系，因此在進(jìn)行零件模型制作時(shí)要想很好的提高零件生產(chǎn)效率，蒜段生產(chǎn)周期，就需要對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行合理的優(yōu)化，具體來(lái)說(shuō)可以從以下幾方面進(jìn)行著手：（1）減少臺(tái)階現(xiàn)象的出現(xiàn)。在進(jìn)行加工時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些懸空區(qū)，這樣如果加工工藝參數(shù)設(shè)置不合理就有可能導(dǎo)致模型產(chǎn)生斜面，從而出現(xiàn)臺(tái)階效應(yīng)。適當(dāng)?shù)恼{(diào)整分層厚度可以有效緩解此類現(xiàn)象；（2）減少打印支撐。在完成零件加工工藝方向之后，進(jìn)行打印時(shí)還需要對(duì)所設(shè)計(jì)模型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，減少其在結(jié)構(gòu)上的懸臂，這樣可以減少打印支撐；（3）縮短打印時(shí)間。通過(guò)減少設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的懸臂結(jié)構(gòu)，可以有效減少打印支撐，這樣可以在很大程度上縮短打印時(shí)間，同時(shí)還需要對(duì)所加工零件的尺寸進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，這樣也可以縮短打印所消耗的時(shí)間。

4結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際模型成型過(guò)程中影響3D打印效果的因素有很多，其中參數(shù)是最為明顯的一個(gè)因素，合理優(yōu)化參數(shù)是提高零件精度和質(zhì)量控制最為主要的一個(gè)方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]扈恩同.3D打印技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用研究[J].世界有色金屬,2018(01).

[2]申偉,張利軍.3D打印技術(shù)在零件加工中的應(yīng)用[J].金屬加工:冷加工,2017(17):22-23.

[3]楊德建,劉仁洪.大型復(fù)雜金屬零件3D打印技術(shù)及研究進(jìn)展[J].兵工自動(dòng)化,2017,36(02):8-12.

[4]吳興歡.3D打印系統(tǒng)中模型放置優(yōu)化方法研究[D].西安科技大學(xué),2017.

作者:孫振軍 單位:呂梁職業(yè)技術(shù)學(xué)院