SLM工艺原理性误差主要包括:STL文件格式转换产生的误差、支撑添加不当产生的误差及分型处理产生的误差。其中STL文件格式转换产生的误差和分型处理产生的误差与SLA等工艺类似,在此不再赘述。本节主要讨论支撑添加不当产生的误差。
在SLM加工前,需要对STL格式的模型进行支撑的添加。添加支撑的目的,一方面是将零件固定在成形基板上,对零件起固定支撑的作用,保证加工过程的稳定性和零件的精确定位,其功能可等同于传统机械加工中的装夹工具;另一方面是防止零件产生翘曲变形,提高零件成形精度。在Magics软件中,有以下支撑类型:块支撑、点支撑、网格支撑、轮廓支撑、线支撑等,如图5-23所示。不同类型的支撑对成形精度有不同的影响,一般情况下,不同的几何结构应选用不同的支撑类型。块支撑适用于面积很大的悬垂下表面;点支撑适用于面积很小的悬垂结构;网格支撑适用于圆形悬垂面;轮廓支撑适用于为不规则悬垂下表面沿轮廓线添加支撑;线支撑适用于细长的悬垂下表面。
表5-2 国内外部分SLM制造设备的特性参数
续表
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图5-23 典型支撑结构示意
(a)块支撑;(b)点支撑;(c)网格支撑;(d)轮廓支撑;(e)线支撑
图5-24 支撑结构组成及参数
支撑结构一般由两部分构成:一是主体部分,二是齿形部分,如图5-24所示。齿形部分与成形件下表面接触,它包括以下参数:齿高、齿顶宽、齿根宽、齿间距。参数设置不当,会带来成形误差。而将与零件接触部分的支撑设计成齿形,是为了降低其与零件黏结的强度,避免去除支撑时对零件下表面的破坏,保证成形件精度。在能保证顺利加工出零件的前提下,对于比较密集的支撑结构,可以将主体部分设计成镂空结构。这样能降低支撑整体强度,方便后处理去除支撑,同时还能节省材料。
在进行支撑添加时,要注意支撑添加的密度。支撑添加得太稀,支撑之间的间距超过了SLM所能成形的最大悬垂跨距,会引起零件翘曲;而且支撑过于稀疏,导致支撑强度不够,可能在加工过程中被拉断,支撑起不到定位支撑的作用,就会影响到成形件的精度。支撑添加得太密,支撑强度过高,会加大后序去除支撑的难度,可能会破坏零件下表面质量,给成形件带来误差。所以,添加支撑时,要控制好密度,保证成形精度。
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