產(chǎn)品與模具的快速數(shù)字分層制造理論中的軟件系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是以計算機技術(shù)為代表的信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，給傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了新的生機和活力，快速成型技術(shù)便是制造業(yè)技術(shù)全面更新?lián)Q代這一大趨勢中的典型代表，它能有效縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，尤其是滿足單件、小批量個性定制的要求，已經(jīng)成為中小批量乃至單件產(chǎn)品制造的重要生產(chǎn)模式。 本文研究內(nèi)容即為快速成型技術(shù)研究領(lǐng)域的國家自然科學(xué)基金項目：產(chǎn)品與模具的快速數(shù)字分層制造方法中的軟件系統(tǒng)。此快速成型方法大致為：采用薄

2、片材料，如金屬、塑料片材或帶材等進行逐層加工。先采用超聲波焊接方法，實現(xiàn)層與層之間的固體連接，每層焊接完成后，根據(jù)CAD模型切片輪廓數(shù)據(jù)信息，驅(qū)動刀具進行平面加工單層輪廓。之后再堆積加工形成新層，循環(huán)執(zhí)行以上過程，直至完成產(chǎn)品與模具的快速制造。本文重點就此快速成型方法中的軟件系統(tǒng)展開講述，主要包括講述該軟件系統(tǒng)的開發(fā)思想，原理；建立計算機模擬試驗，對此快速成型工藝的參數(shù)進行優(yōu)化，其目標(biāo)是開發(fā)出可應(yīng)用于快速數(shù)字制造的應(yīng)用軟件。 (

3、1)零件與模具的顯示方面本軟件系統(tǒng)讀取STL格式的數(shù)字三維實體信息，將其存儲于優(yōu)化后的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，然后采用OpenGL技術(shù)作為三維實體圖形的引擎來還原三維實體，使用戶較好地在切片前對模型實體進行觀察分析。 (2)實體切片方面實體模型切片是快速成型技術(shù)中的核心技術(shù)，也是本軟件系統(tǒng)的核心內(nèi)容。本文采用先進的分段求交STL數(shù)據(jù)模型切片算法，減少切平面在求交過程中與實體模型三角片的遍歷時間，以便最高效率的執(zhí)行模型切片操作，并繪制單層切片

4、輪廓，最后輸出加工文件。 (3)焊接工藝的有限元分析方面介紹了采用MARC軟件進行有限元分析的基本方法，并將其分析結(jié)果應(yīng)用到了本課題中的超聲波焊接工藝方面，運用分析結(jié)果來優(yōu)化超聲波焊接參數(shù)選取。 此軟件系統(tǒng)從STL文件的數(shù)據(jù)讀入，STL實體模型描述，STL實體模型數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建立，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實體模型切片，實體模型切片輪廓線勾畫，直至加工文件輸出，整個過程均在Ⅵsal C++環(huán)境下編輯，通過調(diào)用OpenGL三維圖形