Исследование технологических параметров изготовления пластмассовых образцов с применением лазерной фотополимеризации

• Автор: Бондарь, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Информационный анализ технологий быстрого моделирования
1.1. Современные технологии быстрого моделирования
1.2. Развитие технологий быстрого моделирования в России
1.3. Композиционные материалы на основе олигоэфиракрилатов
Глава 2. Обоснование выбора объектов, методов исследования
лазерной фотополимеризации
2.1. Объекты исследования
2.2. Получение ФПК с металлсодержащими кластерными системами
2.3. Отверждение ФПК с металлсодержащими кластерными системами
2.4. Особенности технологического процесса изготовления
пластмассовых образцов на стереолитографической установке
Г лава 3. Изучение взаимодействия лазерного луча с
фотополимеризующейся композицией
3.1. Математические зависимости лазерной фотополимеризации
3.1.1. Получение лазерной линии-штриха
3.1.2. Определение объемного параболического цилиндра
3.1.3. Определение ширины лазерной линии-штриха
3.2. Метод определения глубины отверждения лазерным лучом
и критической энергии экспонирования
3.2.1. Анализ результатов экспериментов
3.3. Спектральный анализ - метод контроля
лазерной фотополимеризации

Г лава 4. Разработка технологии изготовления пластмассовых образцов
методом лазерной фотополимеризации
4.1. Программное обеспечение лазерной фотополимеризации
4.2. Подготовка компьютерной модели образца
4.2.1. Регенерация и оптимизация компьютерной модели
4.2.2. Разработка технологических переходов
изготовления пластмассовых образцов
4.3. Построение моделей образцов
4.4. Анализ изготовления образцов методом плетения
4.5. Исследование и подбор режимов фотополимеризации
4.6. Диагностические тесты образцов
4.7. Определение погрешностей и изучение влияния технологических параметров на точность изготовления
образцов на стереолитографической установке
4.7.1. Влияние технологических параметров на точность изготовления образцов
4.7.2. Распределение значений измерений по координатам
4.7.3. Определение систематической погрешности
4.7.4. Исследование машинной точности
4.7.5. Исследование точности тестовой детали
Заключение
Список использованной литературы
Приложения
Основные понятия, обозначения и сокращения.
1. ФПК - фотополимеризующаяся композиция;
2. ЛСУ - лабораторная стереолитографическая установка;
3. лл - луч лазер;
4. ЛФП - лазерная фотополимеризация;
5. ФС - фотоинициирующее соединение;
6. ПСО - полимеризационно-способный олигомер;
7. ОКМ-2 - олигокарбонатдиметакрилат;
8. ТГМ-3 — триэтиленгликольдиметакрилат;
9. БМА - бутилдиметакрилат
10. ДМФАФ -2,2-диметокси-2-фенилацетофенон;
11. Ф - поток фотонов;
12. Е - энергия экспонирования;
13. Щ - мощность лазера;
14. Но - плотность фотонов;
15. Ус - - скорость сканирования лазерного луча
16. г - заданная величина опускания технологической платформы
17. IV,, - половина ширины моды (1/е2),
18. Ус - скорость сканирования лазерного луча.
19. К - промежуток между лазерными штрихами
20. Я - радиус зоны излучения,
21. ал -элементарная площадь облучения
22. Екрцт -критическая энергия экспонирования
23. В - диаметр лазерного луча
24. г,*, у* - значение координат, соответствующие критической энергии
25. Гож - глубина опускания технологической платформы
26. Г„„. - глубина отверждения лазерным лучом
27. В - диаметр лазерного луча
28. - ширина лазерной линии-штриха
29. а - толщина слоя.
30. ПО - программное обеспечение

5. емкость из нержавеющей стали с габаритами 300x200x100 мм для фо-тополимеризующейся композиции.
Насадка, на которой установлена силовая головка, через кронштейный механизм крепится 8-ю болтами. В верхней части кронштейна установлена на-верочная плита, регулируемая по уровню регулировочными болтами. На плиту устанавливается емкость с фотополимеризующейся композицией. Съемная технологическая платформа имеет шариковую регулировку для установки её относительно плоскости уровня жидкости.
Основание технологической платформы жестко связано с силовой головкой, высота опускания и поднятия контролируется индикаторами часового типа.
На каждый замкнутый контур слоя генерировалась программа для ЧПУ (в системе КАТРАН) с визуализацией движения лазерного луча на экране монитора.
Послойная информация через компьютер передается в управляющий модуль УЧПУ стереолитографической установки. Управляющий модуль ЛСУ имеет незначительную оперативную память, поэтому управляющая программа была разделена на определенные порции, позволяющие непрерывно подгружать части программы, что обеспечивало непрерывность технологического процесса.
В ходе эксперимента использовались пластмассовые образцы простой геометрической формы с повторяющими элементами высотой 20 мм.
Луч лазера устанавливался в нулевую точку, проводилась корректировка данных на УЧПУ. В ЭВМ загружались "послойные" управляющие программы. Контроль за управлением траектории лазерного луча осуществлялся на УЧПУ стереолитографической установки, которое позволяет регулировать ширину шага и глубину опускания технологической платформы установке по трем координатам. Луч фокусировался кварцевой линзой с фокусным расстояние 75 мм до диаметра 0,2 мм. Прерывание луча лазера проводилось механическим модулятором, который представляет собой устройство, обеспечивающее перекрытие