基于Pro/E的快速成型機設計與分析*

陳滿儒，高 博，馬金鋒

(陜西科技大學 設計與藝術學院，陜西 西安 710021)

1 引言

陶瓷零件的快速成型是當下研究的一個熱點。目前適合陶瓷材料快速成型的設備大多需要激光成型，制造成本較高，且設備昂貴，或者對材料的要求較高，很難達到經濟的目的。為了解決以上難題，提出了基于石蠟的層和速凝快速成型技術，并以該技術為基礎，結合陶瓷材料和石蠟的特性，設計出一種更加經濟合理的新型快速成型裝置。

傳統的設計方法，需要根據物理樣機反復安裝調試，設計周期長、成本高，而虛擬樣機技術可解決這一問題。Pro/Engineer是一款基于特征的參數化建模軟件，利用Pro/E建立快速成型機各零部件的三維實體模型，進行整機裝配，縮短研發周期。與有限元分析軟件配合使用，可以對模型進行深入分析，驗證設計的合理性和可靠性，為物理樣機的研制提供依據和參考［1］。

2 新型快速成型機設計

2.1 工作原理

按照層和速凝快速成型技術的要求，需要設計一種能夠快速且簡單的生產陶瓷零件的加工設備，該設備的加工工藝為［2-5］:

(1)鋪料系統在雕刻平臺上鋪一層熔融的石蠟，待凝固后作為雕刻的基板;

(2)計算機控制刻刀在蠟板上刻出制件的截面輪廓，通過吹風裝置將石蠟碎屑吹走;

(3)在鏤空的石蠟基板上鋪一層混有石蠟的陶瓷漿料，刻痕以外的多余陶瓷漿料通過刮板清除;

(4)鋪料平臺通過絲杠在豎直方向向下平移距離0.1～2 mm;

(5)重復步驟1～4，逐層疊加，最后完成實體成型;