三、设备误差

3.1 托板 方向运动误差

托板 方向运动误差直接影响堆积过程中层厚精度，最终导致Z方向产生尺寸误差，而托板在垂直面内的运动直线度误差，宏观上产生制件的形状、位置误差，微观上导致粗糙度值增大。因此，托板 方向系统要选用精密导轨、滚珠丝杠、伺服控制系统来提高 方向的运动精度。

3.2 X-Y方向同步带变形误差

X-Y扫描系统采用X-Y二维运动工作台，由步进电机驱动齿形同步带并带动光头运动。在定位时，由于同步带的变形，会影响定位的精度，常用的方法是通过设定位置补偿系数来减小其影响。为了考察其影响结果，我们在AFS快速成型机上加工制件，分别在采用补偿系数和未采用补偿系数两种情况下作了实验。

下表即为采用补偿系数和未采用补偿系数时所测得的制件的实际尺寸值，制件的名义尺寸分别为2，5，10，15，20，25mm，所使用的光斑补偿直径分别为1.0mm和1.1mm。

（注：表中带有+号表明设定了同步带变形补偿值，其中同步带的X方向的补偿系数为1.017，Y方向的补偿系数为1.022。）

将上表中的制件误差用图形表示更加直观，如图3所示，将制件的名义尺寸用水平轴表示，制件的尺寸偏差用垂直轴表示，根据以上实验数据做图如下：

从图3可以看出，在相同光斑补偿直径的情况下，考虑同步带变形补偿系数所得到的制件尺寸精度要高些。在这几种情况下使用1.1mm的光斑补偿直径并设定相应的补偿系数，制件的精度最高。

3.3 X-Y方向扫描运动误差

扫描过程中，X-Y工作台存在以下问题：

(1)运动惯性力的影响 工作台在开始扫描阶段以恒定的加速度 从静止状态提高到设定扫描速度 ；在制动阶段，工作台以- 的加速度降低为静止状态，如图4所示。在一般情况下，工作台能很快地进入扫描状态，以速度 扫描，在临近另一个边缘处，速度逐渐降低为0。工作台在启动和制动阶段，存在一定的惯性，使得工作台在制件边缘部分将超出设计尺寸的范围，导致制件的尺寸有所增加。

(2)工作台振动的影响 成型过程中，扫描机构对制件的截面作往复填充扫描，如图5所示。由于工作台在运动过程中本身具有一个固有频率，当扫描频率接近系统的固有频率时，振动增大，甚至出现共振现象，制件将产生较大的误差。