常用快速成型基本方法简介

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四种常见快速成型技术

四种常见快速成型技术

四种常见快速成型技术第一种常见快速成型技术:数控加工技术。

数控加工技术是一种机器控制加工技术,利用计算机及其相应的程序控制生产设备,进行机械加工,使得一次处理能完成的で一台以上的机器工具构成的加工中心,部件在台面上面固定,四个或以上的自动工具装在滑轨上, 根据电脑程序指定的加工参数,自动更换、安装选择夹具,分别做加工工作,从而完成制件定位、撬开、冲孔、攻丝、开槽、铰榫等复杂加工工作。

数控加工技术主要采用机械加工加工,适用于大批量生产或多种多样零件快速、高效率、低成本加工,且图纸精度高、表面光洁度高等。

第二种常见快速成型技术:熔融塑料成型技术。

熔融塑料成型技术首先将原料加工成模板,然后将模板放入机器中,当原料温度到达要求时,机器自动把原料按照设定的温度、时间及力度压入模具内,形成冷却后的成型物体。

这种技术利用塑料的特性,具有效率高,成型精度高,成型时根据原料的特性可以做出不同的加工处理,并且具有强度大,防水,耐高低温的特点,适用于各种塑料制品的快速成型。

第三种常见快速成型技术:射出成型技术。

射出成型技术指在机械压力下将原料熔融输送到射出模具成型模块中,随后由冷却系统冷却,完成制件的快速成型。

这种技术主要用于金属铸件、塑料件等的制造,具有造件精度高,尺寸稳定性好,表面光洁,强度高,厚度一致,成型快,节省材料等优点。

第四种常见快速成型技术:热压成型技术。

热压成型技术是把金属或塑料原料置于型模具内,用压力和热量同时共同作用,使金属和塑料原料发生塑性变形而成型的一种快速成型技术。

该技术采用型模具可以实现造型精度高、制件造型美观,制造完后制件可以免去热处理步骤;并且利用该技术进行多余的金属屑的再生,形成复合制件,极大的降低了制件的生产成本。

四大快速成型工艺和优缺点

四大快速成型工艺和优缺点
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的粘结在前一层上,如此重复不已,直到整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面,即可取出工 件,进行清洗和表面光洁处理。 光敏树脂选择性固化快速成型技术适合于制作中小形工件,能直接得到塑料产品。主要用于概念模型的原 型制作,或用来做装配检验和工艺规划。它还能代替腊模制作浇铸模具,以及作为金属喷涂模、环氧树脂 模和其他软模的母模,使目前较为成熟的快速原型工艺。 SLA 快速原型技术的优点是: 1、 系统工作稳定。系统一旦开始工作,构建零件的全过程完全自动运行,无需专人看管,直到整个工艺 过程结束。 2、 尺寸精度较高,可确保工件的尺寸精度在 0.1mm 以内。 3、 表面质量较好,工件的最上层表面很光滑,侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平。 4、 系统分辨率较高,因此能构建复杂结构的工件。 SLA 快速原型的技术缺点: 1、 随着时间推移,树脂会吸收空气中的水分,导致软薄部分的弯曲和卷翅。 2、 氦-镉激光管的寿命仅 3000 小时,价格较昂贵。同时需对整个截面进行扫描固化,成型时间较长,因 此制作成本相对较高。 3、 可选择的材料种类有限,必须是光敏树脂。由这类树脂制成的工件在大多数情况下都不能进行耐久性 和热性能试验,且光敏树脂对环境有污染,使皮肤过敏。 4、 需要设计工件的支撑结构,以便确保在成型过程中制作的每一个结构部位都能可靠定位。
粉末材料选择性烧结快速成型工艺适合于产品设计的可视化表现和制作功能测试零件。由于它可采用各种 不同成分的金属粉末进行烧结、进行渗铜等后处理,因而其制成的产品可具有与金属零件相近的机械性能, 故可用于制作 EDM 电极、直接制造金属模以及进行小批量零件生产。 SLS 快速成型技术的优点是:
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1、 与其他工艺相比,能生产最硬的模具。 2、 可以采用多种原料,例如绝大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等。 3、 零件的构建时间短,可达到 1in/h 高度。 4、 无需对零件进行后矫正。 5、 无需设计和构造支撑。 选择性烧结的最大优点是可选用多种材料,适合不同的用途、所制作的原型产品具有较高的硬度,可进行 功能试验。 SLS 快速原型技术缺点是: 1、 在加工前,要花近 2 小时的时间将粉末加热到熔点以下,当零件构建之后,还要花 5-10 小时冷却, 然 后才能将零件从粉末缸中取出。 2、 表面的粗糙度受到粉末颗粒大小及激光点的限制。 3、 零件的表面一般是多孔性的,为了使表面光滑必须进行后处理。 4、 需要对加工室不断充氮气以确保烧结过程的安全性,加工的成本高。 5、 该工艺产生有毒气体,污染环境。

快速成形技术重点知识

快速成形技术重点知识

快速成形重点知识2011.05.031.快速成型的原理:叠加原理。

2.快速成型建立的理论基础:新材料技术、计算机技术、数控技术、激光技术。

3.四种快速成型工艺的比较如下:4.四种成型工艺的介绍。

(1)液态光敏聚合物选择性固化,光固化成型工艺(SLA).①原理:叠加原理。

②成型系统组成及作用:a激光器→产生激光;b液槽→盛放光敏树脂;c刮刀→保证每层厚度均匀,使新的一层树脂迅速、均匀的涂覆在已固化的层上。

④支撑的作用:a支撑原型件的悬臂或中空结构;b使原型件坚固地黏在底座。

⑤成型所用的材料:液态光敏树脂(由齐聚物、光引发剂、稀释剂组成)(2)薄形材料选择性切割,叠加实体成型工艺(LOM)①原理:叠加原理。

②实质:采用激光束和薄层材料生成任意形状三维物体的方法。

③成型系统组成及作用:a激光器→切割作用;b热压辊→给胶提供能量和施加压力;c可升降工作台→控制成形工件的升降。

④成形的原材料:纸和胶。

⑤对纸的要求:a抗湿性好,保证不会因时间过长而吸水,进而保证在热压过程中不会因水分的损失而变形;b良好的浸润性,保证良好的涂胶能力;c抗拉强度好,保证在加工过程不被拉断;d收缩率小,保证在热压过程不会因水分的损失而变形,剥离性好,稳定性好。

⑥对胶的要求:a良好的热熔稳定性;b在反复的热熔-固化条件下,有好的物理和化学稳定性;c熔融状态下对纸有好的涂挂性和黏结性;d与纸具有足够的黏结强度;e良好的废料剥离分离性能。

⑦涂布工艺:包括涂布形状和涂布厚度。

⑧原型的制作过程主要的两个变形是:热变形和湿变形。

⑨成型所用材料:薄形材料(纸、塑料)、粘结剂(胶)、涂布工艺。

(3)丝状材料选择性熔覆,熔融沉积造型(FDM)①原理:叠加原理。

②成型系统:硬件系统、软件系统、供料系统。

其中供料系统主要有主动辊、从动辊和导向套、压板等。

③支撑结构包括水溶性支撑和易剥离性支撑。

④成型所用材料:低熔点的丝状材料。

(4)粉末材料选择性激光烧结(SLS)①原理:叠加原理。

四种常见快速成型技术

四种常见快速成型技术

四种常见快速成型技术FDM丝状材料选择性熔覆(Fus ed Dep osi tion Mod eling)快速原型工艺是一种不依*激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法,简称FDM。

丝状材料选择性熔覆的原理室,加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动。

热塑性丝状材料(如直径为1.78m m的塑料丝)由供丝机构送至喷头,并在喷头中加热和溶化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。

一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层"画出"截面轮廓,如此循环,最终形成三维产品零件。

这种工艺方法同样有多种材料选用,如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。

这种工艺干净,易于操作,不产生垃圾,小型系统可用于办公环境,没有产生毒气和化学污染的危险。

但仍需对整个截面进行扫描涂覆,成型时间长。

适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。

由于甲基丙烯酸ABS(M AB S)材料具有较好的化学稳定性,可采用加码射线消毒,特别适用于医用。

但成型精度相对较低,不适合于制作结构过分复杂的零件。

FD M快速原型技术的优点是:1、操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。

2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。

3、尺寸精度较高,表面质量较好,易于装配。

可快速构建瓶状或中空零件。

4、原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。

5、材料利用率高。

6、可选用多种材料,如可染色的A BS和医用A BS、PC、PP SF等。

FDM快速原型技术的缺点是:1、做小件或精细件时精度不如SLA,最高精度0.127mm。

2、速度较慢。

SL A敏树脂选择性固化是采用立体雕刻(Stereo litho gra phy)原理的一种工艺,简称SLA,也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。

在树脂液槽中盛满液态光敏树脂,它在紫外激光束的照射下会快速固化。

常用快速成型基本方法简介

常用快速成型基本方法简介

1前言快速成型(Rapid Prototyping)是上世纪80年代末及90 年代初发展起来的高新制造技术,是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。

它集成了CA D技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果,是先进制造技术的重要组成部分。

由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加,因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件,极大地提高了生产效率和制造柔性。

与传统制造方法不同,快速成型从零件的CAD几何模型出发,通过软件分层离散和数控成型系统,用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。

通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段相结合,已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段,在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。

2 快速成型的基本原理快速成型技术采用离散/堆积成型原理,根据三维CAD模型,对于不同的工艺要求,按一定厚度进行分层,将三维数字模型变成厚度很薄的二维平面模型。

再将数据进行一定的处理,加入加工参数,产生数控代码,在数控系统控制下以平面加工方式连续加工出每个薄层,并使之粘结而成形。

实际上就是基于“生长”或“添加”材料原理一层一层地离散叠加,从底至顶完成零件的制作过程。

快速成型有很多种工艺方法,但所有的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件,所不同的是每种方法所用的材料不同,制造每一层添加材料的方法不同。

快速成型的基本原理图快速成型的工艺过程原理如下:(1)三维模型的构造:在三维CAD设计软件中获得描述该零件的CAD文件。

一般快速成型支持的文件输出格式为STL模型,即对实体曲面做近似的所谓面型化(Tessellation)处理,是用平面三角形面片近似模型表面。

以简化CAD模型的数据格式。

便于后续的分层处理。

由于它在数据处理上较简单,而且与CAD系统无关,所以很快发展为快速成型制造领域中CAD系统与快速成型机之间数据交换的标准,每个三角面片用四个数据项表示。

快速成型简介

快速成型简介

快速成形简介快速成形方法是基于平面离散/堆积的新颖成形方法。

该方法首先在CAD造型系统中获得一个三维CAD 模型或通过测量仪器测取实体的形状尺寸,转化成CAD模型,将模型数据进行处理,沿某一方向进行平面“分层”离散化,然后通过专用的CAM系统(成形机)将成形材料分层进行加工,并堆积成制件。

该技术已在工业造型、制造、建筑、艺术、医学、航空、航天、考古和影视等领域得到良好应用。

目前常见的快速成形技术有以下四种:1、纸叠层成形:(Laminated Object Manufacturing,LOM),该技术主要材料是纸,因此成本较低,但目前已很少应用,在教学环节中常用。

其工艺原理是根据零件分层几何信息切割箔材和纸等,将所获得的层片粘接成三维实体。

其工艺过程是:首先铺上一层箔材,然后用CO,激光在计算机控制下切出本层轮廓,非零件部分全部切碎以便于去除。

当本层完成后,再铺上一层箔材,用滚子碾压并加热,以固化黏结剂,使新铺上的一层牢固地粘接在已成形体上,再切割该层的轮廓,如此反复直到加工完毕,最后去除切碎部分以得到完整的零件。

该工艺的特点是工作可靠,模型支撑性好,成本低,效率高。

缺点是前、后处理费时费力,且不能制造中空结构件。

2、光固化成形:(Stereolithgraphy Apparatus,SLA),SLA技术又称光固化快速成形技术,其原理是计算机控制激光束对光敏树脂为原料的表面进行逐点扫描,被扫描区域的树脂薄层(约十分之几毫米)产生光聚合反应而固化,形成零件的一个薄层。

工作台下移一个层厚的距离,以便固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂,进行下一层的扫描加工,如此反复,直到整个原型制造完毕。

由于光聚合反应是基于光的作用而不是基于热的作用,故在工作时只需功率较低的激光源。

此外,因为没有热扩散,加上链式反应能够很好地控制,能保证聚合反应不发生在激光点之外,因而加工精度高),表面质量好,原材料的利用率接近100%,能制造形状复杂、精细的零件,效率高。

机械设计中的快速成型技术有哪些

机械设计中的快速成型技术有哪些

机械设计中的快速成型技术有哪些在当今的机械设计领域,快速成型技术正发挥着日益重要的作用。

它为设计师和工程师们提供了一种高效、精确且创新的方法来将概念转化为实际的产品模型。

那么,究竟有哪些常见的快速成型技术呢?首先,我们来谈谈 3D 打印技术。

这是目前应用最为广泛的快速成型技术之一。

它通过逐层堆积材料的方式来构建物体。

常见的 3D 打印材料包括塑料、金属、陶瓷等。

根据不同的技术原理,3D 打印又可以分为熔融沉积成型(FDM)、光固化成型(SLA)、选择性激光烧结(SLS)等多种类型。

熔融沉积成型(FDM)是一种相对简单且成本较低的3D 打印技术。

它将丝状的热塑性材料通过加热喷头挤出,按照预定的路径逐层堆积,形成三维物体。

这种技术适用于制作一些对精度要求不是特别高,但需要快速获得原型的产品,比如简单的机械零件、模型等。

光固化成型(SLA)则利用紫外线激光照射液态光敏树脂,使其逐层固化成型。

由于其能够实现较高的精度和光滑的表面质量,常用于制作具有复杂形状和精细结构的零件,如珠宝模具、医疗器械部件等。

选择性激光烧结(SLS)则适用于打印金属、陶瓷等粉末材料。

激光束按照模型的切片信息有选择地烧结粉末,未被烧结的粉末则起到支撑作用。

这种技术能够制造出具有高强度和良好机械性能的零件。

除了 3D 打印,立体光刻技术(Stereolithography)也是一种重要的快速成型方法。

它使用紫外线激光逐层固化液态光敏树脂,从而构建出三维物体。

与 3D 打印中的光固化成型技术相似,但在精度和细节表现上可能更具优势。

还有一种常见的快速成型技术是分层实体制造(LOM)。

它将薄片材料(如纸、塑料薄膜等)逐层粘结在一起,然后通过激光切割或刀具切割出零件的轮廓。

这种技术的优点是成型速度快,适用于制作大型零件的原型。

数控加工(CNC)虽然不是严格意义上的快速成型技术,但在机械设计中也经常被用于快速制造零件。

通过计算机控制机床对材料进行切削、钻孔、铣削等加工操作,可以获得高精度的零件。

四种典型的快速成型技术的成型原理

四种典型的快速成型技术的成型原理

四种典型的快速成型技术的成型原理一、激光烧结成型原理激光烧结成型(Selective Laser Sintering,简称SLS)是一种快速成型技术,其成型原理是利用激光束对粉末材料进行烧结,逐层堆积形成所需的三维实体。

激光烧结成型的过程主要包括以下几个步骤:首先,利用计算机辅助设计(CAD)软件将待制造的物体进行三维建模,并将模型数据转化为机器能够识别的格式。

然后,将烧结材料粉末均匀地铺在工作台上,使其表面平整。

接下来,利用激光束控制系统,将激光束按照预定的路径和参数扫描在粉末层表面,使其局部熔融烧结。

激光束的能量使粉末颗粒之间发生熔融和烧结,形成一层固体物质。

再次铺上一层新的粉末材料,重复上述步骤,逐层堆积,直至形成整个三维实体。

最后,将成品从未熔融的粉末中清理出来,并进行后续处理,如热处理或表面处理。

激光烧结成型技术具有成型速度快、制作精度高、制造复杂度高等优点。

由于其成型过程中无需使用支撑材料,可以制造出具有复杂内部结构的零件,因此被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。

二、光固化成型原理光固化成型(Stereolithography,简称SLA)是一种常见的快速成型技术,其成型原理是利用紫外线激光束对光固化树脂进行逐层固化,最终形成所需的三维实体。

光固化成型的过程主要包括以下几个步骤:首先,利用计算机辅助设计(CAD)软件将待制造的物体进行三维建模,并将模型数据转化为机器能够识别的格式。

然后,将液态光固化树脂均匀地铺在工作台上。

接下来,利用紫外线激光束扫描器,将激光束按照预定的路径和参数照射在树脂表面,使其局部固化。

激光束的能量使树脂中的光敏物质发生聚合反应,从而使树脂由液态变为固态。

再次涂覆一层新的液态光固化树脂,重复上述步骤,逐层固化,最终形成整个三维实体。

最后,将成品从未固化的树脂中清洗出来,并进行后续处理,如烘干或光刻。

光固化成型技术具有成型速度快、制造精度高、制造复杂度高等优点。

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1前言快速成型(Rapid Prototyping)是上世纪80年代末及90 年代初发展起来的高新制造技术,是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。

它集成了CA D技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果,是先进制造技术的重要组成部分。

由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加,因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件,极大地提高了生产效率和制造柔性。

与传统制造方法不同,快速成型从零件的CAD几何模型出发,通过软件分层离散和数控成型系统,用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。

通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段相结合,已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段,在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。

2 快速成型的基本原理快速成型技术采用离散/堆积成型原理,根据三维CAD模型,对于不同的工艺要求,按一定厚度进行分层,将三维数字模型变成厚度很薄的二维平面模型。

再将数据进行一定的处理,加入加工参数,产生数控代码,在数控系统控制下以平面加工方式连续加工出每个薄层,并使之粘结而成形。

实际上就是基于“生长”或“添加”材料原理一层一层地离散叠加,从底至顶完成零件的制作过程。

快速成型有很多种工艺方法,但所有的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件,所不同的是每种方法所用的材料不同,制造每一层添加材料的方法不同。

快速成型的基本原理图快速成型的工艺过程原理如下:(1)三维模型的构造:在三维CAD设计软件中获得描述该零件的CAD文件。

一般快速成型支持的文件输出格式为STL模型,即对实体曲面做近似的所谓面型化(Tessellation)处理,是用平面三角形面片近似模型表面。

以简化CAD模型的数据格式。

便于后续的分层处理。

由于它在数据处理上较简单,而且与CAD系统无关,所以很快发展为快速成型制造领域中CAD系统与快速成型机之间数据交换的标准,每个三角面片用四个数据项表示。

即三个顶点坐标和一个法向矢量,整个CAD模型就是这样一个矢量的集合。

在一般的软件系统中可以通过调整输出精度控制参数,减小曲面近似处理误差。

如Pre/1E软件是通过选定弦高值(ch-chordheight)作为逼近的精度参数。

(2)三维模型的离散处理:在选定了制作(堆积)方向后,通过专用的分层程序将三维实体模型(一般为STL模型)进行一维离散,即沿制作方向分层切片处理,获取每一薄层片截面轮廓及实体信息。

分层的厚度就是成型时堆积的单层厚度。

由于分层破坏了切片方向CAD模型表面的连续性,不可避免地丢失了模型的一些信息,导致零件尺寸及形状误差的产生。

切片层的厚度直接影响零件的表面粗糙度和整个零件的型面精度,每一层面的轮廓信息都是由一系列交点顺序连成的折线段构成。

所以,分层后所得到的模型轮廓已经是近似的,层与层之间的轮廓信息已经丢失,层厚越大丢失的信息越多,导致在成型过程中产生了型面误差。

综上所述,为提高零件制造精度,在模型面型化处理时,应该选取较小的精度参数;在模型离散化处理时,应该选取较小的切片层厚度。

3 快速成型的工艺方法目前快速成型主要工艺方法及其分类见图1所示。

仅介绍目前较为常用的工艺方法。

3.1 立体光固化成型法(SL, Stereo-Lithography)光固化法(SL)是目前最为成熟和广泛应用的一种快速成型制造工艺(如图2)。

这种工艺以液态光敏树脂为原材料,在计算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截面的轮廓轨迹对液态树脂逐点扫描,使被扫描区的树脂薄层产生光聚合(固化)反应,从而形成零件的一个薄层截面。

完成一个扫描区域的液态光敏树脂固化层后,工作台下降一个层厚,使固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂然后重复扫描、固化,新固化的一层牢固地粘接在一层上,如此反复直至完成整个零件的固化成型。

图2:立体光固化成型法原理图SL工艺的优点是精度较高,一般尺寸精度可控制在0.01mm;表面质量好;原材料利用率接近100%;能制造形状特别复杂、精细的零件;设备市场占有率很高。

缺点是需要设计支撑;可以选择的材料种类有限;制件容易发生翘曲变形;材料价格较昂贵。

该工艺适合比较复杂的中小型零件的制作。

3.2选择性激光烧结法(SLS,Selective Laser Sintering)选择性激光烧结法(SLS)是在工作台上均匀铺上一层很薄(100μ-200μ)的作金属(或金属)粉末,激光束在计算机控制下按照零件分层截面轮廓逐点地进行扫描、烧结,使粉末固化成截面形状(如图3)。

完成一个层面后工作台下降一个层厚,滚动铺粉机构在已烧结的表面再铺上一层粉末进行下一层烧结。

未烧结的粉末保留在原位置起支撑作用,这个过程重复进行直至完成整个零件的扫描、烧结,去掉多余的粉末,再进行打磨、烘干等处理后便获得需要的零件。

用金属粉或陶瓷粉进行直接烧结的工艺正在实验研究阶段,它可以直接制造工程材料的零件。

图3:选择性激光烧结法原理图SLS工艺的优点是原型件机械性能好,强度高;无须设计和构建支撑;可选材料种类多且利用率高(100%)。

缺点是制件表面粗糙,疏松多孔,需要进行后处理;制造成本高。

采用各种不同成分的金属粉末进行烧结,经渗铜等后处理特别适合制作功能测试零件;也可直接制造金属型腔的模具。

采用蜡粉直接烧结适合于小批量比较复杂的中小型零件的熔模铸造生产。

3.3 熔融沉积成型法(FDM,Fused Deposition Modeling)这种工艺是通过将丝状材料如热塑性塑料、蜡或金属的熔丝从加热的喷嘴挤出,按照零件每一层的预定轨迹,以固定的速率进行熔体沉积(如图4)。

每完成一层,工作台下降一个层厚进行迭加沉积新的一层,如此反复最终实现零件的沉积成型。

FDM工艺的关键是保持半流动成型材料的温度刚好在熔点之上(比熔点高1℃左右)。

其每一层片的厚度由挤出丝的的直径决定,通常是0.25~0.50mm。

图4:熔融沉积成型法原理图FDM的优点是材料利用率高;材料成本低;可选材料种类多;工艺简洁。

缺点是精度低;复杂构件不易制造,悬臂件需加支撑;表面质量差。

该工艺适合于产品的概念建模及形状和功能测试,中等复杂程度的中小原型,不适合制造大型零件。

3.4分层实体制造法(LOM, Laminated Object Manufacture)LOM工艺是将单面涂有热溶胶的纸片通过加热辊加热粘接在一起,位于上方的激光切割器按照CAD分层模型所获数据,用激光束将纸切割成所制零件的内外轮廓,然后新的一层纸再叠加在上面,通过热压装置和下面已切割层粘合在一起,激光束再次切割,如此反复逐层切割、粘合、切割……直至整个模型制作完成(如图5)。

图5:分层实体制造法原理图LOM工艺优点是无需设计和构建支撑;只需切割轮廓,无需填充扫描;制件的内应力和翘曲变形小;制造成本低。

缺点是材料利用率低,种类有限;表面质量差;内部废料不易去除,后处理难度大。

该工艺适合于制作大中型、形状简单的实体类原型件,特别适用于直接制作砂型铸造模。

3.5 三维印刷法(3DP,Three Dimensional Printing )三维印刷法是利用喷墨打印头逐点喷射粘合剂来粘结粉末材料的方法制造原型。

3DP的成型过程与SLS相似,只是将SLS中的激光变成喷墨打印机喷射结合剂(如图6)。

图6:三维印刷法原理图该技术制造致密的陶瓷部件具有较大的难度,但在制造多孔的陶瓷部件(如金属陶瓷复合材多孔坯体或陶瓷模具等)方面具有较大的优越性。

4. RP与CNC加工性能比较(见表1)5 存在的问题及发展方向5.1 材料问题目前所使用的成型材料成型后的机械性能还不能满足零件的功能需要,必须经过后处理才能达到使用要求。

采用金属材料和高强度材料直接成型是RPM的一个重要发展方向。

美国Michigan大学的Manzumd采用大功率激光器进行金属熔焊直接成型钢质模具的研究。

5.2成型精度和质量问题目前快速成型制件的精度和表面质量大多不能满足工程使用要求,只能作为概念造型和功能测试的原型使用,必须改进成型工艺和快速成型软件。

美国Stanford大学的Prints采用逐层累加与五坐标数控加工结合的方法,用激光将金属直接烧结成型,可获得与数控加工相近的精度。

5.3应用问题从制造目标来说RPM主要用于:快速概念设计及功能测试原型制造;快速模具原型制造;快速功能零件制造。

但大多数RPM是作为原型件进行新产品开发和功能测试等。

快速直接制模及快速功能零件制造是RPM面临的一个重大技术难题,也是RPM技术发展的一个重要方向。

根据不同的制造目标RPM技术将相对独立发展,更加趋于专业化。

5.4软件问题目前已商品化的软件还不完善,功能单一,通用性差,没有统一的数据接口,不易集成。

数据转换模型缺陷较多,对CAD模型的描述不够精确,从而影响子决速成型的成型梢度和表面质量。

表1:RP与CNC加工性能比较(2)三维模型的离散处理:在选定了制作(堆积)方向后,通过专用的分层程序将三维实体模型(一般为STL模型)进行一维离散,即沿制作方向分层切片处理,获取每一薄层片截面轮廓及实体信息。

分层的厚度就是成型时堆积的单层厚度。

由于分层破坏了切片方向CAD模型表面的连续性,不可避免地丢失了模型的一些信息,导致零件尺寸及形状误差的产生。

切片层的厚度直接影响零件的表面粗糙度和整个零件的型面精度,每一层面的轮廓信息都是由一系列交点顺序连成的折线段构成。

所以,分层后所得到的模型轮廓已经是近似的,层与层之间的轮廓信息已经丢失,层厚越大丢失的信息越多,导致在成型过程中产生了型面误差。

综上所述,为提高零件制造精度,在模型面型化处理时,应该选取较小的精度参数;在模型离散化处理时,应该选取较小的切片层厚度。

同、收回房屋:1.承租人擅自将房屋转租、转让或转借的;租赁期共__年。

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