快速成型
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。
快速成型技术名词解释

快速成型技术名词解释快速成型技术是一项技术,它可以使制造业的工人以更快的速度制造出更加精细的产品。
近年来,快速成型技术受到越来越多的注意,应用于各种行业,被广泛用于产品设计和制造。
快速成型技术是由计算机控制的,可以控制机器运动,形成有规律的加工过程,以此实现零件的快速成型。
它主要分为三类:数控加工,三维打印以及机器视觉技术。
数控加工是一种用计算机控制机器,根据3D模型和CAM程序来制造产品的技术。
这种技术有助于实现快速的成型,准确的加工尺寸,低成本,高效的加工过程。
三维打印是一种通过添加一层又一层的材料,利用计算机模型制造物品的技术。
它的优点是快速、正确,可以在非常短的时间内创建出复杂的模型,可以根据需要自由更改模型,减少加工时间,并有效地提高产品质量。
机器视觉技术是一种通过计算机分析图像来实现三维定位的技术。
它可以把机器与环境中的物体联系起来,使机器能够捕获到物体的形状、尺寸、位置等信息,用于快速成型。
在快速成型技术中,数控加工是一种关键技术。
它可以准确控制和执行加工程序,使零件具有更高的一致性,并可以实现更精细、更复杂的加工。
三维打印可以用于制造一些复杂的零件,它可以更有效地制造零件,并且具有非常快的速度。
机器视觉技术则可以实现对被加工零部件的快速、精确的过程检测,以便快速成型。
总的来说,快速成型技术的应用可以提高制造业的生产效率,减少成本,提升产品质量,为制造业提供了一种新的制造模式。
它不仅可以大大提高制造业的生产效率,还可以增强了制造业运作的灵活性,满足当下客户对于快速交付的需求。
快速成型技术的应用不仅有利于提高产品质量,也实现了资源的有效利用,促进了社会的可持续发展。
在未来,将会有更多的应用程序和新的技术出现,更好地满足客户的需求,使制造业更加先进和可持续。
快速成型( Rapid Prototyping )

成型示意图:
二、熔融挤出成型工艺的工作原理三、FDM机台的具体操作
• 1.开机及初始化 • 2.载入模型及调整 • 3.分层参数设置 • 4.开始加工
STL模型检验和修复
• 校验点数:点数越多,修复的正确率越高, 但时间更长,一般设定为5就足够。
测量和修改
• • • • • 单击鼠标左键——拾取面片 按住CTRL键,单击鼠标左键——拾取边 按住SHIFT键,单击鼠标左键——拾取顶点 表面反向——修复法向错误 删除表面——删除多余表面,将与该面片相连通 的所有面片都删除 • 删除面片——删除该面片 • 隐藏表面——隐藏表面,以便测量或者修改 • 设定为成型方向——以该面片为底平面,重新摆 放三维模型。
分层参数详解
• • • • • • • • • • • • • • • • • 包括三个部分:分层、路径、支撑 层厚:单层厚度。 起点:开始分层的高度,一般应为零 终点:分层结束的高度,一般为模型的最高点 轮廓线宽:层片上轮廓的扫描线宽度,一般为:1.3~1.6倍的喷嘴直径 扫描次数:层片轮廓的扫描次数 填充线宽:层片填充线的宽度。 填充间隔:相邻填充线间隔(n-1)个填充线宽 填充角度:每层填充线的方向,可输入六个值,每层依次循环 填充偏置:每层填充线的偏置数,可输入六个值 水平角度:设定能够进行孔隙填充的表面的最小角度(与水平面的夹角),该值越小, 标准填充的面积越小,若过小,会在表面形成孔隙 表面层数:设定水平表面的填充厚度,n个层厚 支撑角度:设定需要支撑的表面的最大角度(与水平面),角度越大,支撑面越大 支撑线宽:支撑扫描线的宽度 支撑间隔:与填充间隔意义类似 最小面积:需要支撑的表面的最小面积 表面层数:靠近原型的支撑部分,为使原型表面质量较高,需采用标准填充
快速成型技术

其在处理速度上都可以很好的满足需求,而且时间跨度不大,有利于实现产品开发的高速闭环反馈。 其二:集成化,快速成型技术使得设计环节和制造环节达到了很好的统一,我们知道在快速 成型的操作过程中,计算机中
的CAD模型数据会通过软件转化的方式,自动生成数控指令,依据数据的转化实现对于部件的合理加工。由此看来设计和 制造之间的鸿沟不再存在,达到了高度的集约化。 其三:适用性,快速成型技术,适翻分层技术制造工艺,将复杂的三维切成二维来处理,极大的简化了加工流程,在不存 在三维刀具的干涉的前提下,高效的处理好复杂的中空结构。无论是从理论上来讲,还是从实践上来讲,其技术的适用性 可以应对任何的复杂构件制造。 其四:可调整性,快速成型技术,即真正意义上的数字化系统,是制造业中的利器,我们操作员仅仅需要合理设置一下相 关的参数和属性, 就可以有针对性的处理好各种产品的样品制造和小批量生产;而且在此过程中,保证了成型过程的柔韧 性。 其五:自动化,快速成型技术,实现了完全的自动化成型,只要操作人员输入相关的参数,在不需要多少干涉的情况下,实 现整个过程的自动运行。
从技术发展角度看,计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及,为新的制造技 术的产生奠定了技术物质基础。
快速成型技术的工作原理

快速成型技术的工作原理快速成型技术(Rapid Prototyping Technology,RPT),也称为快速制造技术(Rapid Manufacturing Technology,RMT),是指采用计算机辅助设计(CAD)、数控加工(CNC)和分层制造技术(SLM)等手段,快速制作出具有复杂内部结构的三维实物模型或器件的一种先进制造技术。
快速成型技术主要包括三个方面的内容:现代制造方式、CAD技术和快速成型技术。
快速成型技术的工作原理是将设计图或CAD模型转为STL文件,再将STL文件通过计算机化控制系统控制加工设备的动作,并以逐层堆积、覆盖、切割、加压等方式将逐层依次进行制造,直至完成所需产品的加工制造。
其具体工作流程如下:1.设计阶段首先,使用计算机辅助设计(CAD)软件将所需产品的三维模型绘制出来。
CAD绘图是快速成型技术的关键环节,决定了产品的实际制造效果和制造成本,需要使用专业的CAD软件进行设计。
2.模型处理阶段CAD设计完成后,需要进行一系列的模型处理。
主要包括增补模型壳体、提高模型强度、修复模型错误等。
这一阶段的处理对制造成型的质量和效率有直接的影响。
3.数据修复阶段接下来进入数据修复阶段,对CAD绘制过程中的错误进行修复和清理,以确保STL文件的精度和准确性,避免在制造过程中出现数据错乱和失真等问题。
4.切片阶段STL文件经过数据处理后,需要切成非常小的层面,比如0.1mm,这个过程称为切片。
通过这个过程将模型切成多个水平层面形成多个切片。
每层镶嵌在一起就变成了整个模型。
5.加工阶段加工阶段就是将切片依次导入数控加工机中,喷射实现逐层累加和压实,也就是通常所说的“逐层堆叠”过程。
这个过程就是快速成型技术的核心技术。
6.后处理阶段最后的后处理阶段可以将产品进行研磨、喷漆、涂料处理等等。
完成整个产品制造的过程。
总之,快速成型技术极大地缩短了从概念到产品推向市场的时间。
快速成型技术的高效加工和制造过程为设计师提供更好的自由度,可以随意尝试和实验不同的设计方案,以最快的速度推向市场产品。
快速成型

第三节 薄片分层叠加成形
•又称叠层实体制造或分层实体制造 •美国Helisys公司于1986年研制成功,并商品化 •纸片叠层法 •工艺原理 •特点和成型材料 •设备和应用
第四节 熔丝堆积成形
•美国学者Dr. Scott Crump 于1988年研制成功
•美国Stratasys公司推出商广泛的快速成型工艺 •SLS工艺又称为选择性激光烧结,由美国德克萨斯大学奥斯汀分校 的C.R. Dechard于1989年研制成功。SLS工艺是利用粉末状材料成形 的。将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面,并刮平;用高强度的 CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面;材料粉末在高强度的 激光照射下被烧结在一起,得到零件的截面,并与下面已成形的部 分粘接;当一层截面烧结完后,铺上新的一层材料粉末,选择地烧 结下层截面。 •SLS工艺最大的优点在于选材较为广泛,如尼龙、蜡、ABS、树 脂裹覆砂(覆膜砂)、聚碳酸脂(poly carbonates)、金属和陶 瓷粉末等都可以作为烧结对象。粉床上未被烧结部分成为烧结部 分的支撑结构,因而无需考虑支撑系统(硬件和软件)。SLS工 艺与铸造工艺的关系极为密切,如烧结的陶瓷型可作为铸造之型 壳、型芯,蜡型可做蜡模,热塑性材料烧结的模型可做消失模。
分层实体制造(LOM)-没落的快速成型工艺
•LOM工艺称为分层实体制造,由美国Helisys公司的Michael Feygin于1986年研制成功。该公司已推出LOM-1050和LOM-2030 两种型号成形机。LOM工艺采用薄片材料,如纸、塑料薄膜等。 片材表面事先涂覆上一层热熔胶。加工时,热压辊热压片材,使 之与下面已成形的工件粘接;用CO2激光器在刚粘接的新层上切 割出零件截面轮廓和工件外框,并在截面轮廓与外框之间多余的 区域内切割出上下对齐的网格;激光切割完成后,工作台带动已 成形的工件下降,与带状片材(料带)分离;供料机构转动收料轴和 供料轴,带动料带移动,使新层移到加工区域;工作台上升到加 工平面;热压辊热压,工件的层数增加一层,高度增加一个料厚 ;再在新层上切割截面轮廓。如此反复直至零件的所有截面粘接 、切割完,得到分层制造的实体零件。
快速成型技术

b.设计的易达性
• 可以制造任意复杂形状的三维实体模型,快速成型技术不受零件几何 形状的限制,在计算机管理和控制下能够制造出常规加工技术无法实 现的复杂几何形状零件的建模,能充分体现设计细节,尺寸和形状精 度大为提高,零件不需要经一步加工。
c.快速性
• RP技术是一项快速直接地单件零件的技术。可以直接接受产品设计 (CAD)数据,快速制造出新产品的样件、模具或模型,大大缩短新 产品开发周期、降低成本、提高开发质量。
分层实体成型——LOM成ห้องสมุดไป่ตู้工艺
• LOM(Laminated Object Manufacturing)工艺或称为叠层实体 制造,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。
选择性激光烧结成型——SLS成型工艺
SLS(Selective Laser Sintering)工艺,常 采用的材料有金属、陶瓷、ABS塑料等材 料的粉末作为成形材料。其工艺过程是: 先在工作台上铺上一层粉末,在计算机控 制下用激光束有选择地进行烧结(零件的 空心部分不烧结,仍为粉末材料),被烧 结部分便固化在一起构成零件的实心部分。 一层完成后再进行下一层,新一层与其上 一层被牢牢地烧结在一起。全部烧结完成 后,去除多余的粉末,便得到烧结成的零 件。该工艺的特点是材料适应面广,不仅 能制造塑料零件,还能制造陶瓷、金属、 蜡等材料的零件。造型精度高,原型强度 高,所以可用样件进行功能试验或装配模 拟。
第4章 快速成型概述

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4.1.2 快速成型的过程
快速成型基于离散/堆积的思想, 将一个物理实体复杂的三维加工,离散 成一系列二维层片,然后逐点、逐面进行 材料的堆积成型。 是一种降维制造或者 称增材制造技术。
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4.1.2 快速成型的过程
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CAD模型 Z向离散化(分层)
第4章 快速成型技术概述
4.1 快速成型的原理
4.2 快速成型制造工艺的分类
4.2 快速成型技术的应用
4.3 快速成型技术的研究现状及发展趋
势
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4.1 快速成型的原理
4.1.1 快速成型制造的基本概念 4.1.2 快速成型的过程 4.1.3 快速成型技术的特点
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2
5)技术的高度集成。 集成了CAD、CAM、CNC、
激光、材料等技术。与反求工程(RE)、网络技
术等结合,成为产品精选开2021发版课的件 有力工具。
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4.2 快速成型制造工艺的分类
一、按制造工艺所使用的材料的状态、 性能特征分为:
▪ 液态聚合、固化:原材料是液态的,利用光能 或热能使特殊的液态聚合物固化从而形成所需 的形状
数字模型可视化,可以进行设计评价、干涉检验,
甚至某些功能测试,将设计缺陷消灭在初步设计阶
段,减少损失。
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1. 概念模型的可视化、零件的观感评价 2. 结构设计验证与装配效验 3. 性能和功能测试
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应用一: 概念模型的可视化、零件的观感评价
消费品
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快速成型快速成型(RP)技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术,是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。
自该技术问世以来,已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用,并由此产生一个新兴的技术领域。
目录快速原型制造技术,又叫快速成形技术,(简称RP技术);英文:RAPID PROTOTYPING(简称RP技术),或RAPID PROTOTYPING MANUFACTURING,简称RPM。
RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同,成形原理和系统特点也各有不同。
但是,其基本原理都是一样的,那就是"分层制造,逐层叠加",类似于数学上的积分过程。
形象地讲,快速成形系统就像是一台"立体打印机"。
它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下,直接接受产品设计(CAD)数据,快速制造出新产品的样件、模具或模型。
因此,RP 技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。
由传统的"去除法"到今天的"增长法",由有模制造到无模制造,这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。
具体是如何成形出来的呢?形象地比喻:快速成形系统相当于一台"立体打印机"。
它可以在没有任何刀具、模具及工装卡具的情况下,快速直接地实现零件的单件生产。
根据零件的复杂程度,这个过程一般需要1~7天的时间。
换句话说,RP技术是一项快速直接地制造单件零件的技术。
RP系统的基本工作原理RP系统可以根据零件的形状,每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面,然后再把它们逐层粘结起来,就得到了所需制造的立体的零件。
当然,整个过程是在计算机的控制下,由快速成形系统自动完成的。
不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同,系统的工作原理也有所不同,但其基本原理都是一样的,那就是"分层制造、逐层叠加"。
这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。
每个截面数据相当于医学上的一张CT像片;整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。
RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
RP技术的基本原理是:将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据,计算机据此信息控制激光器(或喷嘴)有选择性地烧结一层接一层的粉末材料(或固化一层又一层的液态光敏树脂,或切割一层又一层的片状材料,或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂)形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体,再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体,便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。
自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来,已经有十几种不同的成形系统,其中比较成熟的有UV、SLA、SLS、LOM和FDM等方法。
其成形原理分别介绍如下:SLA(光固化成型法)快速成形系统的原理"Stereo lithography Appearance"的缩写,即立体光固化成型法.用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体.3D Systems 推出的Viper Pro SLA systemSLA 的优势1. 光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺,成熟度高,经过时间的检验.2. 由CAD数字模型直接制成原型,加工速度快,产品生产周期短,无需切削工具与模具.3.可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具.4. 使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本.5. 为实验提供试样,可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核.6. 可联机操作,可远程控制,利于生产的自动化.SLA 的缺憾1. SLA系统造价高昂,使用和维护成本过高.2. SLA系统是要对液体进行操作的精密设备,对工作环境要求苛刻.3. 成型件多为树脂类,强度,刚度,耐热性有限,不利于长时间保存.4. 预处理软件与驱动软件运算量大,与加工效果关联性太高.5. 软件系统操作复杂,入门困难;使用的文件格式不为广大设计人员熟悉.6. 立体光固化成型技术被单一公司所垄断.SLA 的发展趋势与前景立体光固化成型法的的发展趋势是高速化,节能环保与微型化.不断提高的加工精度使之有最先可能在生物,医药,微电子等领域大有作为.SLS(激光选区烧结法)快速成形系统的原理选择性激光烧结(以下简称SLS)技术最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Carl ckard于1989年在其硕士论文中提出的。
后美国DTM公司于1992年推出了该工艺的商业化生产设备Sinter Sation。
几十年来,奥斯汀分校和DTM公司在SLS领域做了大量的研究工作,在设备研制和工艺、材料开发上取得了丰硕成果。
德国的EOS公司在这一领域也做了很多研究工作,并开发了相应的系列成型设备。
国内也有多家单位进行SLS的相关研究工作,如华中科技大学、南京航空航天大学、西北工业大学、中北大学和北京隆源自动成型有限公司等,也取得了许多重大成果,如南京航空航天大学研制的RAP-I型激光烧结快速成型系统、北京隆源自动成型有限公司开发的AFS一300激光快速成型的商品化设备。
选择性激光烧结是采用激光有选择地分层烧结固体粉末,并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。
其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。
SLS技术的快速成型系统工作原理见图1。
整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成,工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升,由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层,计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹,有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。
粉末完成一层后,工作活塞下降一个层厚,铺粉系统铺上新粉.控制激光束再扫描烧结新层。
如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。
最后,将未烧结的粉末回收到粉末缸中,并取出成型件。
对于金属粉末激光烧结,在烧结之前,整个工作台被加热至一定温度,可减少成型中的热变形,并利于层与层之间的结合。
与其它快速成型(RP)方法相比,5LS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。
从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。
目前,可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。
由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,所以SLS的应用越来越广泛。
SLS技术的金属粉末烧结方法3.1金属粉末和粘结剂混合烧结首先将金属粉末和某种粘结剂按一定比例混合均匀,用激光束对混合粉末进行选择性扫描,激光的作用使混合粉末中的粘结剂熔化并将金属粉末粘结在一起,形成金属零件的坯体。
再将金属零件坯体进行适当的后处理,如进行二次烧结来进一步提高金属零件的强度和其它力学性能。
这种工艺方法较为成熟,已经能够制造出金属零件,并在实际中得到使用。
南京航空航天大学用金属粉末作基体材料(铁粉),加人适量的枯结剂,烧结成形得到原型件,然后进行后续处理,包括烧失粘结剂、高温焙烧、金属熔渗(如渗铜)等工序,最终制造出电火花加工电极(见图2)。
并用此电极在电火花机床上加工出三维模具型腔(见图3)。
3.2金属粉末激光烧结激光直接烧结金属粉末制造零件工艺还不十分成熟,目前研究较多的是两种金属粉末混合烧结,其中一种熔点较低,另一种较高。
激光烧结将低熔点的粉末熔化,熔化的金属将高熔点金属粉末粘结在一起。
由于烧结好的零件强度较低,需要经过后处理才能达到较高的强度。
美国Texas大学Austin分校进行了没有聚合物粘结剂的金属粉末如CuSn NiSn青铜镍粉复合粉末的SLS成形研究,并成功地制造出金属零件。
近年来,他们对单一金属粉末激光烧结成形进行了研究,成功地制造了用于F1战斗机和AIM9导弹的工NCONEL625超合金和Ti6A 14合金的金属零件。
美国航空材料公司已成功研究开发了先进的钦合金构件的激光快速成形技术。
目前,中国科学院金属所和西北工业大学等单位正致力于高熔点金属的激光快速成形研究,南京航空航天大学也在这方面进行了研究,用Ni基合金混铜粉进行烧结成形的试验,成功地制造出具有较大角度的倒锥形状的金属零件(见图4)。
3.3金属粉末压坯烧结金属粉末压坯烧结是将高低熔点的两种金属粉末预压成薄片坯料,用适当的工艺参数进行激光烧结,低熔点的金属熔化,流人到高熔点的颗粒孔隙之间,使得高熔点的粉末颗粒重新排列,得到致密度很高的试样。
吉林大学郭作兴等用此方法对FeCu,Fe C等合金进行试验研究,发现压坯激光烧结具有与常规烧结完全不同的致密化现象,激光烧结后的组织随冷却方式而异,空冷得到细珠光体,淬火后得到马氏体和粒状。
4 SLS技术金属粉末成型存在的问题SLS技术是非常年轻的一个制造领域,在许多方面还不够完善,如目前制造的三维零件普遍存在强度不高、精度较低及表面质量较差等问题。
SLS工艺过程中涉及到很多参数(如材料的物理与化学性质、激光参数和烧结工艺参数等),这些参数影响着烧结过程、成型精度和质量。
零件在成型过程中,由于各种材料因素、工艺因素等的影响,会使烧结件产生各种冶金缺陷(如裂纹、变形、气孔、组织不均匀等)。
4.1粉末材料的影响粉末材料的物理特性,如粉末粒度、密度、热膨胀系数以及流动性等对零件中缺陷形成具有重要的影响。
粉末粒度和密度不仅影响成型件中缺陷的形成,还对成型件的精度和粗糙度有着显著的影响。
粉末的膨胀和凝固机制对烧结过程的影响可导致成型件孔隙增加和抗拉强度降低。
4.2工艺参数的影响激光和烧结工艺参数,如激光功率、扫描速度和方向及间距、烧结温度、烧结时间以及层厚度等对层与层之间的粘接、烧结体的收缩变形、翘曲变形甚至开裂都会产生影响。
上述各种参数在成型过程中往往是相互影响的,如Yong Ak Song等研究表明降低扫描速度和扫描间距或增大激光功率可减小表面粗糙度,但扫描间距的减小会导致翘曲趋向增大。
因此,在进行最优化设计时就需要从总体上考虑各参数的优化,以得到对成型件质量的改善最为有效的参数组。
目前制造出来的零件普遍存在着致密度、强度及精度较低、机械性能和热学性能不能满足使用要求等一些问题。