03 先进制造工艺(复习用).ppt

* 系统建模技术 微结构的有限元和边界分析 CAD/CAM仿真与模拟技术等 2、微系统设计技术 3、微细加工技术 4、微装配工艺 5、微系统测量技术 * 四、微细加工技术 微细加工（Microfabrication）起源于半导体制造工艺，原来指加工尺度约在微米级范围的加工方式。在微机械研究领域中，它是微米级，亚微米级乃至毫微米级微细加工的通称。 制造微机械常采用的微细加工又可以进一步分为微米级微细加工(Micro-fabrication)，亚微米级微细加工(Sub-micro-fabrication)和纳米级微细加工(Nano-fabrication)等。 广义上的微细加工技术，几乎涉及了各种现代特种加工、高能束等加工方式。 * 6 快速原型制造技术 * 一、基本概念 2、快速原型制造技术 1、快速原型技术 快速原型制造（Rapid prototyping Manufacturing，RPM）通常也称为快速成型技术或快速原型技术（Rapid prototyping，RP）。 快速原型技术是一种基于离散/堆积成形思想的新型成形技术，是集成计算机技术、数控技术、激光技术与新材料等新技术而发展起来的先进的产品研究与开发技术。 快速原型制造技术是使用RP技术，由CAD模型直接驱动的快速完成任意复杂形状三维实体零件的技术的总称。 * 快速成形技术与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模制作等制造手段的密切结合，已成为当前模型、模具和零件制造的强有力手段，在航空航天、汽车、家电以及生物制造工程等领域得到了广泛的应用。 手机外壳橡胶模 四缸发动机的蜡模 * 二、快速原型制造的原理和特点 * 从成形的全过程看，快速成形过程可以描述为离散/堆积过程； 离散：从CAD模型中获得点、线、面的几何信息； 堆积：将CAD模型的几何信息与成形参数信息结合,转换为控制成形机工作的NC代码,控制材料有规律地、精确地迭加。 * 二、快速原型制造技术的原理和特点 实现产品的快速制造 RP设备类似于和一台计算机及CAD系统相连的 “三维打印机”，将产品的三维模型可即时“打印”为实体。 通常只需要几小时到几十小时就可以制造出新零件。 与反求工程RE、快速模具制造技术相结合，可构成一个闭环的产品快速开发和制造系统。 * 激光扫描 反求设计 数据采集 三坐标测量 产品原型 三维CAD模型 RP CT扫描 RT 新产品 模型重构 RP、RE、RT结合构成的产品快速开发和制造系统 * 高度柔性 RP成形过程不需任何刀具、工装夹具和模具，可以制造任意复杂形状的三维实体。 产品的制造过程几乎与零件的复杂程度无关。 产品成本与批量基本无关，适合新产品开发试制及单件小批生产 二、快速原型制造技术的原理和特点 技术的高度集成 RP技术是计算机技术、数控技术、激光技术和材料技术的综合体现。 * 设计制造一体化 RP技术有利于实现设计与制造一体化。CAD/CAM集成技术中，CAPP技术一直是实现设计与制造一体化较难克服的一个障碍，RP技术只需二维截面的路径规划，大大降低了工艺设计的难度。 二、快速原型制造技术的原理和特点 能制造任意复杂实体零件，而无须任何工装夹具，可实现自由制造(Free Form Fabrication ，FFF) 材料的广泛性 * 三维光刻法也称光固化法，该名称来自于美国3D-systems公司在1980年推出的名为Stereo Lithography Apparatus（SLA）的快速成型装置的英文缩写。所以通常也简称为SLA法。 1、三维光刻法 SL（Stereo Lithography ） 激光器 零件 光敏树脂 激光束 升降台 Z * 采用紫外光致凝液态光敏树脂（固化）到特定形状； 计算机控制下的紫外激光束对液态树脂逐点扫描，使被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应，形成零件的一个薄层截面。 工作台下降一个层厚，在已固化好的树脂上表面再敷上一层新的液态树脂，并保证上表面位置不变，然后通过激光扫描使本层固化，并要求牢固地粘接在前一层上，该过程一直重复操作到达到b高度。 * 这时可以注意到工作台在垂直方向下降了距离ab。到达b高度后，层片截面尺寸发生了变化，由于出现悬臂部位，此处应添加支撑，该过程重复进行堆积出从高度b到c的圆柱环形截面； 零件制造结束后从工作台上取下，去掉支撑结构，即可获得三维零件； 能达到的最小公差取决于激光的聚焦程度：通常是0.0125mm(0.0005in）。倾斜的表面也可以有很好的表面质量。 * 使用材料——薄片材料，如纸片、塑料薄膜、金属箔材或其它材料箔材。 工艺过程——激光器按照CAD分层模型数据，将纸切割成所制零件的内外轮廓；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，激光束再次切割，整个零件的制作就是