熔融沉积快速成型FDM-1.ppt

4.1.2 控制系统 由控制柜与电源柜组成，用来控制喷头的运动以及成形室的温度。 4.2 软件系统 软件系统由几何建模和信息处理组成。 4.2.1 几何建模 几何建模单元是设计人员借助三维软件，如Pro/E，UG等，来完成实体模型的构造，并以STL格式输出模型的几何信息。 4.2.2 信息处理 信息处理单元主要完成STL文件处理、截面层文件生成、填充计算，数控代码生成和对成形系统的控制。 如果根据STL文件判断出成形过程需要支撑的话，先由计算机设计出支撑结构并生成支撑，然后对STL格式文件分层切片，最后根据每一层的填充路径，将信息输给成形系统完成模型的成形。 4.3 供料系统 由马达驱动橡胶辊子，从而将丝料送入成形喷头。 五 FDM的成型材料 FDM工艺对成形材料的要求是熔融温度低、粘度低、粘结性好、收缩率小。影响材料挤出过程的主要因素是粘度。材料的粘度低、流动性好，阻力就小，有助于材料顺利的挤出。材料的流动性差，需要很大的送丝压力才能挤出，会增加喷头的启停响应时间，从而影响成形精度。 5.1 成型材料特点 5.2 主要材料 主要为丝状热塑性材料，常用的有石蜡、塑料、尼龙丝等低熔点材料和低熔点金属、陶瓷等的线材或丝材。在熔丝线材方面，主要材料是ABS、人造橡胶、铸蜡和聚酯热塑性塑料。 目前用于FDM的材料主要是美国Stratasys公司的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物细丝（ABS P400）、甲基丙酸烯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物细丝（ABSi P500，医用）、消失模铸造蜡丝（ICW06 wax）、塑胶丝（Elastomer E20）。 六 FDM快速成型技术的支撑 设计支撑的原因：FDM成形中，每一个层片都是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。随着高度的增加，层片轮廓的面积和形状都会发生变化，当形状发生较大的变化时，上层轮廓就不能给当前层提供充分的定位和支撑作用，这就需要设计一些辅助结构－“支撑”，以保证成形过程的顺利实现。 FDM技术提供两种类型的支撑： 1. WaterWorks(水溶性支撑): 可以分解于碱性水溶剂的可溶解性支撑结构。 2.Break Away Support Structure (BASS) (易剥离性支撑): 水溶性支撑的前身，由手工将支撑从工件表面剥离以移除。 水溶性支撑因为可以不用考虑机械式的移除，所以可以接近于细小的特征，因而用的更广泛。 七 成型过程影响因素分析 1.材料性能的影响 2.喷头温度和成型室温度的影响 3.挤出速度的影响 4.填充速度与挤出速度交互的影响 5.分层厚度的影响 6.成型时间的影响 7.扫描方式的影响 八 气压式熔融沉积快速成型系统 气压式熔融沉积快速成型系统（Airpressure Jet Solidification,AJS）的工作原理如图示： 8.1 工作原理 气压式熔融沉积快速成形系统的工作原理 被加热到一定温度的低黏性材料（该材料可由不同相组成，如粉末-粘结剂的混合物），通过空气压缩机提供的压力由喷头挤出，涂覆在工作平台或前一沉积层之上。喷头按当前层面几何形状进行扫描堆积，实现逐层凝固。工作台由计算机系统控制X,Y,Z三维运动，可逐层制造三维实体和直接制造空间曲面。 AJS系统主要由控制、加热与冷却、挤压、喷头机构、可升降工作台及支架机构6部分组成。其中控制用计算机配置有CAD模型切片软件和加支撑软件，对三维模型进行切片和诊断，并在零件的高度方向，模拟显示出每隔一定时间的一系列横截面的轮廓，加支撑软件对零件进行自动加支撑处理。数据处理完毕后，混合均匀的材料按一定比例人工送入加热室。加热室由电阻丝加热，经热电阻测温并由温度控制器使其温度恒定，使材料处于良好的熔融挤压状态，后经压力传感器测压后进行挤压，制造原型零件。控制系统能使整个AJS系统实现自动控制，其中包括气路的通断、喷头的喷射速度以及喷射量与原型零件整体制造速度的匹配等。 8.2 气压式熔融沉积快速成型系统特点 1）成型材料广泛 2）设备成本低 3）无污染 8.2.1 优点 8.2.2缺点 1）由于喷嘴孔径较小，对于成型材料的粘度、包含杂质的颗粒度等的要求都很严格 2）由于可成型零件的最小圆角取决于出丝直径和控制技术，成型时不能成型很尖锐的拐点，成型过程中，在每一层的开始与结束点的结合处会出现熔接痕，整个零件上会出现接缝 8.2.3 对传统FDM不同之处 1）FDM工艺一般采用低熔点丝状材料，如蜡丝或ABS塑料丝，如果采用高熔点的热塑性复合材料，或对于一些不容易加工成丝材的材料，如EVA材料等，就会相当困难。该系统无需再采用专门的挤压成丝设备来制造丝材，工作