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快速成形工艺的合理选择.
快速成形工艺的合理选择
快速成形(以下简称RP)技术是近十年来兴起的 一项新技术,自问世以来,在成形理论、成形 工艺、设备开发及应用技术等方面取得了显著进展。从企业的角度来看,面对全球制造业市场激烈的竞争,为保持其活力就必须不断地进行新产品的开发与研制,而新产品的设计质量的优劣、开发与生产成本的高低,以及投放市场的快慢成为超越竞争对手的关键因素。目前,高度发达的计算机技术和CAD/CAM技术的广泛应用,使得RP技术与企业的新产品开发更加有机地结合在一起。通过RP技术的应用,可将设计者的概念设计快速变成实物样件,有利于快速实现新产品的设计审查、装配验证、功能验证和市场营销,从而大幅度降低新产品的开发研制成本及投资风险,显著缩短新产品的研制周期,确保新产品的上市时间
快速成形基本原理????????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”。????????其工作的基本原理是: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(或者固化一层又一层的液态光敏树脂,或者切割一层又一层的片状材料,或者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。????????RP技术的优越性显而易见?: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。????????多种成形工艺的合理选择????????目前,应用比较广泛的RP?成形工艺有:光敏树脂固化成形工艺(Stereo?Lithography?Apparatus—简称SLA)、激光选区烧结或粉末烧结(Selective?Laser?Sintering—?简称SLS)、叠层制造或切纸成形工艺(Laminated?Object?Manufacture?—?简称LOM)等。RP技术的应用领域很广,机械、汽车、电子信息、家用电器、航空航天、医疗器械、首饰、玩具等行业,都迫切需要RP技术。也可以说,哪里有新产品开发哪里就需要RP技术。但是,这些领域中的产品从大小到结构都迥然各异,大到几米,小到几毫米,有薄壳状的,有实心的,有的结构极为复杂,样件的制造目的不同、制造精度和制造成本的要求也不同,这就需要根据不同的产品结构和制造要求来选择最佳的RP工艺了。????????结论:应根据产品的结构特点和具体要求来选择最佳的RP成形工艺????????应用案例分析????????多种成形工艺可以使客户在成形材料、制件精度、交货期和成本上有更多的选择余地,从而真正体验到RP技术快捷、准确、实用的技术优势,以下通过几个典型结构产品的应用案例进行分析:?????????电子及通讯类产品????????通常电子及通讯类产品尺寸不大,产品外形多为塑料薄壳结构,但对产品的尺寸精度和表面光洁度要求很高,在多数情况下还要作为后续快速制模工艺用的母模,实现样件的小批量快速制造。????????经过三种工艺对比,类似手机或仪表盒大小的壳体,SLA工艺在材料性能、尺寸精度、表面质量和装配效果等方面有明显的优势?;虽然制造成本相对略高,但是由于样件尺寸和重量较小,其绝对制造成本并不高。因此采用SLA工艺制作最为合理,应用效果最佳。????????举例产品:手机,尺寸(mm)104×40×8?(如图1所示)。?
???????样件用途:外形及结构验证,装配验证和样件订货等,要求尺寸精度和表面光洁度高,有装配要求。? ???????最佳工艺:SLA?????????机械、交通类结构部件????????机械、交通类产品通常尺寸较大,对制件的精度和表面质量要求略低,制作原型样件的目的多用于产品的外观、结构以及功能的验证。由于尺寸相对较大,比较注重控制产品的制造成本。????????通过三种工艺的对比,类似进气歧管、发动机气缸体等尺寸较大的壳体零件,?应用SLA和SLS均可实现满意的应用效果;但是由于SLA工艺制造成本较高,故采用SLS工艺制作
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