快速成型制造技术素材.ppt

Company LOGO 吴平 1.基本概念 4.主要方法及特点 2.原理 3.一般工艺过程 1.基本概念 快速成型(Rapid Prototyping)技术是近年来发展起来的直接根据CAD模型快速生产样件或零件的成组技术总称，它集成了CAD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。它是在20世纪80年代后期发展起来的，被认为是最近20年来制造领域的一次重大突破，是目前先进制造领域研究的热点之一。 2.快速成型制造技术的原理 快速原型是一种基于离散和堆积原理的制造技术。它将零件的CAD模型按一定方式离散，成为可加工的离散面、离散线和离散点，而后采用物理或化学手段，将这些离散的面、线段和点堆积而形成零件的整体形状。 Example text Example text Example text Example text 3.快速成型的一般工艺过程 （1）三维模型的构造 在三维CAD设计软件（如Pro/E、UG、SolidWorks、SolidEdge等）中获得描述该零件的CAD文件。在三维 CAD设计软件对CAD模型进行面型化处理时, 一般软件系统中有输出精度控制参数，通过控制该参数，可减小曲面近似处理误差。 （2）三维模型的离散处理 通过专用的分层程序将三维实体模型分层（图3-2b） ， 通过一簇平行平面沿制作方向与CAD模型相截,所得到的截面交线就是薄层的轮廓信息,而实体信息 是通过一些判别准则来获取的。 Example text Example text Example text Example text （ 3 ）层截面的制造与累加 在计算机控制下，快速成型系统中的成型头在X-Y平面内自动按截面轮廓进行层制造，得到一层层截面。每层截面成型后，下一层材料被送至已成型的层面上，进行后一层的成型，并与前一层相粘接，从而一层层的截面累加叠合在一起，形成三维零件。 快速成形制造的主要方法 光固法 (SLA) 熔融沉积 法(FDM) 层叠法(LOM) 激光选区烧结法(SLS) 4.主要方法 （1）光固法(SLA) 该技术以光敏树脂为原料 ， 将计算机控制下的紫外激光，以预定零件各分层截面的轮廓为轨迹，对液态树脂逐点扫描，由点到线到面，使被扫描区的树脂薄层产生聚合反应，从而形成零件的一个薄层截面。当一层固化完毕，升降工作台移动一个层片厚度的距离，在原先固化好的树脂表面再覆盖一层新的液态脂以便进行新一层扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上，如此重复直到整个零件原型制造完毕。 特点： 1）SL工艺优点是精度较高; 2）表面质量好，工件的最上层表面很光滑，侧面可能有台阶状不平及不同层面间的曲面不平； 3）原材料的利用率接近100％； 4）能制造形状特别复杂、特别精细的零件； 5）系统分辨率较高，因此能构建复杂结构的工件。 6）系统工作稳定 （2）层叠法(LOM)? 层片叠加制造工艺是将单面涂有热溶胶的箔材涂覆纸涂有粘接剂覆层的纸、涂覆陶瓷箔、金属箔等)通过热辊加热粘接在一起，位于上方的激光器按照 CAD分层模型所获数据， 用激光束将箔材切割成所制零件的内外轮廓， 然后新的1层箔材再叠加在上面， 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，这样反复逐层切割一粘合一切割， 直至整个零件模型制作完成。? 特点： LOM工艺优点是无须设计和构建支撑；激光束只是沿着物体的轮廓扫描，无需填充扫描，成型效率高；成型件的内应力和翘曲变形小；制造成本低。 （3）激光选区烧结法(SLS) ????? 以激光器为能量源，通过红外激光束使塑料、蜡、陶瓷和金属(或复合物) 的粉末材料均匀地烧结在加工平面上。 激光束在计算机的控制下， 通过扫描器以一定的速度和能量密度按分层面的二维数据扫描。激光束扫描之处，粉末烧结成一定厚度的实体片层，未扫描的地方仍然保持松散的粉末状。根据物体截层厚度而升降工作台，铺粉滚筒再次将粉末铺平后，开始新一层的扫描。如此反复，直至扫描完所有层面。去掉多余粉末，经打磨、烘干等处理后获得零件。? ????? 成形时，送料筒上升，铺粉滚筒移动，先在工作平台上铺一层粉末材料，然后激光束在计算机控制下按照截面轮廓对实心部分所在的粉末进行烧结，使粉末熔化继而形成一层固体轮廓。第一层烧结完成后，工作台下降一截面层的高度，再铺上一层粉末，进行下一层的烧结，如此循环，形成三维的原型零件。 　　SLS工艺特别适合制作功能测试零件。可用于直接制造金属模具。 由于该工艺能够直接烧结蜡粉，与熔模铸造工艺相接特别适合进行小批量比较复杂的中小零件的生产