rp快速成综合实验.doc

材料成型综合实验报告 学院： 材料工程学院 姓名： XXX 班级： 0531102 学号： XX 指导老师： 刘淑梅 徐纪平 试验日期： 2013 年 12 月 23-28 日 实验一 快速成形（RP）技术3D印刷产品原形制造 一、实验目的 为了让我们熟悉掌握利用3D印刷快速成形技术制造产品原形的方法并制作一件产品原形。了解这项技术的应用领域。了解3D印刷或FDM快速成形机基本结构及操作原理；了解快速成形技术在模具设计与制造中的应用。 三、实验原理 本次试验采用的是FDM（Fused Deposition Manufacturing ）及3D印刷快速成形制造技术。 材料包括聚酯、ABS、人造橡胶、熔模制造用蜡和聚酯热塑性塑料等 FDM（Fused Deposition Manufacturing ）工艺又称为熔融沉积成型制造，熔融沉积成型的工作原理是将热熔性材料（ABS、蜡）通过加热器熔化，材料先抽成丝状，通过送丝机构送进热熔喷头，在喷头内被加热融化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将半液动状态的材料按CAD分层数据控制的路径挤出并趁机在制定的位置凝固成形。并与周围的材料粘结，层层堆积成型，熔融挤压成形工艺比较适合于家用电器、办公用品以及模具行业新产品开发，以及用于假肢、医学、医疗、大地测量、考古等基于数字成像技术的三维实体模型制造。该技术无需激光系统，因而价格低廉，运行费用很低且可靠性高。 目前在汽车、家电、电动工具、医疗、机械加工、精密铸造、工艺品制作以及儿童玩具等行业，以及在以下几个方面祈祷了重要作用。 1. 产品样本、设计评审、性能测试及装配实验。用户分局快速制造的成型对设计方案进行评审，进行模拟性能测试和模拟装配实验，然后评估生产的可能性，最后将改进信息提供给设计人员，以便以后的修改和优化。 2. 将FDM技术和传统的模具制造技术结合在一起，快速模具制造技术可以缩短模具的开发周期，提高生产效率。 3. 在生物医学领域，根据扫描得到的人体分层截面数据，制造处人体局部组织或器官的模型，可以用于临床医学辅助诊断复杂手术方案的确定，即制造解剖学体外模型（体外模型）；也可以制造组织工程细胞载体支架结构（人体器官），即作为生物制造工程中的一项关键技术。 4. 在微型机械方面，采用某些工艺加工方法，如光固化方法，快速成型制造技术可以用于微型机械的制造和装配。 5. 在其他领域，如快速成型技术还可以用于复制文物，制作工艺品的设计原型，展览模型等 FDM成型特点： 1. 标准的工程热塑性塑料，如ABS可以用来生成结构功能的模型 2. 可以使用两种材料。可选栅格结构充当填空 3. 加热后的热塑性塑料细丝将挤牙膏一样从喷嘴中挤出 4. 热塑性塑料到达较低温度的工作环境平面后迅速冷却固化 5. 近年来发展迅速，广受用户的青睐 FDM的优点： 1. 制造系统可用于办公环境，没有毒气或化学物质的危险 2. 工艺干净、简单、易于操作且不产生垃圾 3. 可快速构建瓶状或中空零件 4. 原材料以卷轴线的形式停工，易于搬运和快速更换 5. 原材料费用低 6. 可选用多种材料。如可染色的ABS和医用ABS，浇铸用蜡和人造橡胶。 FDM的适用范围：适合于产品设计的概念建模以及产品的功能测试，由于甲基丙烯酸ABS（MOBS）材料具有很好的化学稳定性，可采用伽玛射线消毒，特别适用于医用。但成形精度相对较低，不适合于制作结构过分复杂的零件。适用于三维打印，在产品设计评估与校审方面有一定应用。 适用于三维打印方面： 1. 不使用激光。维护简单，成本低；价格是成型工艺是否于三维打印的一个重要因素。多用于概念设计的三维打印机对原型精度和物理化学特性要求不高。便宜的价格是其能否推广开来的决定性因素。 2. 塑材丝材清洁。更换容易；与其他使用粉末和液态材料的工艺相比，丝材更加清洁，易于更换、保存 3. 后处理简单：仅需要几分钟到一刻钟的时间，剥离支撑后原型即可使用。而现在应用较多的SL、SLS、3DP等工艺均存在清理参与液体和粉末的步骤，并且进行后固化处理。需要额外的辅助设备。这些额外的后处理工序一是容易造成粉末或液体污染，二是增加了几个小时的时间，不能在成型完成后立刻使用。 4. 成型速度快：一般来讲，FDM工艺相对SL、SLS、3DP工艺来说速度是最慢的，但，针对三维打印应用，其也有一定的优势。