RP(快速原型制造)之SLA光硬化树脂组员卞琦.ppt

* * RP(快速原型製造) 之 SLA 光硬化樹脂 組員：卞琦、李佳蓉、彭裕庚、洪維謙、朱汝璋、邱奕霖 何謂RP? 快速原型制造（ RAPID PROTOTYPING 以下簡稱 RP ）技術是九十年代發展起來的一項高新技術。 ??? RP 技術在不需要任何刀具，模具及工裝卡具的情況下，可將任意復雜形狀的設計方案快速轉換為三維的實體模型或樣件，這就是 RP 技術所具有的潛在的革命意義。它為技術人員之間，以及技術人員與企業決策者、產品的用戶等非技術人員之間提供了一個更加形象、完整、方便的工程交流工具。快速、準確、以及制造復雜模型的能力是 RP 技術突出的優點。用 RP 技術快速制造出的模型或樣件可直接用於新產品設計 驗證、功能驗證、外觀驗證、工程分析、市場訂貨以及企業的決策等，非常有利於早找錯早修改早優化，從而大大提高了新產品開發的一次成功率，縮短了開發周期，降低了研發成本。同時， RP 技術有力地支持了同步工程的實施，可為制造業企業帶來不可估量的收益。 ??? RP技術是在現代 CAD/CAM 技術、雷射技術、計算機數控技術、精密伺服驅動技術以及新材料技術的基礎上整合發展起來的。RP技術的基本原理是：將計算機內的三維實體模型進行分層切片得到各層截面的輪廓，計算機據此訊息控制雷射器（或噴嘴）有選擇性地切割一層又一層的片狀材料（或固化一層層的液態光敏樹脂，燒結一層層的粉末材料，或噴射一層層的熱熔材料或粘合劑等方法）形成一系列具有一個微小厚度的片狀實體，再採用粘接、聚合、熔結、銲接或化學反應等手段使其逐層堆積成一體制造出所設計的三維模型或樣件。自美國 3D SYSTEM公司 1988 年推出第一台商品 SLA 快速成型機以來，已有近 20 種不同的成型系統，其中比較成熟的有 SLS 、 LOM 、 SLA 以及 FDM 等方法。 ??? RP 技術與快速模具技術結合還可快速實作品模型、模具或樣件的小批量生產。這對於新產品試制以及單件或小批量的生產模式優為重要。 RP技術應用之生活科技 應用於建築工程上之建築模型領域已經與數家知名設計事務所合作，成功的完成各式高難度的模型，並將設計師的理念忠實的表達。 於汽機車之領域 例：燈座、後照鏡、保險桿、外觀之打樣確認 電子業 例：Notebook、相機、手機、滑鼠、MP3 應用於醫學方面 例：齒顎、人體骨骼補修、義肢重建、顏面修復模擬 5. 於連接器之應用，依照RP雷射光照型設備，設計3D圖檔製作精密的連接器，提供業者、客戶確認，以降低業者之開發風險。 光敏樹脂選擇性固化是採用立體雕刻（Stereolithography）原理的一種工藝，簡稱SLA，也是最早出現的、技術最成熟和應用最廣泛的快速原型技術。 ＳＬＡ（光硬化樹脂） 由電腦傳輸來的三維實體資料檔案，經機器的軟體分層處 　 理後，驅動一個掃描鐳射頭，發出紫外雷射光束在液態紫外 光敏樹脂的表層進行掃描。 液態樹脂表層受光束照射的那些點發生聚合反應形成固態，從而得到該截面輪廓的塑料薄片。 每一層的掃描完成之後，工作臺下降一個凝固層的厚度，一層新的液態樹脂又覆蓋在已掃描過的層表面，一把刮刀準確地刮過這一新的樹脂層以保證其厚度的均勻性。 如果實體上有懸空的結構，處理軟體可以預先判斷並生成必要的支撐工藝結構。 為了防止成型後的實體沾黏在工作臺上，處理軟體還必須先在實體底部生成一個網格狀的框架，以減少實體與工作臺的接觸面積。 構型工作全部完成後，實體應從工作臺上小心取出，用溶劑洗去未凝固的樹脂，再次用紫外線進行整體照射以保證所有的樹脂都凝結牢固 雷射製作完成的模型還要經過手工的拋光打磨，再上漆，才能算是完成了原型的製作。 光敏樹脂選擇性固化快速原型技術適合於制作中小形工件，能直接得到塑料產品。主要用於概念模型的原型制作，或用來做裝配檢驗和工藝規划。它還能代替腊模制作澆鑄模具，以及作為金屬噴涂模、環氧樹脂模和其他軟模的母模，使目前較為成熟的快速原型工藝。 SLA快速原型技術的優點是： 1、 系統工作穩定。系統一旦開始工作，構建零件的全過程完全自動運行，無需專人看管，直到整個工藝過程結束。 2、 尺寸精度較高，可確保工件的尺寸精度在0.1mm以內。 3、 表面質量較好，工件的最上層表面很光滑，側面可能有台階不平及不同層面間的曲面不平。 4、 系統分辨率較高，因此能構建復雜結構的工件。 SLA快速原型的缺點： 1、 隨著時間推移，樹脂會吸收空氣中的水分，導致軟薄部分的彎曲和卷翅。 2、 氦-鎘雷射管的壽命僅3000小時，價格較昂貴。同時需對整個截面進行掃瞄固化，成型時間較長，因此制作成本相對較高。 3、 可選擇的材料種類有限，必須是光敏樹脂