快速成型技术
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sla成型原理SLA成型原理SLA(Stereolithography Apparatus)成型技术是一种常用的快速成型技术,其原理是利用光敏感树脂的特性,通过逐层光固化的方式来制造复杂的三维模型。
下面将详细介绍SLA成型的原理及其工作过程。
一、光敏感树脂的选择和准备在SLA成型过程中,首先需要选择适合的光敏感树脂。
光敏感树脂是一种特殊的液体材料,能够在紫外线照射下发生光聚合反应,从而固化成固体。
树脂的选择应考虑到其光敏感性、机械性能、耐化学性等因素。
在准备工作中,需要将光敏感树脂倒入到SLA设备的槽中,并确保槽中的树脂平整且无气泡,以保证成型质量。
二、光固化层的形成在SLA成型中,光敏感树脂是通过逐层光固化的方式来形成三维模型的。
首先,SLA设备会将激光束或紫外线照射到光敏感树脂的表面,树脂会在照射下发生光聚合反应,形成固态。
然后,工作台会向下移动一个固定的距离,再次涂覆一层光敏感树脂,并重复上述过程,直到完成整个模型的成型。
三、支撑结构的添加由于光固化过程是逐层进行的,因此在成型过程中需要添加支撑结构来支撑未固化的树脂。
支撑结构可以通过软件预先设计并添加到模型中,以确保模型在成型过程中的稳定性。
支撑结构通常由可溶性材料制成,在成型后可以通过洗涤或其他方法将其去除。
四、后处理SLA成型完成后,需要对成型件进行后处理以获得最终的产品。
首先,需要将成型件从光敏感树脂中取出,并清洗掉残留的树脂。
然后,成型件需要进行固化处理,以提高其机械性能和耐化学性。
最后,根据需要,可以对成型件进行表面处理、喷涂等工艺,以满足特定的需求。
五、应用领域SLA成型技术由于其高精度、高速度和制造复杂结构的能力,广泛应用于工业设计、医疗器械、汽车零部件、航空航天等领域。
通过SLA成型,可以快速制造出具有精细结构和高质量表面的模型和零部件,为产品开发和制造提供了便利。
总结SLA成型技术是一种基于光固化原理的快速成型技术。
通过逐层光固化光敏感树脂,可以制造出复杂的三维模型。
快速成型技术的工作原理快速成型技术(Rapid Prototyping Technology,RPT),也称为快速制造技术(Rapid Manufacturing Technology,RMT),是指采用计算机辅助设计(CAD)、数控加工(CNC)和分层制造技术(SLM)等手段,快速制作出具有复杂内部结构的三维实物模型或器件的一种先进制造技术。
快速成型技术主要包括三个方面的内容:现代制造方式、CAD技术和快速成型技术。
快速成型技术的工作原理是将设计图或CAD模型转为STL文件,再将STL文件通过计算机化控制系统控制加工设备的动作,并以逐层堆积、覆盖、切割、加压等方式将逐层依次进行制造,直至完成所需产品的加工制造。
其具体工作流程如下:1.设计阶段首先,使用计算机辅助设计(CAD)软件将所需产品的三维模型绘制出来。
CAD绘图是快速成型技术的关键环节,决定了产品的实际制造效果和制造成本,需要使用专业的CAD软件进行设计。
2.模型处理阶段CAD设计完成后,需要进行一系列的模型处理。
主要包括增补模型壳体、提高模型强度、修复模型错误等。
这一阶段的处理对制造成型的质量和效率有直接的影响。
3.数据修复阶段接下来进入数据修复阶段,对CAD绘制过程中的错误进行修复和清理,以确保STL文件的精度和准确性,避免在制造过程中出现数据错乱和失真等问题。
4.切片阶段STL文件经过数据处理后,需要切成非常小的层面,比如0.1mm,这个过程称为切片。
通过这个过程将模型切成多个水平层面形成多个切片。
每层镶嵌在一起就变成了整个模型。
5.加工阶段加工阶段就是将切片依次导入数控加工机中,喷射实现逐层累加和压实,也就是通常所说的“逐层堆叠”过程。
这个过程就是快速成型技术的核心技术。
6.后处理阶段最后的后处理阶段可以将产品进行研磨、喷漆、涂料处理等等。
完成整个产品制造的过程。
总之,快速成型技术极大地缩短了从概念到产品推向市场的时间。
快速成型技术的高效加工和制造过程为设计师提供更好的自由度,可以随意尝试和实验不同的设计方案,以最快的速度推向市场产品。
快速成型技术的心得心得:如何提高成型效率和质量快速成型技术的心得:如何提高成型效率和质量随着科技的不断进步,各种新型加工技术层出不穷。
其中快速成型技术因其快速、高效、精准等优点,在工业设计、医疗、航空航天等领域得到广泛应用。
然而,快速成型技术对成型效率和质量的要求很高,如何提高成型效率和质量成为了制约其应用的主要因素。
本文将从优化设计、材料选择、后处理等多个方面阐述如何提高成型效率和质量。
一、优化设计设计是成型的关键因素。
一个优秀的设计可以在一定程度上缩短成型周期,提高成型质量。
优化设计的具体操作有以下几个方面:1、简化构型。
设计简单的构型可以减少连接点、支撑点,降低成型难度。
如在SLA快速成型技术中,简单的构型可以降低生成的悬空部分,避免出现变形或断裂。
2、优化结构。
结构设计的优化可以经过预测、模拟和试验三个阶段完成。
预测阶段可以使用有限元方法对部件进行静态或动态分析,计算应力和变形。
模拟阶段可以将数字模型导入软件中进行仿真。
试验阶段可以将优化后的设计进行制作和测试。
3、合理放置支撑结构。
在使用部分快速成型技术时,支撑结构的设置至关重要。
任何快速成型技术都需要一定的支撑结构,以保证成型构型的稳定性。
但是,支撑结构太多、太大、太密集会直接影响成型效率和质量。
因此,在设计过程中,合理放置支撑结构是提高成型效率和质量的关键之一。
二、材料选择快速成型技术的材料也是影响成型效率和质量的重要因素。
每种材料都有各自的特点,对成型性能、机械性能、化学性能等指标都有不同的要求。
其中,选择合适的材料是非常关键的。
如果选择了质量低劣的材料,将直接影响成型效率和成型质量。
在选择材料时,应注意以下几点:1、优先考虑适用性。
在原材料不同的情况下,适用于具体快速成型技术的材料不同。
因此,在选材时,首先应考虑应用的快速成型技术。
2、考虑机械性能和化学性能。
材料的机械性能和化学性能是直接影响成型效率和质量的因素。
其中,机械性能受材料在力学中的表现影响,而化学性能则受其在化学中的表现影响。
快速成型技术的特点“快速原型”(Rapid Prototyping)工艺于80年代后期在美国问世以来,引起了广泛的关注,吸引了大量的研究和开发工作。
目前,这类工艺在航空、航天器、军事装备、考古、工业造型、雕刻、电影制作、家用电器、玩具、轻工业产品、建筑模型、医疗器具以及人造器官制作等许多方面获得大量的应用。
世界各国拥有快速成形机的比例数四界各国拥有成形服务机构的比例数快速成形工艺的原意是用于快速生成尚在计算机中的零件设计的实物模型。
因此是一种“快速原型”技术,即所生成模型的形状和尺寸与所设计的零件十分贴近,但模型的材质和物理、力学性能却与真实的零件不尽相同或大不一样。
尽管如此,这类模型却有很重要用途:它可以用于检查零件设计的外观、可以用于检查零件的加工工艺性(便于装夹和刀具可接近被加工表面等)、装配工艺性(可装入性以及足够的扳手空间等),还可以直接用于风洞试验或光弹性试验以及动、静刚度的模型试验。
快速成形工艺的主要优点:1、适用于形状复杂零件的小批量快速制造,对于这类零件如果要按传统方法制造模具,不仅经济上不合算,而且工期太长;2、它适于新产品样件的低成本快速试制,以便尽快投入试运转、测试与进行改进设计,从而最大限度地缩短新产品的“开发—试制—投产”的周期,并提高其成功率。
快速成形将计算机中关于产品设计的信息转换成产品实物,是制造工艺的重要发展和重大突破。
对于模具制造业,无论从手段到观念都有深远的影响。
模具的设计与制造是多环节、多反复的复杂过程。
由于在实际制造和检测前,很难保证产品在成型过程中的性能,长期以来模具设计大都是凭经验或使用传统的CAD进行。
要设计和制造出一套适用的模具往往需要经过由设计、制造到试模、修模的多次反复,使模具制作的周期长、成本高,甚至可能造成报废,难以适应快速增长的市场需要。
快速原型制造技术不仅能适应各种生产类型特特别是单件小批的模具生产,而且能适应各种复杂程度的模具制造。
新时期快速成型技术的研究及其在机械铸造中的应用摘要:在目前的国际成型工艺中,快速成型技术已发展为一项专业的技术,成为了人们关注的焦点。
在传统的工艺中,机械铸造以其成本较低、制造灵活性较大的特点被广泛使用。
使用机械铸造可以获得形状较复杂和形状较大的铸件。
因此,结合快速成型和机械铸造能够保证产品生产的经济性和实用性。
关键词:快速成型;机械铸造;应用随着机械制造业的发展,铸造行业面临着新的快速制造问题。
例如:在进行生产单件、小批量零件的制造时要保证制造的柔性和生产成本的使用限度。
在传统的制造工艺中,由于受到技术的限制,很难满足现代化生产的要求,因此,在进行铸造的过程中必须要积极采用先进技术,保证在市场中的占有率和产品质量,提高整体的竞争力。
快速成型技术能够将原有的设计进行进一步的加工和形成实体,在不采用模具的情况下进行形状的塑造。
采用快速成型技术制造出的模型能够使用到产品设计验证和使用功能验证等方面,为产品的设计优化提供更多的参考依据。
保证产品的研制成功率,有效的缩短产品的研发周期,减少研发成本的投入。
一、快速成型技术的原理及方法快速成型技术是高科技研发的新成果,其核心技术在于采用计算机技术和材料技术进行产品生产和加工。
快速成型技术是在原有的机械加工的基础上进行的,利用CAD生成的零件几何信息,对三维数控成型系统进行控制,采用激光等零件形成方法进行零件的加工。
采用快速成型技术能够有效地缩短生产时间,降低模具的生产费用,提高产品的生产效率和质量。
快速成型技术是先进制造技术中的重要组成部分,在制造方法和制造工艺中有着重要的突破,并且在很大程度上提升了产品的质量和性能,加快了产品的生产速度,整体推动了制造工艺的发展。
快速成型的基本原理是依据三维零件是由二维平面沿着同一的坐标方向逐渐叠加而成的,因此在进行分析时,可将三维实体进行分离,在平面中进行信息的分析,综合采用粘连、熔结的方法进行材料的连接。
其采用的主要制造方式是在工件中加入新的材料,至零件成型。
FDM快速成型技术描述FDM技术是由Stratasys公司所设计与制造,可应用于一系列的系统中。
这些系统为FDM Maxum,FDM Titan,FDM Vantage, PlusProdigy Plus以及Dimension。
FDM技术利用ABS,polycarbonate(PC),polyphenylsulfone (PPSF)以及其它材料。
这些热塑性材料受到挤压成为半熔融状态的细丝,由沉积在层层堆栈基础上的方式,从3D CAD资料直接建构原型。
该技术通常应用于塑型,装配,功能性测试以及概念设计。
此外,FDM技术可以应用于打样与快速制造。
1熔融沉积造型( FDM) 的工艺原理1.1 快速成型技术的基本原理快速成型技术是对零件的三维CAD 实体模型,按照一定的厚度进行分层切片处理,生成二维的截面信息,然后根据每一层的截面信息,利用不同的方法生成截面的形状。
这一过程反复进行,各截面层层叠加,最终形成三维实体。
分层的厚度可以相等,也可以不等。
分层越薄,生成的零件精度越高,采用不等厚度分层的目的在于加快成型速度。
1.2 FDM快速成型机的工艺原理如图1 所示。
快速成型机的加热喷头受计算机控制,根据水平分层数据作x - y 平面运动。
丝材由送丝机构送至喷头,经过加热、熔化,从喷头挤出粘结到工作台面,然后快速冷却并凝固。
每一层截面完成后,工作台下降一层的高度,再继续进行下一层的造型。
如此重复,直至完成整个实体的造型。
每层的厚度根据喷头挤丝的直径大小确定。
图1 FDM 工艺原理图FDM 工艺关键是保持熔融的成型材料刚好在凝固点之上,通常控制在比凝固点高1 ℃左右。
目前,最常用的熔丝线材主要是ABS、人造橡胶、铸蜡和聚酯热塑性塑料等。
1998 年澳大利亚开发出了一种新型的金属材料用于FDM 工艺———塑料复合材料丝。
2 FDM快速成型机工艺的过程FDM 快速成型的过程包括:设计三维CAD 模型、CAD 模型的近似处理、对STL 文件进行分层处理、造型、后处理。
快速成型技术概述现代科学技术的飞速进展,尤其是微电子、计算机、数控技术、激光技术、材料科学的进步为制造技术的变革与进展制造了前所未有的机遇,使得机械制造能够突破传统的制造模式,进展出一项崭新的制造技术一一,快速成型技术。
诞生背景快速成型技术的诞生主要有两方面的缘由:1)市场拉动市场全球化和用户需求共性化为先进制造技术提出了新的要求,随着市场一体化的进展,市场竞争越来越激烈,产品的开发速度成为竞争的主要冲突。
同时用户需求多样化的趋势日益明显,因此要求产品制造技术有较强的敏捷性,在不增加成本的前提下能够以小批量生产甚至单件生产产品。
2)技术推动新技术的进展为快速成型技术的产生奠定了技术基础,信息技术、计算机技术的进展、CAD/CAM技术的进展、材料科学的进展一新材料的消失、激光技术的进展为快速成型技术的产生和进展奠定了技术基础。
快速成型技术就是在这样的社会背景下在80年月后期产生于美国并快速扩展到欧洲和日本。
由于即技术的成型原理突破了传统加工中的塑性成形(如锻、冲、拉伸、铸、注塑加工等和切削成形的工艺方法,可以在没有工装夹具或模具的条件下快速制造出任意简单外形又具有肯定功能的三维实体原型或零件,因此被认为是近二十年来制造技术领域的一次重大突破。
基本原理与特征快速成型技术是一种将原型(或零件、部件)的几何外形!结构和所选材料的组合信息建立数字化描述模型,之后把这些信息输出到计算机掌握的机电集成制造系统进行材料的添加、加工,通过逐点、逐线、逐面进行材料的三维堆砌成型, 再经过必要的处理,使其在外观、强度和性能等方面达到设计要求,实现快速!精确地制造原型或实际零件、部件的现代化方法。
快速成型技术的特征为:(1)可以制造出任意简单的三维几何实体;(2)CAD模型直接驱动;(3)成形设施无需专用夹具或工具;(4)成形过程中无人干预或较少干预;快速成型技术的优势(1)响应速度快:与传统的加工技术相比,RP技术实现了CAD模型直接驱动, 成形时间短,从产品CAD或从实体反求获得数据到制成原型,一般只需要几小时至几十个小时,速度比传统成型加工方法快得多"这项技术尤其适于新产品的开发,适合小批量、简单(如凹槽、凸肩和空心嵌套等)、异形产品的直接生产而不受产品外形简单程度的限制,还改善了设计过程中的人机沟通,使产品设计和模具生产并行,从而缩短了产品设计、开发的周期,加快了产品更新换代的速度,大大地降低了新产品的开发成本和企业研制新产品的风险。
快速成型工艺快速成型工艺是一种先进的制造技术,它可以快速地制造出各种复杂的零件和产品。
这种技术的出现,极大地提高了制造业的效率和质量,同时也为各行各业的发展带来了新的机遇。
快速成型工艺的基本原理是利用计算机辅助设计软件将三维模型转化为可供机器识别的数字化文件,然后通过快速成型机器将数字化文件转化为实体模型。
这种技术可以快速地制造出各种复杂的零件和产品,而且制造出来的产品精度高、质量好、成本低,可以满足各种不同的需求。
快速成型工艺的应用范围非常广泛,它可以应用于汽车、航空、医疗、电子、玩具等各个领域。
在汽车制造领域,快速成型工艺可以用于制造汽车零部件,如发动机、变速器、底盘等。
在航空领域,快速成型工艺可以用于制造飞机零部件,如机翼、机身、发动机等。
在医疗领域,快速成型工艺可以用于制造人体器官模型、义肢、牙齿矫正器等。
在电子领域,快速成型工艺可以用于制造手机外壳、电脑键盘、电视机壳体等。
在玩具领域,快速成型工艺可以用于制造各种玩具模型、动漫人物等。
快速成型工艺的优点主要有以下几点:1.快速成型工艺可以快速地制造出各种复杂的零件和产品,而且制造出来的产品精度高、质量好、成本低。
2.快速成型工艺可以大大缩短产品的研发周期,提高产品的研发效率。
3.快速成型工艺可以减少产品的设计和制造成本,提高企业的竞争力。
4.快速成型工艺可以满足客户的个性化需求,提高客户的满意度。
快速成型工艺的发展趋势是向着高精度、高效率、低成本、多材料、多功能、智能化的方向发展。
未来,快速成型工艺将会更加广泛地应用于各个领域,成为制造业的重要组成部分。
快速成型工艺是一种先进的制造技术,它可以快速地制造出各种复杂的零件和产品,提高制造业的效率和质量,为各行各业的发展带来新的机遇。
我们应该积极推广和应用这种技术,为社会的发展做出更大的贡献。
快速成型摘要:快速成型技术是一种集成了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。
快速成型技术正在不断完善,具有广泛的应用前景快速成型技术以其独特的优势和魅力,在制造业领域起到越来越重要的作用,并将给制造业带来深远的影响。
通过介绍快速成型系统的基本原理方法和技术特点,阐述其工艺特点及开发和应用,探讨快速成型技术在现代制造业中起到的重要作用和产生的巨大效益,分析快速成型技术的优点和缺点,并提出快速成型技术未来的发展方向和深远意义。
关键词:快速成型 CAD/CAM 激光技术基本原理快速成型(Rapid Prototyping)是上世纪80年代末及90 年代初发展起来的高新制造技术,是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。
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。
由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加,因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件,极大地提高了生产效率和制造柔性。
与传统制造方法不同,快速成型从零件的CAD几何模型出发,通过软件分层离散和数控成型系统,用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。
通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段相结合,已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段,在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。
快速成型的基本原理快速成型技术采用离散/堆积成型原理,根据三维CAD模型,对于不同的工艺要求,按一定厚度进行分层,将三维数字模型变成厚度很薄的二维平面模型。
再将数据进行一定的处理,加入加工参数,产生数控代码,在数控系统控制下以平面加工方式连续加工出每个薄层,并图1快速成型的基本原理图至顶完成零件的制作过程。
快速成型有很多种工艺方法,但所有的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件,所不同的是每种方法所用的材料不同,制造每一层添加材料的方法不同。
快速成型技术的原理、工艺过程及技术特点:快速成型属于离散/堆积成型。
它从成型原理上提出一个全新的思维模式维模型,即将计算机上制作的零件三维模型,进行网格化处理并存储,对其进行分层处理,得到各层截面的二维轮廓信息,按照这些轮廓信息自动生成加工路径,由成型头在控制系统的控制下,选择性地固化或切割一层层的成型材料,形成各个截面轮廓薄片,并逐步顺序叠加成三维坯件.然后进行坯件的后处理,形成零件。
快速成型的工艺过程具体如下:l )产品三维模型的构建。
由于 RP 系统是由三维 CAD 模型直接驱动,因此首先要构建所加工工件的三维CAD 模型。
该三维CAD模型可以利用计算机辅助设计软件(如Pro/E , I-DEAS , Solid Works , UG 等)直接构建,也可以将已有产品的二维图样进行转换而形成三维模型,或对产品实体进行激光扫描、CT 断层扫描,得到点云数据,然后利用反求工程的方法来构造三维模型。
2 )三维模型的近似处理。
由于产品往往有一些不规则的自由曲面,加工前要对模型进行近似处理,以方便后续的数据处理工作。
由于STL格式文件格式简单、实用,目前已经成为快速成型领域的准标准接口文件。
它是用一系列的小三角形平面来逼近原来的模型,每个小三角形用3 个顶点坐标和一个法向量来描述,三角形的大小可以根据精度要求进行选择。
STL 文件有二进制码和 ASCll 码两种输出形式,二进制码输出形式所占的空间比 ASCII 码输出形式的文件所占用的空间小得多,但ASCII码输出形式可以阅读和检查。
典型的CAD 软件都带有转换和输出 STL 格式文件的功能。
3 )三维模型的切片处理。
根据被加工模型的特征选择合适的加工方向,在成型高度方向上用一系列一定间隔的平面切割近似后的模型,以便提取截面的轮廓信息。
间隔一般取0.05mm~0.5mm,常用 0.1mm 。
间隔越小,成型精度越高,但成型时间也越长,效率就越低,反之则精度低,但效率高。
快速成型技术的主要工艺一、概述快速成型技术是指通过计算机辅助设计、制造及快速成型设备,将三维数字模型直接转化为实体模型的制造技术。
其主要工艺包括:CAD 建模、STL文件生成、切片处理、快速成型设备加工等。
二、CAD建模CAD(计算机辅助设计)建模是快速成型技术的第一步。
它通过计算机软件进行三维物体的建模,生成三维数字模型。
CAD建模需要注意以下几点:1. 精度要求高:由于快速成型技术制造的实体模型必须与数字模型完全一致,因此CAD建模时需要精确到小数点后几位。
2. 模型结构简单:复杂的结构会增加后续工艺中的难度和时间成本。
3. 设计合理性:需要考虑到实际应用场景中可能遇到的问题,例如支撑结构、壁厚等。
三、STL文件生成STL(Standard Triangle Language)文件是将CAD建模生成的三维数字模型转化为可供切片处理和快速成型设备加工的格式。
STL文件生成需要注意以下几点:1. 模型完整性:STL文件必须包含完整的物体表面信息,否则会影响后续切片和加工。
2. 模型精度:STL文件生成时需要设置合适的精度,以保证数字模型与实体模型的一致性。
3. 文件大小:STL文件大小直接影响切片处理和快速成型设备加工的效率,因此需要控制在合理范围内。
四、切片处理切片处理是将STL文件按照一定厚度进行分层,并将每一层转化为快速成型设备可以识别的加工指令。
切片处理需要注意以下几点:1. 切片厚度:不同的快速成型设备对切片厚度有不同要求,需要根据设备要求进行设置。
2. 支撑结构:由于快速成型设备在制造过程中需要支撑结构来保证模型稳定性,因此在切片处理时需要设置支撑结构。
3. 加工顺序:不同部位的加工顺序会影响到实体模型的质量和加工效率,因此需要根据实际情况进行设置。
五、快速成型设备加工快速成型设备加工是将经过CAD建模、STL文件生成和切片处理后的数字模型转化为实体模型。
快速成型设备包括SLA、SLS、FDM、3DP等多种类型,其加工过程大致相同,需要注意以下几点:1. 材料选择:不同的快速成型设备需要使用不同材料进行加工,需要根据设备要求进行选择。
快速成型技术的特点和应用是什么快速成形制造技术是目前国际上成型工艺中备受关注的焦点。
铸造作为一项传统的工艺,制造成本低、工艺灵活性大,可以获得复杂形状和大型的铸件。
充分发挥两者的特点和优势,可以在新产品试制中取得客观的经济效益。
快速成形制造技术又称为快速原型制造技术(RapidPrototypingManufacturing,简称RPM),是一项高科技成果。
它包括SLS、SLA、SLM等成型方法,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。
与传统制造方法不同,快速成型从零件的CAD几何模型出发,通过软件分层离散和数控成型系统,用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件,所以又称为材料添加制造法(MaterialAdditiveManufacturing或MaterialIncreaseManufacturing)。
由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加,因而可以在不用模具和工具的条件下几乎能够生成任意复杂形状的零部件,极大地提高了生产效率和制造柔性。
与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段一起,快速自动成型已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段,是目前适合我国国情的实现金属零件的单件或小批量敏捷制造的有效方法,在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。
快速成型技术能够快捷地提供精密铸造所需的蜡模或可消失熔模以及用于砂型铸造的木模或砂模,解决了传统铸造中蜡模或木模等制备周期长、投入大和难以制作曲面等复杂构件的难题。
而精密铸造技术(包括石膏型铸造)和砂型铸造技术,在我国是非常成熟的技术,这两种技术的有机结合,实现了生产的低成本和高效益,达到了快速制造的目的。
RPM技术的特点快速成型的过程是首先生成一个产品的三维CAD实体模型或曲面模型文件,将其转换成特定的文件格式,再用相应的软件从文件中“切”出设定厚度的一系列片层,或者直接从CAD文件切出一系列的片层。
几种常见的快速成型技术一、FDM丝状材料选择性熔覆(FusedDeposi tionModeli ng)快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法,简称FDM。
丝状材料选择性熔覆的原理室,加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动。
热塑性丝状材料(如直径为1.78mm的塑料丝)由供丝机构送至喷头,并在喷头中加热和溶化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。
一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层"画出"截面轮廓,如此循环,最终形成三维产品零件。
这种工艺方法同样有多种材料选用,如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。
这种工艺干净,易于操作,不产生垃圾,小型系统可用于办公环境,没有产生毒气和化学污染的危险。
但仍需对整个截面进行扫描涂覆,成型时间长。
适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。
由于甲基丙烯酸ABS(MABS)材料具有较好的化学稳定性,可采用加码射线消毒,特别适用于医用。
但成型精度相对较低,不适合于制作结构过分复杂的零件。
FDM快速原型技术的优点是: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、易于材作且不产生垃圾。
3、可快速构建瓶状或中空零件。
4、原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。
5、原材料费用低,一般零件均低于20美元。
6、可选用多种材料,如可染色的A BS和医用ABS、PC、PPSF等。
FDM快速原型技术的缺点是:1、精度相对国外SLA工艺较低,最高精度0.127mm。
2、速度较慢。
二、SLA光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻(Stereo litho graph y)原理的一种工艺,简称SLA,也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。