典型RP:第3章 叠层实体快速成型(LOM)工艺
- 格式:ppt
- 大小:11.58 MB
- 文档页数:46
层叠实体制造-LOM叠成分层实体制造(Laminated Object Manufacturing:LOM)一、概念LOM工艺将单面涂有热溶胶的纸片通过加热辊加热粘接在一起。
位于上方的激光器按照C AD分层模型所获数据,用激光束将纸切割成所制零件的内外轮廓,然后新的一层纸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、粘合、切割,直至整个零件模型制作完成。
LOM原理:将CAD模型输入成型系统,通过切片软件进行切片处理。
系统组成:计算机、原材料存储及送进机构、热粘压机构、激光切割系统、可升降工作台和数控系统、模型去除装置和机架。
控制系统与控制软件控制对象:材料送进、热压辊、扫描与切割、工作台、温度控制、激光能量控制。
控制软件:STL格式文件的纠错和修补软件。
三维模型的切片软件激光切割速度与切割功率的自动匹配软件激光束宽度的自动补偿软件材料处理系统制造过程:1、原材料存储及送进机构将存于其中的原材料,按照每层所需材料的送进量将材料送至工作台上方。
2、热粘压机构将一层层材料粘结在一起。
3、激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线,逐一在工作台上方的材料上切割出轮廓线,并将无轮廓区切割成小方网格,为了在成型之后能剔除废料。
4、可升降工作台由伺服电动机经精密滚珠丝杠驱动,用精密直线滚珠导轨导向,从而能在高度方向做快速、精密往复运动。
分层实体特点:优点:◎原材料价格便宜,原型制作成本低◎制件尺寸大◎无须后固化处理◎无须设计和制作支撑结构◎废料易剥离◎能承受高达200℃的高温(热物性与机械性能好,可实现切削加工0◎原型精度高◎设备可靠性好,寿命长◎操作方便缺点:◎不能直接制作塑料工件◎工件的抗拉强度和弹性不够好◎工件易吸湿膨胀◎工件表面有台阶纹,需打磨层叠实体制造工艺的分层叠加过程(1)叠层实体制造工艺参数:1)激光切割速度2)加热辊温度与压力3)激光能量4)切碎网格尺寸(2)原型制造过程:1)基底制作2)原型制作层叠实体制造误差分析:1)CAD模型的前处理造成的误差2)设备精度误差3)成形过程中的误差4)成型之后环境变化引起的误差提高层叠实体制造精度的措施:1)在保证成型件形状完整平滑的情况下,在进行STL转换时,尽量避免过高的精度。
几种快速成型方式的比较几种常见快速成型工艺的比较在快速领域里一直站主导地位快速成型工艺主要包括:FDM, SLA, SLS, LOM等工艺,而这几种工艺又各有千秋,下面我们在主要看一下这几种工艺的优缺点比较:FDM(fused deposition Modeling)丝状材料选择性熔覆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(如工程塑料、聚碳酸酯)加热熔化进而堆积成型方法,简称丝状材料选择性熔覆.原理如下: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,作平面运动,热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头,并在喷头中加热和熔化成半液态,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可供选用,如工程塑料;聚碳酸酯、工程塑料PPSF: 以及ABS 与PC的混合料等。
这种工艺干净,易于操作,不产生垃圾,并可安全地用于办公环境,没有产生毒气和化学污染的危险。
适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。
专门开发的针对医用的材料ABS-i: 因为其具有良好的化学稳定性,可采用伽码射线及其他医用方式消毒,特别适合于医用。
FDM快速原型技术的优点是:制造系统可用于办公环境,没有毒气或化学物质的污染;1次成型、易于操作且不产生垃圾;独有的水溶性支撑技术,使得去除支撑结构简单易行,可快速构建瓶状或中空零件以及一次成型的装配结构件;原材料以材料卷的形式提供,易于搬运和快速更换。
可选用多种材料,如各种色彩的工程塑料以及医用ABS等快速原型技术的缺点是:成型精度相对国外先进的SLA工艺较低,最高精度、成型表面光洁度不如国外SLA:成型速度相对较慢光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻(Stereolithography)原理的一种工艺的简称,是最早出现的一种快速成型技术。
RP技术简介快速原型制造技术,又叫快速成形技术,(简称RP技术);英文:RAPID PROTOTYPING(简称RP技术),或RAPID PROTOTYPING MANUFACTUREING,简称RPM。
快速成型(RP)技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术,是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。
自该技术问世以来,已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用,并由此产生一个新兴的技术领域。
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,其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"。
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。
RP技术的基本原理是: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(或固化一层又一层的液态光敏树脂,或切割一层又一层的片状材料,或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。
快速成型机的工艺立体光刻成型sla层合实体制造lom熔融沉积快速成型fdm激光选区烧结法SLS多相喷射固化mjs多孔喷射成型mjm直接壳法产品铸造dspc激光工程净成型lens选域黏着及热压成型SAHP层铣工艺lmp分层实体制造som自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来,已经有十几种不同的成形系统,其中比较成熟的有SLA、SLS、LOM和FDM等方法。
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(RP)技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术,是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。
自该技术问世以来,已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用,并由此产生一个新兴的技术领域。
目录它可以在没有任何刀具、模具及工装卡具的情况下,快速直接地实现零件的单件生产。
根据零件的复杂程度,这个过程一般需要1~7天的时间。
换句话说,RP技术是一项快速直接地制造单件零件的技术。
编辑本段RP系统的基本工作原理RP系统可以根据零件的形状,每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面,然后再把它们逐层粘结起来,就得到了所需制造的立体的零件。
当然,整个过程是在计算机的控制下,由快速成形系统自动完成的。
不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同,系统的工作原理也有所不同,但其基本原理都是一样的,那就是"分层制造、逐层叠加"。
这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。
每个截面数据相当于医学上的一张CT像片;整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。
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。
RP技术的基本原理是: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(或固化一层又一层的液态光敏树脂,或切割一层又一层的片状材料,或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。
自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来,已经有十几种不同的成形系统,其中比较成熟的有UV、SLA、SLS、LOM和FDM等方法。