材料成型工艺及液态成形工艺简介
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第五节与液态成形相关的新工艺、新技术简介一、模具快速成形技术快速成形(Rapid Prototyping,简称RP):利用材料堆积法制造实物产品的一项高新技术。
它能根据产品的三维模样数据,不借助其它工具设备,迅速而精确地制造出该产品,集中体现在计算机辅助设计、数控、激光加工、新材料开发等多学科、多技术的综合应用。
传统的零件制造过程往往需要车、钳、铣、刨、磨等多种机加工设备和各种工装、模具,成本高又费时间。
一个比较复杂的零件,其加工周期甚至以月计,很难适应低成本、高效率生产的要求。
快速成形技术是现代制造技术的一次重大变革。
(一)快速成形工艺快速成形技术就是利用三维CAD的数据,通过快速成形机,将一层层的材料堆积成实体原型。
迄今为止,国内、外已开发成功了10多种成熟的快速成形工艺,其中比较常用的有以下几种:1.纸层叠法—薄形材料选择性切割(LOM法)计算机控制的CO2激光束按三维实体模样每个截面轮廓对薄形材料(如底面涂胶的卷状纸、或正在研制的金属薄形材料等)进行切割,逐步得到各个轮廓,并将其粘结快速形成原型。
用此法可以制作铸造母模或用于“失纸精密铸造”。
2.激光立体制模法—液态光敏树脂选择性固化(SLA法)液槽盛满液态光敏树脂,它在计算机控制的激光束照射下会很快固化形成一层轮廓,新固化的一层牢固地粘结在前一层上,如此重复直至成形完毕,即快速形成原型。
激光立体制模法可以用来制作消失模,在熔模精密铸造中替代蜡模。
3.烧结法—粉末材料选择性激光烧结(SLS法)粉末材料可以是塑料、蜡、陶瓷、金属或它们复合物的粉体、覆膜砂等。
粉末材料薄薄地铺一层在工作台上,按截面轮廓的信息,CO2激光束扫过之处,粉末烧结成一定厚度的实体片层,逐层扫描烧结最终形成快速原型。
用此法可以直接制作精铸蜡模、实型铸造用消失模、用陶瓷制作铸造型壳和型芯、用覆膜砂制作铸型、以及铸造用母模等。
4.熔化沉积法—丝状材料选择性熔覆(FDM法)加热喷头在计算机的控制下,根据截面轮廓信息作X-Y平面运动和高度Z方向的运动,塑料、石腊质等丝材由供丝机构送至喷头,在喷头中加热、熔化,然后选择性地涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层截面轮廓,层层叠加最终成为快速原型。
液态成形工艺知识点总结液态成形工艺的主要特点是能够将液态材料通过模具加工成所需的零件、产品,具有成形周期短、生产效率高、成形精度高、批量生产能力强等优点。
其成型材料包括热塑性塑料、热固性塑料、金属合金等,广泛应用于各种制造工艺中。
注塑成形是将热塑性塑料通过加热并加压的方式,使其溶解成为流动状态,然后通过注射机将其注入模具中进行成型。
注塑成形工艺主要包括原料预处理、注塑机操作、模具设计、成型工艺参数控制等多个方面。
在注塑成形工艺中,模具设计是至关重要的,其质量直接影响到成型产品的质量和生产效率。
同时,成型工艺参数的控制也非常重要,包括注塑温度、注射速度、模具温度、冷却时间等参数的控制都会影响到成型产品的质量。
压铸成形是将金属合金通过加热并加压的方式,使其溶解成为流动状态,然后通过压铸机将其注入模具中进行成型。
压铸成形工艺主要包括原料预处理、压铸机操作、模具设计、成型工艺参数控制等多个方面。
在压铸成形工艺中,原料的质量和成分控制是至关重要的,影响到成型产品的力学性能和表面质量。
同时,模具设计和成型工艺参数的控制也非常重要,直接影响到成型产品的形状精度和表面粗糙度。
吹塑成形是将热塑性塑料通过加热并加压的方式,使其溶解成为流动状态,然后通过气流将其吹入模具中进行成型。
吹塑成形工艺主要包括原料预处理、吹塑机操作、模具设计、成型工艺参数控制等多个方面。
在吹塑成形工艺中,原料的质量和成分控制同样非常重要,直接影响到成型产品的力学性能和表面质量。
模具设计和成型工艺参数的控制也是影响成型产品质量的重要因素。
挤塑成形是将热塑性塑料通过加热并压力的方式,使其在挤出机中形成带状截面的坯料,然后通过挤出头模具进行成型。
挤塑成形工艺主要包括原料预处理、挤出机操作、模具设计、成型工艺参数控制等多个方面。
在挤塑成形工艺中,原料的质量和成分控制同样非常重要,直接影响到成型产品的力学性能和表面质量。
同时,模具设计和成型工艺参数的控制也是影响成型产品质量的重要因素。
金属液态成型加工工艺第一篇:金属液态成型加工工艺第一篇:金属液态成型加工工艺第一章液态成型理论基础一、铸件的凝固方式金属的凝固过程是一个结晶过程,包括形核和晶体长大两个基本过程。
凝固组织对铸件的力学性能影响很大,一般情况下晶粒越细小均匀,铸件的强度、硬度越高,塑性和韧性越好。
铸件的凝固方式: 1)逐层凝固(流动性最好) 2)糊状凝固3)中间凝固,影响凝固方式的因素:1)合金的结晶温度范围2)铸件断面的温度梯度(温度梯度? 凝固区宽度?)二、液态金属的工艺性能液态金属的工艺性能称铸造性能,具体包括流动性、收缩性、吸气性、偏析等。
充型能力:金属液充满铸型型腔,获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。
流动性越好,充型能力越强。
影响流动性的因素:1)合金成分2)合金种类3)浇注条件4)铸型的填充条件铸型的填充条件包括:(1)铸型的蓄热能力(蓄热系数)(2)铸型形状(3)铸型温度(4) 铸型中气体浇注条件:浇注温度和充型能力合金成分越远离共晶成分,结晶温度范围越宽,流动性越差。
三、合金的收缩1)液态收缩:液面下降2)凝固收缩:液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的根本原因3)固态收缩:铸件的外形尺寸减小;用线收缩率:产生铸造应力,变形、裂纹等的原因叙述缩孔的形成,缩松的形成,(书上有)4)缩孔和缩松的防止其产生使铸件的机械性能下降,甚至渗漏2缩松的防止1缩孔的防止: ?加压补缩 ?采用顺序凝固原则使铸件在压力下凝固,可显著减少经冒口充型、向冒口和内浇道方向凝固、最终将缩孔转移到冒缩口中、可获得致密的铸件,但使铸件各部分 ?再热节处安放冷铁活在局部砂温差大,易产生内应力。
冒口增加成本型表面涂敷激冷涂料,加大冷却速用于收缩大,凝固温度范围窄的合金度。
?合理确定浇注系统和浇注工艺 ?加大结晶压力,破坏树枝状晶浇注系统的位置影响铸型的温度分布,体,减少其对金属液流动的阻力进而影响其凝固顺序 ?合理应用冒口、冷铁、补贴,目的为使铸件顺序凝固3铸造应力铸造应力有热应力、收缩应力和相变应力。
材料液态成型工艺学1. 简介材料液态成型工艺学是研究材料在液态条件下的成型过程和工艺规律的学科。
液态成型工艺是利用材料在液态状态下的流变特性,通过一定的成型工艺和装备将材料成形成所需的形状。
液态成型工艺广泛应用于各个制造领域,如汽车、航空航天、电子、医疗设备等。
2. 工艺分类液态成型工艺主要可分为以下几种类型:2.1 注塑成型注塑成型是利用注塑机将熔化的塑料注入模具腔道中,经冷却后形成所需的零件或产品。
注塑成型具有生产效率高、成本低、产品质量稳定等优点,广泛应用于塑料制品的生产中。
2.2 真空铸造真空铸造是将熔融金属倒入真空环境下的模具中,通过真空吸附和冷却来形成所需的铸件。
真空铸造工艺可以避免铸件表面氧化、缺陷等问题,提高了铸件的质量和密度。
2.3 压铸压铸是将熔化金属注入模具中,并在高压下进行成型。
压铸工艺可以制造出形状复杂、尺寸精度高的产品,被广泛应用于汽车、电子、家电等行业。
2.4 喷射成型喷射成型是利用高速喷射装置将液态材料喷射到模具中,通过冷却和固化来形成所需的产品。
喷射成型工艺适用于高精度要求的产品制造,如光学元件、电子器件等。
3. 工艺流程液态成型工艺的一般流程包括原料准备、熔融处理、成型、冷却和固化等环节。
3.1 原料准备原料准备是指将所需的材料进行筛选、称量等操作,以获得符合要求的原料质量。
3.2 熔融处理熔融处理是指将原料加热并熔化,使其达到液态转变的温度。
熔融处理通常使用加热炉、熔炉等设备来完成。
3.3 成型成型是将熔融的材料注入模具中,并施加适当的压力或加热条件,以获得所需的形状和尺寸。
3.4 冷却和固化成型完成后,材料需要经过冷却和固化过程。
冷却可以通过冷却水、风扇等方式快速降温,固化则是通过材料的结构变化实现。
4. 工艺参数液态成型过程中的工艺参数对成型质量有重要影响,常见的工艺参数包括:•温度:熔融处理温度、模具温度等;•压力:注塑成型中的注射压力、压铸中的压力等;•流速:喷射成型中的喷射速度、流道设计等。
液态成形工艺技术液态成形工艺技术是一种将液体材料注入模具中,通过各种方式使其固化成形的技术。
液态成形工艺技术包括压铸、注塑、压力真空成型等。
这些技术广泛应用于工业生产中,能够生产高精度、高性能的零部件和产品。
液态成形工艺技术的基本原理是通过将液体材料注入模具中,并施加一定的压力,使其充满整个模腔。
在一定的温度和时间下,液体材料会逐渐固化,从而得到所需的成品。
压铸是一种常见的液态成形工艺技术。
在压铸中,液态金属被注入到模具中,并经过高压力的作用,使其充满整个模腔,然后在一定的时间内进行冷却固化。
最终,通过打开模具,可以得到精确的金属零部件。
注塑是另一种常见的液态成形工艺技术。
在注塑中,熔融的塑料被注入到模具中,并且根据模具的形状和尺寸,塑料材料会逐渐固化。
注塑工艺技术可以生产各种塑料制品,如塑料壳体、包装材料等。
注塑工艺技术具有生产效率高、成本低等优点,因此在工业生产中得到广泛应用。
压力真空成型是一种利用压力和真空力来注入液态材料进行成形的技术。
在压力真空成型中,将液态材料放入模具中,并在一定的压力和真空条件下,使其充满整个模腔,并在固化过程中保持形状。
压力真空成型技术适用于各种不同材料的成形,如橡胶、塑料、陶瓷等。
液态成形工艺技术具有许多优点。
首先,液态成形工艺技术可以生产高精度的零部件和产品,尺寸和形状的精准度较高。
其次,液态成形工艺技术可以实现大规模的生产,生产效率较高。
此外,液态成形工艺技术具有良好的表面质量和产品性能,可以生产出高质量的产品。
然而,液态成形工艺技术也存在一些局限性。
首先,液态成形工艺技术对模具的要求较高,模具制造成本较高。
其次,对液态材料的选择和控制有一定的技术要求,不同的液态材料需要不同的成形工艺。
此外,液态成形工艺技术在处理高温材料和特殊材料时存在一定的困难。
总之,液态成形工艺技术是一种重要的加工技术,能够生产出高精度、高性能的零部件和产品。
随着材料和工艺的不断创新,液态成形工艺技术将在工业生产中发挥越来越重要的作用。
金属材料成形工艺的种类及特点金属材料成形方法是零件设计的重要内容,也是制造者们极度关心的问题,金属成形工艺分为八大工艺:铸造、塑性成形、机加工、焊接、粉末冶金、金属注射成型、金属半固态成型、3D打印。
一、铸造液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固,以获得毛坯或零件的生产方法,通常称为金属液态成形或铸造。
1、工艺流程:液体金属→充型→凝固收缩→铸件2、工艺特点:1)可生产形状任意复杂的制件,特别是内腔形状复杂的制件。
2)适应性强,合金种类不受限制,铸件大小几乎不受限制。
3)材料来源广,废品可重熔,设备投资低。
4)废品率高、表面质量较低、劳动条件差。
3、铸造分类:(1)砂型铸造砂型铸造:在砂型中生产铸件的铸造方法。
钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。
工艺流程:技术特点:1)适合于制成形状复杂,特别是具有复杂内腔的毛坯;2)适应性广,成本低;3)对于某些塑性很差的材料,如铸铁等,砂型铸造是制造其零件或,毛坯的唯一的成形工艺。
应用:汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件(2)熔模铸造熔模铸造:通常是指在易熔材料制成模样,在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳,再将模样熔化排出型壳,从而获得无分型面的铸型,经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。
常称为“失蜡铸造”。
工艺流程:优点:1)尺寸精度和几何精度高;2)表面粗糙度高;3)能够铸造外型复杂的铸件,且铸造的合金不受限制。
缺点:工序繁杂,费用较高应用:适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件,如涡轮发动机的叶片等。
(3)压力铸造压铸:是利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内,金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。
工艺流程:优点:1)压铸时金属液体承受压力高,流速快2)产品质量好,尺寸稳定,互换性好;3)生产效率高,压铸模使用次数多;4)适合大批大量生产,经济效益好。
缺点:1)铸件容易产生细小的气孔和缩松。