第二章_光固化快速成型工艺汇总.
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第2章快速成型技术及其在铸造中的应用2.1 引言快速成型(Rapid Prototyping-RP)技术是国际上新开发的一项高科技成果,简称快速成型技术。
它的核心技术是计算机技术和材料技术。
快速成型技术摒弃了传统的机械加工方法,根据CAD生成的零件几何信息,控制三维数控成型系统,通过激光束或其它方法将材料堆积而形成零件的。
用这种方法成型,无需进行费时、耗资的模具或专用工具的设计和机械加工,极大地提高了生产效率和制造柔性。
从制造原理上讲,快速成型(RP)技术一改“去除”为“堆积”的加工原理,给制造技术带来了革命性的飞跃式发展。
基于RP原理的快速制造技术经十几年的发展,在创新设计、反求工程、快速制模各方面都有了长足的进步。
RP技术的应用可大大加快产品开发速度,缩短制造周期,降低开发成本。
现代市场竞争的特点是多品种、小批量、短周期,要求企业对市场能快速响应并不断推出新产品占领市场,如新型电话机的市场寿命仅6个月,又如台湾和日本摩托车行业,每三个月就推出一种新型摩托车投入市场,摩托车几万辆就需改型。
二十世纪九十年代以来,在信息互联网支持下,由快速设计、反求工程、快速成形、快速制模等构成的快速制造技术取得很大进展。
快速成形技术最早产生于二十世纪70年代末到80年代初,美国3M公司的Alan J. Hebert(1978)、日本的小玉秀男(1980)、美国UVP公司的Charles W. Hull(1982)和日本的丸谷洋二(1983),在不同的地点各自独立地提出了RP的概念,即用分层制造产生三维实体的思想。
Charles W. Hull 在UVP的继续支持下,完成了一个能自动建造零件的称之为Stereolithography Apparatus (SLA)的完整系统SLA-1,1986年该系统获得专利,这是RP发展的一个里程碑。
同年,Charles W. Hull和UVP的股东们一起建立了3D System公司。
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典型RP第章光固化快速成型SLA工艺快速成型技术(Rapid Prototyping Technology, RP)是指通过计算机辅助设计(CAD)系统对实体物体进行实时建模,并将模型信息传输至快速成型机,通过多种加工工艺制造出具有相应物理属性的实体模型,通常用于产品设计原型开发。
光固化快速成型技术(Stereolithography Apparatus, SLA)是快速成型技术中的一种,它首先通过计算机模型生成薄切片图像,然后将这些图像逐层投影到液化光敏树脂上,并利用紫外线光束再次照射树脂,使树脂分子之间发生化学反应,固化成具有形状和特定性质的固态物体。
SLA工艺是快速成型技术中的一种高精度加工工艺,能够制造出繁琐的空间精细构形,具有许多优越的特性,例如精度高、速度快、制造出的模型表面光滑、具有复杂的内部空腔结构等。
SLA工艺的基本流程SLA工艺的基本流程可以分为以下几个步骤:1.制作CAD模型:首先,需要利用计算机辅助设计(CAD)软件,制作出需要制造的实体模型。
2.制作STL文件:需要将CAD模型转化成为STL文件,STL文件实质上是将CAD模型切割成为不同的图层,在SLA加工时可以依次加工每个图层从而形成最终模型。
3.对STL文件进行切片处理:依据预设的SLA加工参数,将STL文件进行切片处理。
4.进行SLA加工:将切片后的图像逐层投影到液化光敏树脂上,并利用紫外线光束固化树脂,得到最终的实体模型。
需要注意的问题SLA工艺在加工时需要注意以下几个问题:1.液化光敏树脂的选择:树脂的选择对于模型的性能具有很大的影响,需要选择与实际需求相符合的树脂。
2.切片厚度的选择:切片厚度对于模型表面质量和制造时间都具有一定的影响,需要根据实际需求进行选择。
3.加工参数的设置:加工参数包括光敏树脂的固化时间、灯管功率、投影方式等,需要根据所使用的材料进行参数调整,以获取最佳的加工效果。
SLA工艺的应用SLA工艺在产品开发和生产领域有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:1.原型制作:SLA工艺可以制造出高精度、具有内部空腔结构的实体模型,用于验证设计的可行性和准确性,可以大大缩短开发周期。
立体光固化快速成型工艺过程分析2100字摘要:作为一种离散堆积成型的成形方式,快速成型可以在无模具、刀具和工装的情况下,直接读取STL数据,快速制造出具有复杂形状的实体部件。
本文简述了立体光固化快速成型技术的工艺过程并分析了工艺缺陷,最后指出快速成型技术的发展方向。
关键词:快速成型实体部件加工精度一、引言快速成型技术是先进制造技术的重要分支,无论在制造思想上还是实现方法上都有很大的突破,利用快速成型技术可以对产品设计进行迅速评价、修改,并自动快速地将设计转化为具有相应结构和功能的原型产品或直接制造出零部件,从而大大缩短新产品的开发周期,降低产品的开发成本,使企业能够快速响应市场需求,提高产品的市场竞争力和企业的综合竞争能力。
光固化快速成型又称为立体印刷成型,是集控制技术、激光技术、物理化学等高新技术于一体的综合性技术。
二、快速成型的工艺过程快速成型的工艺过程具体如下:(一)产品三维模型的构建。
首先构建待加工工件的CAD模型。
该CAD模型可以利用计算机辅助设计软件直接构建。
也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。
(二)三维模型的近似处理。
产品加工前要对模型进行近似处理,STL格式文件目前已经成为快速成型领域的准标接口文件。
STL文件有二进制码和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。
(三)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0.05-0.5?L,常用0.1?L。
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。
(四)成型加工。
根据切片处理的截面轮廓,在计算机控制下,相应的成型头(激光头或喷头)按各截面轮廓信息做扫描运动,在工作台上一层一层地堆积材料,然后将各层相粘结,最终得到原型产品。
光固化快速成型一、前言随着全球市场一体化的形成,制造业的竞争十分激烈,产品的开发速度日益成为主要矛盾。
在这种情况下,自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。
制造业为满足日益变化的用户需求,要求制造技术有较强的灵活性,能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。
因此,产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。
从技术发展角度看,计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。
所以我们要掌握该技术,才能在未来的商业或国际竞争中立于不败之地。
快速成型(Rapid Prototyping Manufacturing,简称RPM)技术,诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种高新制造技术,是基于离散-堆积成形原理的先进制造技术的总称。
被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。
即,快速成形技术就是利用三维CAD的数据,通过快速成型机,将一层层的材料堆积成实体原型。
快速成型技术发展至今,以其技术的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速发展,快速成形技术彻底摆脱了传统的“去除”加工法——部分去除大于工件的毛坯上的材料来得到工件。
而采用全新的“增长”加工法——用一层层的小毛坯逐步叠加成大工件,将复杂的三维加工分解成简单的二维加工的组合,因此,它不必采用传统的加工机床和模具,只需传统加工方法的10%~30%的工时和20%~35%的成本,就能直接制造出产品样品或模具。
由于快速成形具有上述突出的优势,所以近年来发展迅速,已成为现代先进制造技术中的一项支柱技术,实现并行工程(Concurrent Engineering,简称CE)必不可少的手段。
光固化树脂的成型工艺有哪些光固化树脂是一种很常见的材料,应用广泛于3D打印、半导体、医疗器械等各个领域。
其特点在于可以通过紫外线或激光等光能量,使树脂涂层或胶水快速硬化成型,且具备高抗拉强度、耐磨损、防腐蚀等特性。
本文将探讨光固化树脂的成型工艺。
一、涂布法涂布法是将光固化树脂涂覆于物体表面,并通过紫外线或激光束在其上进行快速固化。
该方法可以应用于几乎所有的表面形态,直接施工在物体上,适用于一次性或小批量生产。
不过此法有一些缺点,如会造成涂覆不均匀、薄膜容易起泡等问题。
二、浸渍法浸渍法是将光固化树脂浸泡在基材中,与基材加强粘结力和强度,用于生产玻璃纤维、碳纤维等增强材料。
此法优点在于能够替代传统树脂浸透过程中无法达成的几何形态,且制造过程相对简单。
然而由于浸润点均匀性不易保证,加上溶剂挥发、气泡、流动方向等影响,使得此法在工厂化批量生产中受到限制。
三、滚涂法滚涂法主要是照射在移动的滚筒上进行光固化,然后将光固化的涂层粘贴在基材上,比如印刷电路板的制造过程中,滚涂法能够替换先前的丝网印刷工艺。
精密的,高质量的产品可通过这种方式制造,但滚筒的材料、直径、凸纹深度等会影响其成型效果。
四、投影微型制造投影微型制造也叫DLP投影机成型技术,利用光学学与荧光原理使三维物体快速硬化打印出来。
在打印各个层面的过程中,树脂涂层就会被固化成为实体,精度高、速度快,因此适用于生产小型的聚合物制品。
投影微型制造的固化时间更短,能够进行快速批量生产和迅速开发样品。
综上,在光固化树脂的成型工艺中,涂布法、浸渍法、滚涂法、投影微型制造等方式在不同的场合被广泛使用,可以说是解决了传统树脂成型工艺中巨大的局限性,实现了微細、复杂的三维成形。
但是,其中每一种方法都有不可避免的问题,在实际应用中还需结合产品的特性和生产需求进行选择和综合运用。