快速制造技术及其应用66页PPT

谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
快速制造技术及其应用
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子

实例7：大尺寸零件反求测量
指标 设备
FARO P12-7关节便 携式测量系统
测量范围 （m） 3.7
单点球测试重 单点锥测试重 复精度（mm） 复精度 （mm） ±0.064 ±0.073
激光扫描头扫 描精度 （mm） ±0.05
注：采用转站蛙跳球标定模板，测量范围可以无限扩展， 非常适合于大型风力叶片，汽车外形的三维数字化测量。
CCD测量范 围（mm） 400×600×3 00
单帧测量精度 （mm） ±0.02/100
整体测量精度 0.1mm/M
备注 能获取零件的 内部结构数据
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快速制造技术
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快速制造技术
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快速制造技术 数字近景工业三维摄影(面扫描）测量系统的测量相对精度可达到 1/100000，适合于大型曲面模具、艺术模型、面板、天线及部件的检测。 主要应用领域包括：航空航天、大型天线、汽车制造、造船及其它工业 测量领域。
快速制造技术及其应用
（产品数字化快速开发技术与应用）
快速制造技术
主 要 内 容
快速制造技术 逆向工程（反求工程）及其应用 激光快速成型技术及其应用 快速模具制造技术及其应用
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快速制造技术
一、快速制造技术
1. 2.
快速制造(RM--Rapid Manufacturing) 是基于离散- 堆 积成形原理的先进制造技术的总称。 基本定义：“由产品的三维CAD 模型数据直接驱动，组 装(堆积) 材料单元而制造出任意复杂且具有使用功能的 零件的科学技术。”
激 光 器 扫 描 镜
激 光 束 铺粉 装置 零件
Z轴 升降台

24 Chp3 服务内容
1．粉末材 料
成形材料除了填料和黏结剂两个主体部分，还需要加入一 些粉末助剂调节其性能，可加入一些固体润滑剂增加粉末滚动 性，如氧化铝粉末、可溶性淀粉、滑石粉等，有利于铺粉层均 匀；加入二氧化硅等密度大且粒径小的颗粒增加粉末密度，减 小孔隙率，防止打印过程中黏结剂过分渗透；加入卵磷脂减少 打印过程中小颗粒的飞扬以及保持打印形状的稳定性等。另外， 为防止粉末由于粒径过小而团聚，需采用相应方法对粉末进行 分散。
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快速制造技术及应用
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第1章 快速制造技术入门
第3章 基于固化快速成形
的运动，以供应支架材料。左右送粉缸运动选用光杠—丝杠传动
传动。
16 Chp3 服务内容
1．3DP 打印机机 械运动机
构
三维快速成形技术不同，所使用的成形设备略有不同。3DP 打印机外形上与普通的打印机区别不大，设备有左、右两个供粉 缸。如果工作从左供粉缸开始，左供粉缸内的粉末材料通过铺粉 锟均匀分布到工作平台的金属盘上，这时铺粉锟运动到右侧的供 粉缸位置，粉末平铺后，由打印头按轮廓逐层喷出液体黏结剂进 行黏结，工作台降低一个层厚的距离。然后右边成形缸内的粉末 材料通过铺粉锟均匀分布到工作平台金属盘上前一层成形层上， 铺粉锟回到到左侧供粉缸位置，依次重叠循环，直到制作完成。
图7-3 3DP技术成形原理
3DP技术不但可以制作出 内部空心的零件，而且还能制 作出各种形状复杂、要求精细 的零件。同时，3DP技术将原 本只能在成形车间才能进行的 工艺搬到了普通办公室，使其 应用更加广泛。

型框壁、底面距RP原型：20mm 侧挡板高度=RP原型高度+90mm（留出50mm，防止
脱泡时硅胶溢出）
速 2、分型面
制
通常选取投影面积最大的面
模
对于高薄壁件，尽量将其整体置于同一半模中。
技
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快速模具制造技术
(一) 硅橡胶快速制模的若干问题
硅 3、型框形状
橡
一般：方形、正方形
胶
特殊：按原型形状搭建型框（随形型框）
快
速 4、浇道的位置和方向
制
避免大面积平面形状置于型腔最高位置
模
技
术2021/6/10
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快速模具制造技术
(一) 经济型硅橡胶快速制模工艺方法
硅 橡 传统的快速硅橡胶模具制造过程中存在相当严重的硅橡胶
浪费现象
胶
快
速
制
模
技
术2021/6/10
28ห้องสมุดไป่ตู้
快速模具制造技术
直接法--利用RP技术直接制造出模具本身。 间接法--利用快速成型件作母模或过渡模具，再 通
过传统的模具制造方法来制造模具。
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快
速
模
具
制
RT
造
技
术
及
其
分
类2021/6/10
快速模具制造技术
软质模具制造
应用：批量小、品种多、改型快的产品制造 方法：硅橡胶浇注法、金属喷涂法、树脂浇注 法 生产制品数量：50～5000件
喷
作母模，将低熔点的熔化金属（如锌铝合金）充分雾化 后以一定的速度喷射到母模的表面，形成模具型腔表面，
涂 充填背衬复合材料，制作锌铝合金软模具。

1976年，P. L. DiMatteo进一步明确 地提出，这种堆积技术能够用来制 造用普通机加工设备难以加工的曲 面，如螺旋桨、三维凸轮和型腔模 具等。在具体实践中，通过铣床加 工成形沿高度标识的金属层片，然 后通过粘接成叠层状，采用螺栓和 带锥度的销钉进行连接加固，制作 了型腔模，如图所示。
由DiMatteo制作的型腔模叠层模型
第三节 快速成型技术的特点及优越性
❖ 快速成型技术的优越性
◎ 用户受益 用户在产品设计的最初阶段，也能见到产品样品甚至少量产品，这使得用户能及早、 深刻地认识产品，进行必要的测试，并及时提出意见，从而可以在尽可能短的时间 内，以最合理的价格得到性能最符合要求的产品。
第一章 概 论
1 快速成型技术的早期发展 2 快速成型技术的主要方法及分类 3 快速成型技术的特点及优越性 4 快速成型技术的发展趋势
1902年，Carlo Baese在他的美国专利(# 774549)中，提出了用光敏聚合 物制造塑料件的原理，这是现代第一种快速成形技术—“立体平板印 刷术”(StereoLithography)的初始设想。
1940年，Perera提出了在硬纸板上切割轮廓线，然后将这些纸板粘结 成三维地形图的方法。
第一章 概 论
1 快速成型技术的早期发展 2 快速成型技术的主要方法及分类 3 快速成型技术的特点及优越性 4 快速成型技术的发展趋势
第二节 快速成型技术的主要方法及分类
❖ 快速成型过程
快速成型离散和叠加过程
快速成型技术的制造方式是基 于离散堆积原理的累加式成型， 从成型原理上提出了一种全新 的思维模式，即将计算机上设 计的零件三维模型，通过特定 的数据格式存储转换并由专用 软件对其进行分层处理，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，在控制系统的控制下， 选择性地固化光敏树脂或烧结 粉状材料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实体， 然后进行实体的后处理，形成 原型或零件，如图所示。

国内的清华大学与北京殷华公司较早地进行了FDM 工艺商品化系统的研制工作，并推出熔融挤压制造设备 MEM250等。
FDM 原理 图
二、特点
优点：
1、采用热熔挤压头专利技术，系统结构原理和操作简 单，且使用无毒的原材料，设备可安装在办公环境中。
2、成型速度快。不需要SLA中的刮板工序。 3、用蜡成型的零件原型，可以直接用于熔模铸造。 4、可以成型任意复杂程度的零件。如复杂的内腔、孔 等。 5、原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形 小。 6、原材料利用率高。 7、支撑去除简单。
快速成形技术
概述：
快速成形技术（Rapid Prototyping，简称RP）20世 纪80年代发展起来的，它综合了机械工程、CAD、 数控技术、激光技术及材料科学技术，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，从而大大缩短产品的研 制周期。因而，被认为是近20来制造领域的一个重 大突破。影响力与数控技术相当。
SLS工艺是利用粉末材料（金属粉末或非金属粉末） 在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积 成形。
SLS原理图
工作台上均匀铺上一 层很薄（0.1~0.2mm） 的粉末，激光束在计算 机的控制下按照零件分 层轮廓有选择性地进行 烧结，一层完成后再进 行下一层烧结。全部烧 结完成后去掉多余的粉 末，再进行打磨、烘干 等处理便获得零件。
又称熔丝沉积，它是将丝状的热熔性材料加热融化， 通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。喷头沿零件截 面轮廓和填充轨迹运动，挤出的材料迅速固化并与周围 材料粘结，层层堆积而成。
主要适用于模具行业新产品开发和医疗、考古等基 于数字成像技术的三维实体模型制造。
FDM工艺由美国学者Dr.Scott Crump于1988年研制 成功，并由美国Stratasys公司推出商品化的机器。1993 年开发第一台FDM1650机型后，先后推出FDM2000、 FDM3000、FDM8000等。