陶瓷快速成型
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四种常见快速成型技术FDM丝状材料选择性熔覆(Fus ed Dep osi tion Mod eling)快速原型工艺是一种不依*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1.78m m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(M AB S)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。
FD M快速原型技术的优点是:1、操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。
2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、尺寸精度较高,表面质量较好,易于装配。
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、材料利用率高。
6、可选用多种材料,如可染色的A BS和医用A BS、PC、PP SF等。
FDM快速原型技术的缺点是:1、做小件或精细件时精度不如SLA,最高精度0.127mm。
2、速度较慢。
SL A敏树脂选择性固化是采用立体雕刻(Stereo litho gra phy)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。
在树脂液槽中盛满液态光敏树脂,它在紫外激光束的照射下会快速固化。
3d打印陶瓷材料3D打印陶瓷材料。
3D打印技术作为一种快速成型技术,已经在许多领域得到了广泛的应用,而随着科技的不断发展,3D打印材料也在不断创新。
陶瓷作为一种传统材料,在3D 打印领域也有着广阔的应用前景。
本文将介绍3D打印陶瓷材料的相关知识和发展情况。
首先,陶瓷材料在3D打印中的应用具有独特的优势。
陶瓷材料具有优异的耐高温、耐腐蚀性能,以及良好的绝缘性能,因此在航空航天、医疗器械、电子元器件等领域有着广泛的应用。
而通过3D打印技术,可以实现对陶瓷材料的精密成型,满足复杂结构和个性化定制的需求,为陶瓷材料的应用拓展了新的可能性。
其次,目前在3D打印陶瓷材料方面已经取得了一些进展。
传统的陶瓷制造工艺通常需要采用模具成型,而3D打印技术可以直接将设计图纸转化为实体模型,避免了传统制造工艺中的繁琐步骤,大大提高了生产效率。
同时,通过3D打印技术,还可以实现对陶瓷材料的微观结构进行精细控制,提高材料的性能和稳定性。
另外,3D打印陶瓷材料还面临一些挑战和难点。
目前市面上的3D打印机多数适用于塑料、金属等材料的打印,对于陶瓷材料的打印仍存在一定的技术难度。
陶瓷材料的高温烧结和成型过程需要严格控制温度和环境,而且陶瓷材料本身具有一定的脆性,如何在3D打印过程中保证材料的成型质量和强度稳定性是当前亟待解决的问题。
最后,展望未来,3D打印陶瓷材料将会迎来更广阔的发展空间。
随着3D打印技术的不断成熟和陶瓷材料的工艺改进,相信在航空航天、医疗器械、电子元器件等领域,3D打印陶瓷材料将会得到更广泛的应用。
同时,随着3D打印设备的不断普及和成本的降低,3D打印陶瓷材料的定制化生产也将成为可能,为陶瓷材料的应用带来新的发展机遇。
综上所述,3D打印陶瓷材料具有广阔的应用前景,虽然在技术上还存在一些挑战,但相信随着科技的不断进步,3D打印陶瓷材料将会为各行业带来更多的创新和发展机遇。
题目:产品快速开发技术——快速成型技术摘要:本文阐明了新产品快速开发对企业在竞争中取得优势的重要性。
叙述了快速成型制造技术(RP&M)的原理方法、技术特点、工艺方法与现实应用。
关键词:快速成型制造、原理方法、技术特点、工艺方法与现实应用。
1意义产品是一个企业的根本,尤其制造业。
可是以价格、质量为主进行竞争的时期已经过去,商业机遇响应速度逐渐成为现今企业赢得竞争的第一要素。
谁能尽快开发产品,尽早上市,谁就赢得了市场。
因此,新产品快速开发的技术和手段就成了企业的核心竞争力。
快速成型技术,也叫快速原型制造技术就是针对灵活多变的市场、复杂多样的产品而开发出的新技术。
这项技术已经在产品开发方面得到初步应用,在新的市场中崭露头角,显示出快速成型技术的新鲜活力并逐渐成为企业的核心竞争力。
快速成型制造技术(Rapid Prototyping Manufacturing,RPM),就是根据零件的三维模型数据,迅速而精确地制造出该零件。
它是在20世纪80年代后期发展起来的,被认为是最近20年来制造领域的一次重大突破,是目前先进制造领域研究的热点之一。
快速成型制造技术是集CAD技术、数控技术、激光加工、新材料科学、机械电子工程等多学科、多技术为一体的新技术。
它能将已具数学几何模型的设计迅速、自动地物化为具有一定结构和功能的原型或零件。
分层制造技术(Layered Manufacturing Technique, LMT)、实体自由形状制造(Solid Freeform Fabrication, SEF)、直接CAD制造(Direct CAD Manufacturing,DCM)、桌面制造(Desktop Manufacturing,DTM)、即时制造(Instant Manufacturing,IM)与RPM具有相似的内涵。
RPM技术获得零件的途径不同于传统的材料去除或材料变形方法,而是在计算机控制下,基于离散/堆积原理采用不同方法堆积材料最终完成零件的成形与制造的技术。
第六章快速成型技术 (2)4.1 快速原型技术简介 (2)4.1.1 快速成型的基本原理 (2)4.1.2 快速成型的工艺过程 (3)4.1.3 快速原形技术的特点 (4)4.2 RP工艺方法简介 (5)4.2.1典型RP工艺方法简介 (5)4.2.2 典型快速成型工艺比较 (8)4.2.3 其他快速成型工艺 (9)4.3 SCPS350紫外光快速成型机 (9)4.3.1 SCPS350紫外光快速成型机基本原理及制作过程 (9)4.3.2 SCPS350紫外光快速成型机床控制软件的介绍 ..................................... 错误!未定义书签。
4.3.3 SCPS350紫外光快速成型机机床实例讲解............................................. 错误!未定义书签。
第六章快速成型技术4.1 快速原型技术简介快速成型(Rapid Prototyping)是上世纪80年代末及90 年代初发展起来的新兴制造技术,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。
快速成型技术自问世以来,得到了迅速的发展。
由于RP技术可以使数据模型转化为物理模型,并能有效地提高新产品的设计质量,缩短新产品开发周期,提高企业的市场竞争力,因而受到越来越多领域的关注,被一些学者誉为敏捷制造技术的使能技术之一。
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:SLA、LOM、SLS、3DP、FDM快速成型技术根据成型方法可分为两类:基于激光及其他光源的成型技术Laser Technology,例如:光固化成型SLA、分层实体制造LOM、选域激光粉末烧结SLS、形状沉积成型SDM 等;基于喷射的成型技术Jetting Technoloy,例如:熔融沉积成型FDM、三维印刷3DP、多相喷射沉积MJD光造型工艺SLASLA,Stereolithogrphy Apparatus工艺,也称光造型或立体光刻,由Charles Hul 于 1984 年获美国专利。
SLA 技术是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。
这种液态材料在一定波长和强度的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应,分子量急剧增大,材料也就从液态转变成固态。
SLA工作原理SLA工作原理:液槽中盛满液态光固化树脂激光束在偏转镜作用下,能在液态表而上扫描,扫描的轨迹及光线的有无均由计算机控制,光点打到的地方,液体就固化。
成型开始时,工作平台在液面下一个确定的深度.聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描,即逐点固化。
当一层扫描完成后.未被照射的地方仍是液态树脂。
然后升降台带动平台下降一层高度,已成型的层面上又布满一层树脂,刮板将粘度较大的树脂液面刮平,然后再进行下一层的扫描,新周化的一层牢周地粘在前一层上,如此重复直到整个零件制造完毕,得到一个三维实体模型。
SLA 方法是目前快速成型技术领域中研究得最多的方法.也是技术上最为成熟的方法。
S LA 工艺成型的零件精度较高,加工精度一般可达到 0.1 mm ,原材料利用率近 100 %。
但这种方法也有白身的局限性,比如需要支撑、树脂收缩导致精度下降、光固化树脂有一定的毒性等。
叠层实体制造工艺LOMLOM,Laminated Object Manufacturing,LOM工艺称叠层实体制造或分层实体制造,由美国Helisys公司的Michael Feygin于1986 年研制成功。
快速成型技术的特点和工艺原理摘要:快速成形技术是集机械、电子、光学、材料等学科为一体的先进制造技术之一,本文综述了快速成形技术原理与特点,特别在快速成形系统、材料和快速制模方面的最新成就,并分析了快速成形与快速制模技术的发展趋势。
指出该项技术可构成一种应用范围十分广泛、新颖的加工体系,市场前景广阔。
关键词:快速成形技术;三维模型;立体光造型;迭层实体制造;快速制模。
一、前言90年代开始,随着冷战时代的结束,市场环境发生了巨大的变化。
一方面表现为消费者需求日趋主体化、个性化和多样化;另一方面则是产品制造商们都着眼于全球市场的激烈竞争。
面对市场,产品制造商们不但要很快地设计出符合人们消费需求的产品,而且必须很快地生产制造出来,抢占市场。
因此,面对一个迅速变化且无法预料的买方市场,以往传统的大批量生产模式对市场的响应就显得越来越迟缓与被动。
快速响应市场需求,已成为制造业发展的重要走向。
为此,这些年来工业化国家一直在不遗余力地开发先进制造技术,以提高制造工业发展水平,以便在激烈的全球竞争中占有一席之地。
与此同时,计算机、微电子、信息、自动化、新材料、和现代企业管理技术的发展日新月异,这些技术、产业的发展与进步,给产品创意、研究开发、设计、工艺设计、加工准备、制造工艺、装备、装配、质量保证、生产管理和企业经营都有带来了重大变革,产生了一批新的制造技术和制造模式,制造工程与科学取得了前所未有的成就。
快速成形技术就是在这种背景下逐步形成并得以发展。
快速成形技术的发展,使得产品设计、制造的周期大大缩短,提高了产品设计、制造的一次成品率,降低产品开发成本,从而给制造业带来了根本性的变化。
二、技术原理及特点快速成形技术(快速原型技术,RP技术)系统可分为两大类:基于激光或其它光源的成形技术,如:立体光造型(Stereo lithography:SL)、迭层实体制造(Laminated Object Manufacturing:LOM)、选择性激光烧结(Selected Laser Sintering:SLS)、形状沉积制造(Shape Deposition Manufacturing:SDM)等;基于喷射的成形技术,如:熔融沉积制造(Fused Deposition Modeling:FDM)、三维打印制造(Three Dimensional Printing:3DP)等。
快速成型技术的种类
快速成型技术是一种通过计算机辅助设计和制造的方法,可以快速制造出复杂的三维模型。
这种技术已经被广泛应用于各种领域,包括汽车、医疗、航空航天等。
本文将介绍几种常见的快速成型技术。
1. 光固化技术
光固化技术是一种通过紫外线或激光束将液态光敏树脂固化成固体的方法。
这种技术可以制造出非常精细的模型,适用于制造小型零件和精密零件。
光固化技术的优点是制造速度快,精度高,但成本较高。
2. 熔融沉积技术
熔融沉积技术是一种通过将熔融材料喷射到建模平台上,逐层堆积成三维模型的方法。
这种技术适用于制造大型零件和复杂零件。
熔融沉积技术的优点是制造速度快,成本低,但精度较低。
3. 熔融层压技术
熔融层压技术是一种通过将熔融材料喷射到建模平台上,然后用热压力将其压缩成固体的方法。
这种技术适用于制造大型零件和复杂零件。
熔融层压技术的优点是制造速度快,成本低,精度高。
4. 粉末烧结技术
粉末烧结技术是一种通过将金属或陶瓷粉末喷射到建模平台上,然后用激光束或电子束将其烧结成固体的方法。
这种技术适用于制造金属和陶瓷零件。
粉末烧结技术的优点是制造速度快,成本低,精度高。
快速成型技术已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
随着技术的不断发展,这些技术将会越来越成熟,应用范围也会越来越广泛。
几种常见快速成型工艺优缺点比较常见的快速成型工艺包括:激光烧结法(Selective Laser Sintering,SLS)、光固化法(Stereolithography,SLA)、喷墨打印法(Inkjet Printing)、电子束熔化法(Electron Beam Melting,EBM)、热熔沉积法(Fused Deposition Modeling,FDM)等。
下面将逐一比较这些方法的优缺点。
激光烧结法(SLS)是使用激光器将可塑性粉末烧结成所需形状的方法。
其优点包括:1.适用范围广:SLS可以用于各种材料,包括塑料、金属、陶瓷等。
因此,它适用于不同领域的应用,例如制造汽车零件、医疗器械等。
2.生产速度快:SLS可以在短时间内完成复杂形状的成型,节省了生产时间。
3.无需支撑结构:由于激光烧结的方式,SLS制造的零件不需要支撑结构,因此可以制造更为复杂的形状。
但SLS也存在一些缺点:1.成本较高:SLS设备的价格相对较高,且材料也相对较贵,导致成本较高。
2.表面质量较差:SLS制造的零件表面质量一般较差,需要进行后处理才能得到满意的结果。
光固化法(SLA)是使用紫外线激光器将液态光敏物质逐层固化成所需形状的方法。
其优点包括:1.高精度:SLA制造的零件具有较高的精度和细节展现能力。
2.可用材料多样:SLA可以使用不同种类的光敏物质进行成型,例如树脂、陶瓷等。
3.成本相对较低:SLA设备的价格相对较低,且材料成本也较低。
然而,SLA也存在一些缺点:1.制造速度较慢:由于光敏物质需要逐层固化,SLA制造的速度较慢。
2.零件强度较低:SLA制造的零件强度一般较低,不适用于承受大负荷的情况。
喷墨打印法(Inkjet Printing)是使用喷墨头将液态材料逐层喷射成所需形状的方法。
其优点包括:1.制造速度快:喷墨打印法可以较快地完成成型过程。
2.低成本:喷墨打印设备相对成本较低,材料成本也较低。
快速成型技术快速成型技术简介快速成型技术(Rapid Prototyping Technology-RPT)属于先进制造技术范畴机械工程学科非传统加工工艺(或称为特种加工)是将CAD、CAM、、激光、精密伺服驱动和新材料等先进技术集成的一种全新制造技术。
它通过叠加成型方法可以自动而迅速地将设计的三维CAD模型转化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零件。
与传统的制造方法相比,它具有生产周期短,成本低的优势,并且可以灵活地改变设计方案,实现柔性生产,在新产品的开发中具有广阔的应用前景。
目前世界上投入应用的快速成形的方法有十多种,主要包括立体印刷(SLA-StereoLithgraphy Apparatus)、分层实体制造(LOM-Laminated obxxxxject Manufacturing)、选择性激光烧结(SLS—Selective Laser Sintering)、熔化沉积制造(FDM-Fused Deposition Modeling)、固基光敏液相(SGC-Solid Ground Curing)等方法。
其中选择性激光烧结(SLS)技术具有成型材料选择范围宽、应用领域广的突出优点,得到了迅速发展,正受到越来越多的重视。
SLS方法具有以下的优点:由于粉末具有自支撑作用,不需另外支撑;材料广泛,不仅包括各种塑料材料、蜡和覆膜砂,还可以直接生产金属和陶瓷零件。
且材料可重复使用,利用率高。
快速成型技术工作原理使用CO2 激光器烧结粉末材料(如蜡粉、PS粉、ABS粉、尼龙粉、覆膜陶瓷和金属粉等)。
成型时先在工作台上铺上一层粉末材料激光束在计算机的控制下按照截面轮廓的信息对制件实心部分所在的粉末进行烧结。
一层完成后工作台下降一个层厚再进行下一层的铺粉烧结。
如此循环,最终形成三维产品。
快速成型技术应用选择性激光烧结快速成型(Selective Laser Sintering Rapid Prototyping) 技术(简称SLS技术)由于具有成型材料选择范围宽、应用领域广的突出优点,得到了迅速的发展,正受到越来越多的重视。