材料制备新技术 教学课件 作者 许春香 主编 张金山 副主编第九章 激光快速成型技术.ppt

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1、第9章激光快速成形技术图9-1激光快速制造的原理第9章激光快速成形技术图9-2激光快速制造的离散/堆积过程第9章激光快速成形技术(a)传统加工(b)快速成型图9-3激光快速制造过程第9章激光快速成形技术图9-4与He-Cd激光器有关的能级图1—636nm；2—635.5nm；3—537.8nm；4—533.7nm；5—325nm；6—441.6nm第9章激光快速成形技术图9-5氩离子激光器的结构1—反射镜；2—出水口；3—气旁路管；4—阴极；5—进水口；6—水冷套管；7—放电管；8—线圈；9—阳极；10—步儒斯特窗第9章激光快速成形技术图9-

2、6Ar+能级图图9-7CO2分子能级图第9章激光快速成形技术图9-8封离型CO2激光器的结构1-反射镜；2-水冷套管；3-出水口；4-电极；5-放电管；6-进水口第9章激光快速成形技术图9-9激光立体印刷成形原理图第9章激光快速成形技术图9-10分层实体制造成形原理图第9章激光快速成形技术图9-11无轮廓区切割成小方网格第9章激光快速成形技术图9-12选择性激光烧结成形原理图第9章激光快速成形技术图9-13激光熔覆快速成形原理图第9章激光快速成形技术图9-14激光热应力成形原理图第9章激光快速成形技术图9-15双缸摩托车汽缸盖样件第9章激光快

3、速成形技术图9-16快速技术生产的发动机蜡模图9-17快速技术生产的发动机零件第9章激光快速成形技术图9-18从CT数据到骨骼3D数值模图9-19LRP模型帮助手术计划第9章激光快速成形技术图9-20应用LRP模型设计植入体第9章激光快速成形技术(a)下颌骨模型(b)人鼻假体原型图9-21赝复体原型蜡模表9-1各种成形方法的比较项目去除成形受迫成形添加成形材料利用率产生切屑，材料利用率低产生工艺废料，如浇冒口、飞边等材料利用率高，大多数工艺可达100％产品精度与性能通常为最终成形，精度高多用于毛坯制造，属静成形或近成形范畴属静成形范畴，精度较

4、好制造零件的复杂程度受刀具或模具等形状限制，无法制造太复杂的曲面和异形深空等受模具等工具的形状限制，无法制造太复杂的曲面可制造任意复杂形状的零件表9-2常用的激光快速成型材料分类材料形态液态固态粉末固态片材非金属金属材料名称光固化树脂蜡粉尼龙粉塑料粉陶瓷粉覆膜砂粉等金属粉覆膜金属粉纸塑料+粘结剂陶瓷箔+粘结剂金属箔+粘结剂等成型方法SLASLSLOMSLS表9-3KINERGY公司生产的纸基卷材性能型号K—01K—02K—03宽度/mm300～900300～900300～900厚度/mm0.120.110.09粘结温度/℃210250250成

5、型后的颜色浅灰浅黄黑成型过程翘曲变形很小稍大小成型件表面硬度高较高很高成型件耐温性好好很好（>200℃）成型件表面抛光性好好很好成型件表面光亮度好很好（类似塑料)好成型件弹性一般好（类似塑料)一般废料分离性好好好价格较低较低较高表9-4LRP技术制作模具与传统机加工制模的比较制作方法制作成本/美元制作周期/周模具寿命/件硅橡胶浇注法5230金属树脂浇注法945300电弧热喷涂法256～71000镍蒸发沉积法306～75000传统机加工制模法6016～18250000表9-5模型肖氏硬度比较（5次平均）及强度比较试料硬度/HS强度/MPaLO

6、M模型垂直于纸面4566LOM模型平行于纸面17-铝模40-杉木模30-柳木模25-光造型树脂-3.0～60表9-6主要激光快速成型技术用于制造铸造模的优缺点对比方法SLALOMSLS材料丙烯酸纸丙烯酸、聚碳酸酯熔模铸造适应性中等/好好好铸造方法作砂型/型壳作砂型/型壳作砂型/型壳烧熔前膨胀性高低高/中等烧熔时间中等/快慢慢/快烧熔后残留物低高中等/低铸件表面粗糙度低一般低/一般表9-7几种激光快速制模方法的有关参数制模方法开发单位使用材料尺寸规格尺寸精度表面粗糙表面硬度LENSSandiaNationalLab304、316不锈钢、铁镍合

7、金、H13工具钢、碳化物金属陶瓷等小0.5mm略高于铸造精度59.3HRCRapidToolDTM低碳钢、铜中、小<0.25mm—75HRB3DPMIT聚合物、金属或陶瓷粉末中、小0.5%、1%与铸造精度相当30HRBNCCCEMCOM镍中、小±0.13mm0.1μm65HRBKeltool3DSystemsA6工具钢、不锈钢、碳化钨等中、小±0.1%—热处理后48～50HRCRSPIdahoNationalEngineeringLabP20、H13、D2工具钢大、中±0.1%～±0.2%与EDM精度相当时效处理后61～64HRCHRST东京

8、大学、华中理工大学不锈钢、碳化物、合金等不限大、中、小0.04%0.2μm700HV