快速成型技术在现代制造业中的应用new

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1、应用快速成型技术在现代制造业中的应用冯嫦(中山火炬职业技术学院装备制造系，广东中山528436)技术的原理及特点．并通过小扳手制作实例阐述了快速成型技术的应用过程，展现了产品光固化：现代制造业1文献标识码：A文章编号：1009-9492(2olo)07-0129-02l引言都是通过CAD数字模型直接或者间接驱动快速成型设备系统进行原型制造的。这是其区别于传统制造方法的显著快速成型制造技术(RapidPrototypingManufacturing，RPM)。就是根据零件的三维模型数据，迅速而精确地制特点。造出该零件的现代加工技术。

2、快速成型技术是特种加工技(4)技术高度成型。快速成型技术填补了CAD与术中具有代表性的一种。被认为是最近20年来制造领域CAM之间的缝隙．新材料、激光技术、精密伺服驱动技的一次重大突破，是目前先进制造领域研究的热点之一。术、计算机技术以及数控技术的高度集成，共同支撑了快集数控、机械CAD／CAM技术、激光加工、新材料科学等速成型技术的实现。(5)广泛的应用领域。除制造原型以外，该技术还适多种新型技术为一体的新技术⋯。合于新产品的开发、单件及小批量零件制造、不规则或复2快速成型技术的分类及特点杂形状零件制造、模具设计与制造、零件设计

3、及外观评估随着机械CAD／CAM技术以及新材料科学技术的发和装配检验、快速反求与复制．也适合与难加工材料的制展。快速成型技术逐渐发展成光固化成型工艺(SLA)、叠造等。不仅在制造业中有广泛的应用，而且在材料科学与层实体制造工艺(LOM)、选择性激光烧结成型工艺工程、医学、文化艺术以及建筑工程等领域也有广泛的应(SLs)、熔融沉积快速成型工艺(FDM)、数码累积成型等_1用前景。10余种工艺方法[。快速成型特点【’如下。3快速成型技术应用实例(1)自由成型制造。其含义包括包括两个方面：一是基于快速成型技术，利用了SPS600光固化成

4、型设备完成了图1手柄的制作。手柄制作分为三个前处理、原型指无需使用工具、模具而制造原型或零件，由此可以缩短制作和后处理三个阶段[3】。新产品的试制周期并降低制造成本；二是指步骤产品形状复杂程度的限制．能制造出任意形状的机构和不同材料复3．1前处理合的原型或零件。前处理阶段主要是对原型的CAD模型进行数据转换、(2)制造过程快速。从建模到反求获得数据制成原摆放方位确定、施加支撑和切片分层，实际上就是为原型型，一般需要数小时或者十几小时，速度比传统成型加工的制作准备数据。三维实体造型是CAD模型的最好表示，方法快很多、大大降低了新产品

5、的开发成本和企业研制新也是快速原型制作必须的原始数据源。CAD模型的三维造产品的风险。型可以在UG、Pr0／E、SolidWorks等大型CAD软件以及许(3)添加式和数字化驱动成型方式。无论哪种快速成多小型的CAD软件上实现．图1给出的是小扳手在Solid—型的方式都是通过逐点、逐层以添加的方式累积成型的，Works2008上的三维造型。收稿日期：2010—04—27ILl129lJ-—-．—-．——-．。．．．—．J．．．．．．．，—L--．--——-·—·-·--—·—-技术数据转换是对产品CAD模型的近似处理，主要是生成支

6、撑施加完毕后，根据设备系统设定的分层厚度沿着STL格式的数据文件。STL数据处理实际上就是采用若干小高度方向进行切片．生成RP系统需求的SLC格式的层片三角形片来逼近模型的外表面。如图2所示。这一阶段需数据文件。提供给光固化快速原型制作系统，进行原型制要注意的是STL文件生成的精度控制。目前．通用的CAD作。图2—3给出的是该扳手的光固化原型。三维设计软件系统都有STL数据的输出，如图2所示。3．2快速成型制作快速成型制作是将制作数据传输到成型机中，快速成型出零件的过程是快速成型技术的核心。制作流程为：在原型制作前．需要提前启动光

7、固化快速成型设备系统，使得光敏树脂材料的温度达到38。C。设备运转正常后，启动原型制作控制软件．读入前处理生成的层片数据文件。当一切准备就绪后，就可以启动叠层制作了。整个叠层的光固化过程都是在软件系统的控制下自动完成的，所有叠层制作完毕后，系统自动停止。图5给出的是SPS600光固化成型设备在进行光固化叠层制作时的界面。界面显示了图1小扳手三维图2CAD模型的STL激光能源的某些信息、激光扫描速度、原型几何尺寸、总原始模型数据模型的叠层数、目前正在固化的叠层、_T作台升降速度等有关信息。摆放方位的处理是十分重要的，不但影响着制作时

8、间和效率．更影响着后续支撑的施加以及原型的表面质量等．因此，摆放方位的确定需要综合考虑上述各种因素。小扳手由于其尺寸较小。为了保证轴部外径尺寸以及轴部内孑L尺寸的精度，选择直立摆放，如图3所示。同时考虑到尽可能减小支撑的批次，大端朝下摆放。摆放方位