快速成型材料及设备－I

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1、第三章　快速成型材料及设备模具工程技术研究中心METRCξ3快速成型材料及设备第一节快速成型材料快速成型材料根据原型建造原理、技术和方法的不同分为薄层材料、液态材料、粉状材料、丝材等。材料形态液态固态粉末固态片材固态丝材非金属金属具体材料光固化树脂蜡粉尼龙粉覆膜陶瓷粉高分子材料粉钢粉覆膜钢粉覆膜纸覆膜塑料覆膜陶瓷箔覆膜金属箔蜡丝ABS丝快速成型材料及其性能不仅影响着所制作原型的性能及精度，而且也影响着与成型工艺相关联的建造过程。快速成型工艺对成型材料性能的总体要求有如下几个方面：（1）适应逐层累加方式的快速成型建造模式；（2）在各种快速成型建造方式下能快速

2、实现层内建造及层间连接；（3）制作的原型具有一定的尺寸精度和尺寸稳定性；（4）确保原型具有一定的力学性能及性能稳定性；（5）无毒无污染。模具工程技术研究中心METRCξ3快速成型材料及设备一、光固化快速成型材料光固化材料是一种既古老又崭新的材料，与一般固化方法比较，光固化材料有下列优点：（1）固化快，可在几秒钟内固化，可应用于要求立刻固化的场合；（2）不需要加热，这一点对于某些不能耐热的塑料、光学、电子零件来说十分有用；（3）可配成无溶剂产品，使用溶剂会涉及到许多环境问题和审批手续问题，因此每个工业部门都力图减少使用溶剂；（4）节省能量，各种光源的效率要高

3、于烘箱；（5）可使用单组分，无配制问题，使用期较长；（6）可以自动化操作及固化，提高生产的自动化程度，从而提高生产效率和经济效益。模具工程技术研究中心METRC用于光固化快速成型的材料为液态光固化树脂，或称液态光敏树脂。随着光固化成型技术的不断发展，具有独特性能的光固化树脂（如收缩率小甚至无收缩，变形小，不用二次固化，强度高等）也不断地被开发出来。下面分别介绍Vantico公司、3DSystems公司以及DSM公司的光固化快速成型材料的性能、适用场合以及选择方案等。ξ3快速成型材料及设备模具工程技术研究中心METRC1、Vantico公司的SL系列下表给出

4、了Vantico公司提供的光固化树脂在各种3DSystems公司光固化快速成型系统和原型不同的使用性能和要求情况下的光固化成型材料的选择方案。ξ3快速成型材料及设备模具工程技术研究中心METRCξ3快速成型材料及设备模具工程技术研究中心METRC2、3DSystems公司的Accura系列3DSystems公司的ACCURA系列光固化成型材料主要有用于SLAVipersi2、SLA3500、SLA5000和SLA7000系统的ACCUGENTM、ACCUDURTM、SI10、SI20、SI30、SI40Nd系列型号和用于SLA250、SLA500系统的SI

5、40Hc&AR型号等。部分3DSystems公司的ACCURA系列材料的性能如下表所示。ξ3快速成型材料及设备模具工程技术研究中心METRCξ3快速成型材料及设备模具工程技术研究中心METRC3、DSM公司的SOMOS系列DSM公司的SOMOS系列环氧树脂主要是面向光固化快速成型开发的系列材料，部分型号的性能及主要指标如下表所示。ξ3快速成型材料及设备模具工程技术研究中心METRCξ3快速成型材料及设备模具工程技术研究中心METRCLOM工艺中的成型材料涉及到三个方面的问题，即薄层材料、粘结剂和涂布工艺。薄层材料可分为纸、塑料薄膜、金属箔等。目前的LOM成

6、型材料中的薄层材料多为纸材，而粘结剂一般为热熔胶。纸材料的选取、热溶胶的配置及涂布工艺均要从保证最终成型零件的质量出发，同时要考虑成本。对于LOM纸材的性能，要求厚度均匀、具有足够的抗拉强度以及粘结剂有较好的湿润性、凃挂性和粘结性等。下面就纸的性能、热熔胶的要求及凃布工艺进行简要的介绍。二、叠层实体快速成型材料ξ3快速成型材料及设备模具工程技术研究中心METRC纸的性能：对于LOM成型材料的纸材，有以下要求：（1）抗湿性保证纸原料(卷轴纸)不会因时间长而吸水，从而保证热压过程中不会因水分的损失而产生变形及粘接不牢。纸的施胶度可用来表示纸张抗水能力的大小。（

7、2）良好的浸润性保证良好的涂胶性能。（3）抗拉强度保证在加工过程中不被拉断。（4）收缩率小保证热压过程中不会因部分水分损失而导致变形，可用纸的伸缩率参数计量。（5）剥离性能好因剥离时破坏发生在纸张内部，要求纸的垂直方向抗拉强度不是很大。（6）易打磨，表面光滑。（7）稳定性成型零件可长时间保存。ξ3快速成型材料及设备模具工程技术研究中心METRC热溶胶：叠层实体制造中的成型材料多为涂有热熔胶的纸材，层与层之间的粘结是靠热熔胶保证的。热熔胶的种类很多，其中以EVA(乙烯—醋酸乙烯酯共聚物)型热熔胶的需求量为最大，占热熔胶消费总量的80%左右。当然在热熔胶中还要

8、添加某些特殊的组分。LOM纸材对热熔胶的基本要求为：①良好的热熔冷