第5节快速原型制造技术

《第5节快速原型制造技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第五节快速原型制造技术3.5.1RPM技术的产生和发展3.5.2RPM技术原理3.5.3典型的RPMI艺方法3.5.4RPM技术的应用3.5.1RPM技术的产生与发展80年代末RPM技术首先在美国问世；工业国家称RPM技术是继数控技术后又一场技术革命；我国92年进入RPM领域；清华大学、西安交通大学、华中科技大学、北京隆源等单位在RPM设备、材料和软件方面先后完成了开发和产业化过程；我国RPM许多关键技术达到或领先国际先进水平。Definition：快速成型(RapidPrototypingandManufacturing,简称RP、RPM)是在计算机控制与管理下，由零

2、件CAD模型直接驱动，采用材料精确堆积复杂三维实体的原型或零件制造技术，是一种基于离散/堆积成型原理的先进制造技术。RPCharacters•可制造几何形状任意复杂的零件。•加工过程完全自动化。•产品开发周期大幅度缩短、开发成木大幅度降低。•不需要传统的刀具或工装等生产准备工作。•屈非接触式加工，没冇刀具、夹具的濟损和切削力所产生的影响。RP加工•传统加工：“去除”方法•RP加工：“增长”加工方法，通过层层堆积的方式，制造零件的实体模型。•RP设备使用计算机三维模型中水平薄切片的数据来构造塑料、陶瓷、金属等零件。•原料：光敏感光聚脂、纸质薄片、工程塑料丝、塑料粉末、金属

3、粉丝3.5.2RPM技术原理CAD模型建立STL文件生成分层切片。快速堆积成型CAD造型系统CAD模型STL文件三维数字化仪等RPS分层切片3.5.3典型的RPM工艺方法立体印刷SL技术(光敏感光聚脂造型StereoLithography:SL)迭层实体制造(LaminatcdObjectMemufdeturing:LOM)选择性激光烧结(SelectedLaserSintering:SLS)熔化沉积成型(FusedDepositionMoulding:FDM)3.5.3.1光固化成形(光皱液相固化法(SLA))•1987年，美国3DSystems公司推出了名为Ster

4、eolithographyApparatus(SLA)的快速成形装置，屮文直译为立体印刷装置，有人称之为激光立体造型、激光立体光刻、光造型等。•SL工艺使用的是遇到光照射便固化的液体材料(也称光敏树脂)，当扫描器在计算机的控制卜•扫描光墩树脂液面时，扫描到的区域就发生聚合反应和固化，这样层层加工即完成了原型的制造。1、光敏液相固化法(SLA)特点：可成形任意复杂形状零件；成形精度高，达±0.lmm；材料利用率高，性能可靠。不足：材料昂贵，光敏树脂冇一定毒性SLA工艺原理图目前SL屮的光源冇：激光器、紫外灯等。SL使用的成形材料均是：对某特种光束皱感的树脂，因此，称SL工

5、艺为光固化成形。3.5.3.2叠层实体制造LOM(LaminatedObiectManufacturing,LOM)•1984年MichaelFeygin捉出了叠层实体制造方法，并丁1985年组建Ilclisys公司,1992年推出第一台商业机型L0M—1015。叠层实体制造其成形过程•根据CAD模型各层切片的平面儿何信息駆动激光头，对涂覆有热敏胶的纤维纸(厚度0.lmm或0.2mm)进行分层实体切割。•随后，工作台卜•降一层高度，送进机构又将新的一层材料铺上，并用热压辘碾压使其紧粘在已经成形的基体上；•激光头再次进行切割运动，切出第二层平面轮廓，如此重复直至整个三维零

6、件制作完成。•其原型件的强度相当于优质木材的强度。选区片层粘结法（LOM）•特点：成形速度快，成形材料便宜，无相变、无热应力、形状和尺寸精度稳定•不足：成形后废料剥离费时，不宜制作薄壁零件LOM工艺原理图•LOM工艺的层面信息通过每一层的轮廓來表示，激光扫描器动作由这些轮廓信息控制，它采用的材料是具冇厚度信息的片材。•这种加工方法只需要加工轮廓信息，所以可以达到很高的加工速度。缺点是：材料范围很窄，每层厚度不可调整，毎层轮廓被激光切割后会留下燃烧的灰烬，月•燃烧时冇较大的烟雾。3.5.3.3选择性激光烧结1986年，美国Texas大学的研究生C.Deckard提出了选择

7、性激光烧结(SelectedLaserSintering,SLS)的思想,稍后组建了DTM公司,于1992年推出SLS成形机。选择性激光烧结的成形过程由CAD模型各层切片的平面几何信息生成X-Y激光扫描器在每层粉末上的数控运动指令，铺粉器将粉末一层一层地撒在工作台上；再用滚筒将粉末滚平、压实，每层粉末的厚度均对应于CAD模型的切片厚度。各层铺粉被二氧化碳激光器选择性烧结到基体上，而未被激光扫描、烧结的粉末仍留在原处起支撑作用，直至烧结出整个零件。选区激光烧结法(SLS)特点：取材广泛，包括各种可熔粉末材料，不需要支撑材料。SIS工艺原理图