现代制造工程技术实践 第2版 教学课件 作者 宋昭祥 主编第二篇第八章.ppt

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1、第八章　快速成形第一节　快速原形制造(RP)第二节　快速模具制造(RT)、快速精铸(QC)、快速反求工程(RRE)技术第三节　快速成形技术第一节　快速原形制造(RP)一、快速原形制造的概念二、快速原形制造的基本原理三、快速激光原形制造系统四、几种常用快速原形制造方法五、快速原形制造的工艺过程一、快速原形制造的概念快速原形制造技术是直接根据产品CAD的三维实体模型数据，经计算机数据处理后，将三维实体数据模型在水平方向上分割成一层层很薄很薄的薄片，然后对每一层薄片进行处理，在快速成形机上按照顺序粘合成物理模型。生成的模型有较

2、高的精度和非常复杂的形状，而生成模型所用的时间仅是常规加工方法所用时间的一小部分。这个过程即所谓“材料生长的制造过程”。本质上是一个由渐变、累积到质变的过程。这样就将传统的“去除”式加工模式转变为“渐增”式的生长模式，从而在根本上改变了关于零件制造的传统观念。二、快速原形制造的基本原理图2-8-1　快速激光原形制造原理三、快速激光原形制造系统图2-8-2　快速激光成形制造系统1—进给机构　2—夹紧辊　3—收纸辊4—纸　5—激光　6—激光切割系统7—计算机　8—热压装置　9—送纸夹紧辊　10—原材料　11—工作台四、几种常

3、用快速原形制造方法常用快速原形制造方法有：①分层实体制造(LaminatedObjectModeling，简称LOM)；②分层激光烧结(SelectiveLaserSintering，简称SLS)；③熔化堆积造型(FusedDepositionModeling，简称FDM)；④立体光刻(StereoLithographyApparatu，简称SLA)。各种方法的原理、特点及应用范围见表2-8-1。每种方法各有优缺点，其中分层激光烧结的材料适用范围最广，是实现金属零件直接快速成形的较好方法。五、快速原形制造的工艺过程1.三

4、维实体CAD模型2.前置处理3.物理模型的生成4.后置处理五、快速原形制造的工艺过程15030E11.eps1.三维实体CAD模型三维实体CAD模型是通过计算机建模，如图2-8-4所示。工程图样　　　　　　　　照片图像三维建模系统　　　　　　　　实物三维扫描仪图形工作站三维造型软件三维实体CAD模型2.前置处理(1)验证　在STL文件中的三角形必须和其他三角形顶点匹配，并且确定哪一侧包含大量的小块。(2)定位　每件STL模型必须适当地设置于快速成形机的工作台上，以更有效地使用有限空间，降低生产成本，并达到预期的功用。(3

5、)工艺支撑的生成和编辑　快速成形系统所带的软件允许自动生成和编辑工艺支撑，软件按照隐含设置开始生成所有悬空部位的支撑，生成以后支撑结构可以被分别修改、编辑、删除、增加。(4)切片和聚合　在处理前要设置处理参数和生成快速成形控制程序的具体机床数据。3.物理模型的生成零件的生成过程完全自动完成，可以连续进行，而不需人工干预。零件加工完后，升降机将把零件从液态树脂中升起，残留的树脂大部分从零件上流出。4.后置处理用清洗化学试剂洗掉快速成形零件上的残留树脂，用机械切除附着在零件上的工艺支撑。处理过的零件将在后置处理设备上硬化；将

6、硬化后的零件进行抛光和喷漆，即可使用。第二节　快速模具制造(RT)、快速精铸(QC)、快速反求工程(RRE)技术　　用快速成形制造出来的物理模型(塑胶件)，借助电铸、电弧喷涂等技术，可进一步得到由物理模型制成的金属模具；也可以将物理模型当作易熔铸模或木模，进一步浇铸金属铸件或制造砂型，从而缩短制模周期。同时，还可将获得的物理模型作为试验模型，评价有限元分析等计算的正确性，为设计性能优越的产品提供可靠的基础。基于快速成形制造技术的快速模具制造工艺流程如图2-8-5所示：图2-8-5基于快速成形制造技术的快速模具制造工艺流程

7、快速反求工程(RRE)技术图2-8-5　基于快速成形制造技术的快速模具制造工艺流程一、快速模具制造RT技术是用高新制造技术改造传统技术的成功范例。它包括用硅橡胶、金属粉、环氧树脂粉、低熔点合金等方法将RP原型准确复制成模具，这些简易模具的寿命是50～1000件，适用于产品试制阶段。制造长寿命的钢制模具成熟的工艺是：RP原型三维砂轮研磨整体石墨电极电火花钢模成形。工艺的特点在于RP原型及振动研磨法，它免除了CNC加工，节约了CNC编程及加工时间。一个中等大小，较为复杂的电极一般4～8h即可完成，成形精度也较高。该工艺对制造

8、注塑模、锻模、压模等型腔模均较适合。运用RP/RT技术制造模具比传统的数控加工，周期缩短为原来的1/3～1/10，费用降低为原来的1/3～1/5。二、快速精铸RP方法可以提供蜡芯原型(FDM法、SLS法)以及几乎可完全汽化的光敏树脂原型，故可用熔模铸造或实型铸造，铸出精密铸件。用陶瓷型铸造工艺，可铸出表面粗糙度Ra为