模具制造技术 教学课件 作者 成虹 模具制造技术（第6章）.ppt

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1、第6章模具的快速成型及快速制模技术快速制模技术包括传统的低熔点合金模、电铸模具的制造技术和以快速成型技术（RapidPrototrping，RP）为基础的快速制模技术。这里重点介绍后种快速制模技术。快速成型技术（RP）问世不久，就出现了相当大的市场，发展非常迅速。人们对材料逐层添加法这种新的制造技术已逐步适应。制造业有效地结合数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段，使快速成型技术已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段。在航空航天、汽车摩托车、家电、医疗器械等领域得到了广泛应用。6.1快速成型制造技术的基本原理与特

2、点6.1.1快速成型制造技术的基本原理1.快速成型制造技术的概念快速成型制造技术（RapidPrototyping&Manufacturing，RPM），由欧美、日本等发达工业国家提出，旨在解决常规机械加工或手工无法解决的问题。快速成型制造技术是多学科、技术的交叉产物，融合了机械工程、材料科学、计算机技术、数控、光学技术等前沿技术。快速成型制造技术可实现低成本、高生产率和短周期的生产特点。从设计和工艺的角度出发可以设计形状复杂的零件，无需受时间、成本、可制造性方面的限制，如图6.1所示。图6.1快速成型技术制造的产品根据材料

3、的分离形式把快速成型制造技术分为类：1）材料去除成形多余的材料（工艺余料）从基体上分离出去从而得到想要加工的模型形状。2）材料堆积成形将材料通过合理的工艺方法堆积出想要加工模型。该模型的堆积过程是在计算机的控制下完成。图6.2快速成型技术的主要内容2.快速成型技术的基本原理快速成型（RP）一般来讲是属于堆积成形，通过离散的区域得到堆积的约束、路径及方法，通过材料叠加堆积而形成三维实体模型。快速成型技术（RPT）将CAD、CAM、CNC、伺服反馈技术、光电子技术、新材料等技术集于一体，依据CAD系统构建的三维模型，进行分层切片

4、处理，得到各层切面的轮廓。3.快速成型技术的基本特点快速成型技术系统将CAD、CAM等加工方式集与一体，他的应用有如下特点：1）用于新产品开发通过RP技术，设计人员可以在较短时间内得到所设计产品实物模型，评估该产品的可行性。2）产品的加工不用刀具分离材料采用数控技术控制多层叠料得到产品，因而材料得到了最大化应用。3）应用快速制造技术制造模具通过电铸、电弧喷涂技术将塑料件制造金属模具，把快速成形的原型当作消失模，进行精密铸造；快速原型制造石墨电极，用该电极加工模具型腔等。4）不需要前期投入专门工装5）在逆向工程（Reverse

5、Engineering）中有着广泛的应用6.1.2快速成形加工的特点与传统的加工方式相比，快速成形在加工周期和成本上都有着无可比拟的优势，它突破了毛坯→切削加工→成品的传统加工模式，不用刀具制造零件，基本上无废料。图6.4是传统加工方式和快速成形制造的工艺流程的对比。6.1.3快速成型常用的软件介绍快速成型要求在加工前，计算机上要有三维的数字化模型供切片处理。因此对于快速成形的CAD系统都要求有较强的三维处理能力。三维模型的处理能力主要在两个方面上的应用：三位实体造型（SolidModeling）和表面造型（SurfaceM

6、odeling）功能。快速成型行业中常用的软件如下：1.三维模型的表达方法1）构造型立体几何表达法2）边界表达法3）参量表达法4）单元表达法2．快速成型技术中常用的文件格式(1)IGES/IGS(InternationalGraphicsExchangeStandard)它是最老的一种标准，几乎为所有CAD软件供应商所采用的国际标准数据转换格式。（2）STEP（StandardforTheExchangeofProduct）这是一种近年来逐步国际标准化的标准，现在已为绝大多数软件供应商所采用。（3）STL（StereoLit

7、hographyInterfaceSpecification）它是目前快速成形中最常见的一种文件格式，也为大多数CAD供应商所采用。6.2快速成形加工的方法6.2.1光固化立体成形（StereoLithographyApparatus—SLA）此工艺方法也称为液态光敏树脂选择性固化。是一种最早出现的快速成形技术（RPT），它的原理如图所示。液槽中盛满液态光敏树脂3，它在激光束的照射下快速固化。1-激光发生器；2-成形零件；3-光敏树脂；4-液体面；5-刮平器；6-升降台该方法制件精度可控制在0.1mm的范围内。适合成形小件，

8、能直接得到塑料产品，表面粗糙度质量较好。确定材料有污染，可能使皮肤过敏。6.2.2叠层实体制造（LaminatedObjectManufacturing——LOM）叠层实体制造也称薄形材料选择性切割。根据三维模型提取的每一个横截面的轮廓，在计算机的控制下，用CO2激光束对工作台上的箔材沿轮