快速成型技术概述.ppt

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1、第五章快速成型技术快速成型（快速原型）制造技术（RP&M）就是借助计算机、激光、精密传动和数控等现代手段，将计算机辅助设计（CAD)和计算机辅助制造(CAM）集成于一体，根据在计算机上构造的三维模型，能在很短时间内直接制造产品样品，无须传统的机械加工机床和模具。一、快速成型技术的早期发展在1892年，Blanther在他的美国专利中曾建议用叠层的方法来制作地图模型。1940年，Perera提出相似的方法，即沿轮廓线切割硬纸板，然后堆叠，使这些纸板形成三维地貌图。1964年，Zang进一步细化了该

2、方法，建议用透明的纸板，每一块均带有详细的地貌形态标记。1972年，Matsubara使用光固化材料，光线有选择地投射或扫射到这个板层，将规定的部分硬化，没有扫描或没有一硬化的部分被某种溶剂溶化。一、快速成型技术的早期发展1976年，DiMatteo在具体实践中，通过铣床加工成形沿高度标识的金属层片，然后粘接成叠层状，采用螺栓和带锥度的销钉一进行连接加固，制作了型腔模。1979年，日本东京大学Nakagawa教授开始用薄板技术制造出实体的模具，如落料模、成型模和注射模等。1981年HideoKo

3、dama首先提出了一套功能感光聚合物快速成型系统。二、快速成型技术的分类及优越性RP&M技术按照所使用的材料不同和零件的建造技术不同可分为多种工艺，其中包括：光固化技术（SLA）选择性激光烧结技术（SLS）层状物体制造技术（LOM）熔融沉积制造技术（FDM）二、快速成型技术的分类及优越性采用快速成型技术之后，可以及早地、充分地进行评价、测试及反复修改，并且能对制造工艺过程及其所需的工具、模具和夹具的设计进行校核，甚至用相应的快速模具制造方法做出模具，可以大大减少失误和不必要的返工，具体而言，以下

4、几方面都能受益。（1）设计者受益（2）制造者受益（3）推销者受益（4）用户受益三、光固化成型工艺1、光固化成型基本原理：液槽中盛满液态光敏树脂，氦一镉激光器或氩离子激光器发出的紫外激光束在控制系统的控制下按零件的各分层截面信息在光敏树脂表面进行逐点扫描，被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件的一个薄层。一层固化完毕后，工作台下移一个层厚的距离，以使在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，然后刮板将粘度较人的树脂液面刮平，进行下层的扫描加工,新固化的一层牢固地粘结在前一层上，如此

5、重复直至整个零件制造完毕，得到一个三维实体原型。当实体原型完成后，首先将实体取出，并将多余的树脂排净。三、光固化成型工艺2、光固化成型技术的特点光固化成型技术制作的原型可以达到机磨加工的表面效果，是一种被大量实践证明的极为有效的高精度快速加工技术，其具体优点如下：(1)成型过程自动化程度高。(2)尺寸精度高。(3)表面质量优良。(4)可以制作结构十分复杂的模型。(5)可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型。三、光固化成型工艺和其他几种快速成型方法相比，该方一法也存在着许多缺点。主要有

6、：(1)成型过程中伴随着物理和化学变化，所以制件较易弯曲，需要支撑，否则会引起制件变形。(2)设备运转及维护成本较高。(3)可使用的材料种类较少。目前可用的材料主要为感光性液态树脂材料。(4)液态树脂具有气味和毒性，并且需要避光保护，以防止提前发生聚合反应。(5)需要二次固化。(6)液态树脂固化后的性能尚不如常用的工业塑料，一般较脆、易断裂，不便进行机加工。四、叠层实体制造工艺1、叠层实体制造工艺的基本原理四、叠层实体制造工艺2.叠层实体制造技术的特点其主要特点如下：(1)原型精度高。(2)制件

7、能承受高达200℃的温度，有较高的硬度和较好的力学性能，可进行各种切削加工。(3)无须后固化处理。(4)无须设计和制作支撑结构。(5)废料易剥离。(6)可制作尺寸大的制件。(7)原材料价格便宜，原型制作成本低。四、叠层实体制造工艺(8)设备采用了高质量的元器件，有完善的安全、保护装置，因而能长时间连续运行，可靠性高，寿命长。(9)操作方便。但是，LOM成型技术也有不足之处：(1)不能直接制作塑料上件。(2)工件（特别是薄壁件）的抗拉强度和弹性不够好。(3)工件易吸湿膨胀，因此，成型后应尽快进行表

8、面防潮处理。(4)工件表面有台阶纹，其高度等于材料的厚度（通常为0.lmm左右）,因此，成型后需进行表面打磨。四、叠层实体制造工艺3.叠层实体制造工艺过程(1)叠层实体制造工艺的前处理过程(2)叠层实体制造工艺的分层叠加过程(3)叠层实体制造工艺的后处理过程4.叠层实体原型制作误差分析(1)CAD模型前处理造成的误差(2)设备精度误差(3)成型过程中的误差(4)成型之后环境变化引起的误差(5)工件后处理不当造成的误差四、叠层实体制造工艺5.叠层实体制造工艺后置处理中的表面涂覆LOM原型经过余料去