基于木粉的快速原型实验研究.pdf

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1、第23卷第1期2010年1月机电产品开簋与剀新Development＆InnovationofMachinery&Elet’tricalProductsV01．23．NO．1Jan．，2010文章编号：1002—6673(2010)01—092-03基于木粉的快速原型实验研究袁直，郭艳玲，罗凯，辛宗生(东北林业大学，黑龙江哈尔滨150040)摘要：介绍了以木粉为原材料，基于激光烧结技术的一种新的快速成型方法。对此快速成型方法的工作原理、供粉和铺粉系统的组成、工作过程作了介绍。并对实验中遇到的问题进行了分析，并在一定程度上解决了所面临的问题。关键词

2、：快速成型；激光烧结；木粉；工艺分析中图分类号：TN4文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002-6673．2010．01．039ResearchonExperimentofRapidPrototypingBasedonPowderofWoodYUANZhi，GUOYan-Ling，LUOKai，XINZong-Sheng(NortheastForestryUniversity，HarbinHeilongiiang150040，China)Abstract：Thisarticleintroducesanewtechnologyo

3、frapidprototpingwhichusespowderasitsrawmaterialbaseonselectivelasersintering，andintroducesworkingprinciple，systemcompositionofprovidesandcoverwoodpowder，workingprocedure．Andproblemsencounteredintheexperimentareanalyzed，tosomeextent，solvetheproblemswhicharefaced．Keywords：rapid

4、prototyping；woodpowder；selectivelasersintering；technologyanalysis0引言随着科学技术的不断发展，当今制造业正朝着多样化，高性能，高质量，低成本的方向发展【11。快速成型技术就是在这个背景下发展起来的，其特点是生产周期短，效率高，使产品研发周期大大缩短，很大程度上提高了企业竞争力。自上世纪80年代以来，快速成型技术有了长足的进步12]。快速成型技术是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂彤状三维实体的总称．是集成了数控技术、电机控制技术、CAD／CAM和路径优化技术等现代科技成果的

5、先进技术闭。快速成型技术主要是根据离散／堆积成型原理。运用三维CAD模型技术．对不同的工艺要求，按照一定厚度进行分层，将三维数字模型离散成厚度很薄的二维平面模型。在系统的控制下以平面加工方式连续加1二出每个薄层，并使之粘结而成形【4】。因此快速成型技术比较成功的解决了计算收稿日期：2009—11—11基金项目：黑龙江省攻关项目(GC07A510)；黑龙江省博士后科研启动金(LBH—Q05006)作者简介：袁直(1985-)，男，硕士研究生。主要研究虚拟制造技术；郭艳玲(1962-)，女，教授，博士生导师。东北林业大学机电工程学院副院长。主要研究方

6、向：计算机数控技术、虚拟制造技术、特种加工设备及控制、环境远程监控技术等。92机CAD设计中只看得见，摸不着的问题。能将三维几何图形实体化，使设计图形迅速变成实物。快速成型技术使用的材料主要有尼龙，陶瓷，金属等。本实验以木粉与PP粉混合为材料进行激光烧结快速成型技术的研究，由于木粉价格低廉，大大减少了快速成型的成本。1激光烧结快速成型机理如图l所示．激光烧结快速成型机的主要构件有激光器，扫描镜．铺粉辊。工作台，升降缸。送料缸等。成型前，为把零件中的热应力降到最小．减小零件翘’1寰激光柬——●I呻o_一工作台面—硐I、[粉黼圈lSLS系统原理图曲，

7、保证零件的加工精度，应对木粉进行预热．使工作台的成型材料到达一定温度。且还应对辊筒进行预热．温度应达到能使其保证铺粉的光滑性，密实性即可。此外还应保证烧结空间的密实性，减少外部条件变化给实验带来的影响。木粉成型时。计算机控制激光按截面轮廓信息以一·制造业信息化·定的能量密度和速度扫描工作台上的粉末材料。激光扫过之处。单个的微粒便会在它们的接触点凝固成一片层实体，未扫描的地方，仍然是松散的粉末。当烧结完毕时，活塞带动工作台下降，使刚凝固的几何实体向下移动一个层的厚度，供料缸上升，铺粉辊横跨工作面移动，将工作面上铺上一层新的木粉，此过程反复进行，直至

8、加工完毕．最终生成三维实体[51。本实验是基于木粉的快速成型技术，其特点是取材广泛，易于降解，利于环保，且成本大大低于其它快速成型材料。