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1、机械工艺师1998.11快速成形技术发展状况与趋势研究清华大学(100084)颜永年洪国栋吴良伟吴任东,.介绍了各种253。摘要给出了快速成形技术的定义由维和维层片构造原型的快速成形工艺分析了快速成形技术的内涵和相关技术,对快速成形技术与数控加工技术进行了比较。讨论了它的应用领域及,。,应用方法介绍了这一技术的国内外发展状况根据需求决定发展的思忽探讨了快速成形技米的发展方向。关键词:快速成形CAD分层制造数控加工快速工具,apidPrototyping)。快速成形(RPR技术是快速原等apidprototy
2、pinganufaeturing)3)FDFusedDepositionodeling)型与制造技术(R邑MM工艺(M称为熔的简称,它是当今世界上飞速发展的制造技术之一。根融堆积成形,它采用由喷头挤出加热熔融的热塑性材oersssoeates,。utipleet据美国WhlAi咨询公司的1997年RP市料逐步堆积原型类似的工艺有MJS(MlJ[,〕,1993~29960caton、etextrusonanuactur-场调查报告年度RP设备平均年销售51记ifii)MEM(MldEiMf,n。量以62%的速
3、度增长并预测该行业的产值在本世纪ig)等。4)3DplotingreeDimentionaoting)末将达到n亿美元工艺(ThlPl称,、为三维绘图工艺它采用逐点喷射熔融材料的方法来一快速成形工艺。-BpBastiepartieean堆积原型类似的工艺有M(llilM.1uaeturng)、eteeto-快速成形的定义fi称为弹道粒子制造MJM(MldJMd快速成形是由ng)。CAD模型直接驱动的快速制造复eli称为熔融挤压成形等。:5)sLsseeetiveLasersintering)杂形状三维实体零
4、件的技术总称它的特征是工艺(l称为选择,;1)可以制造任意复杂的三维几何实体性激光烧结它采用激光一点点烧结粉末材料的方法。2)CAD模型直接驱动;成形原型;6)sDpreeDimentionalprinting)3)成形设备是无需专用夹具或工具的通用机器工艺(Th称为三4)成形过程中无需人干预或较少干预。维打印,它采用逐点喷洒粘接剂来粘接粉末材料的方.2几种常见的快速成形工艺法成形原型。“。一般的快速成形技术都是采用增加材料的方式成快速成形的总体”目标是一个快字以上RP工,:.,形它的成形原理和成形过程闭是
5、先由cAD软件设艺构造原型的层片都是25维层片厚度的存在导致“”,计出所需要零件的计算机三维曲面或实体模型(亦称了最终成形件的台阶效应大大影响了最终成形件,.,,的精度所0lmm。电子模型)然后根据工艺要求将其按一定厚度进行以一般为左右要得到高的成形精,,分层把原来的三维电子模型变成二维平面信息(截面度和表面质量必须尽量减薄层片厚度但这又增加了,,,,,信息)再将分层后的数据进行一定的处理加入加工成形时间降低了成形的快速性为了解决这一矛盾,;,,参数产生数控代码在微机控制下数控系统以平面目前一方面是根据成形
6、件的侧壁斜率采用变厚度分加工方式有序地连续加工出每个薄层并使它们自动粘,,层或分区成形另一方面是与传统工艺结合由三维层接而成形。这样就把复杂的三维成形问题变成了一系片构造原型,这样分层厚度并不影响最终零件的精度,列简单的平面成形。还可提高效率。reora,.1)SL工艺(Stelithogphy)称为立体光刻是3和CNC相结合的快速成形工艺,apeeposionanuaeturing)最早出现的一种快速成形工艺它采用激光一点点照SDM工艺(ShDMf称为。类似的工艺还有,射感光树脂的方法成形原型SGC形状沉
7、积制造阁它采用材料添加和材料去除相结合(orounuring。,SlidGdC)即复印光固化成形的方法来成形原型其成形过程是根据成形零件的分2)LOLanateeetanuaeturing),M工艺(midObjMf层信息先喷射堆积一层材料然后用铣刀铣削成形一,,,。称为分层实体制造它采用激光切割箔材一层层叠加层层片反复进行这一过程即可得到一个三维实体在。eingSoong)。制造原型类似的工艺有SSM(SlilidMldi这里层片的侧壁是由铣刀成形的曲面机械工艺师1998.n4.和模具成形相结合的快速成形
8、工艺产品开发快速成形技术的一个最重要的应用领ontourratin,CC工艺(CCfg)称为轮廓成形工域就是产品开发它是继CAD之后又一项为设计带,它是采用先成形一层轮廓,来重大变革的技术。艺川该层的中心部位用浇通过快速制造一项新设计的概念,模、,立体直观地进行设计评铸填充的方法来成形轮廓是采用挤出熔融材料来成型功能模型和技术模型形的,在喷嘴处带有简单的模具,可、、,以成形侧壁为斜面价装配检验功能测试和市场投标等
