快速成形技术W.doc

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1、快速成形技术快速成形技术又称快速原型制造(RapidPrototypingManufacturing,简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。特点(1)制造原型所

2、用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用；(2)原型的复制性、互换性高；(3)制造工艺与制造原型的儿何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越；(4)加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般制造费用降低50%,加工周期节约70%以上;(5)高度技术集成，可实现了设计制造一体化；产生背景(1)随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈，产品的开发速度日益成为主要矛厉。在这种情况下，口主快速产品开发(快速设计和快速T模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。(2)制造业为满足日益变化的用户需求，要求制造技术有较强的灵活性，能够以小批量甚至单件生产而

3、不增加产品的成本。因此，产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。(3)从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。基本原理快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。1、从成形角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加。从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的儿何信息，再与成形工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。2、从制造角度看，它根据CAD造型生成零件三维儿何信息，控制多维系统，通过激光束或其他方法将材料

4、逐层堆积而形成原型或零件。类型近十儿年来，随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈。尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛M用，使得RP技术得到了异乎寻常的高速发展，表现出很强的生命力和广阔的应用前景。快速成形技术发展至今，以其技术的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速发展。冃前，快速成形的T艺方法已有儿十种Z多，其中主耍工艺有四种基本类型：光固化成型法、分层实体制造法、选择性激光烧结法和熔融沉积制造法。光固化成形SLA(StereolithographyApparatus)T.艺也称光造型、立体光刻及立体印刷，其T艺过程是以液态光敏树脂为材料充

5、满液槽，由计算机控制激光朿跟踪层状截而轨迹，并照射到液槽中的液体树脂，而使这一层树脂固化，Z后升降台下降一层高度，已成型的层而上乂布满一层树脂，然后再进行新一层的扫描,新固化的一层牢固地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕，得到1个三维实体模型。该工艺的特点是：原型件精度高，零件强度和硬度好，可制出形状特别复杂的空心零件，生产的模型柔性化好,可随意拆装，是间接制模的理想方法。缺点是需耍支撑，树脂收缩会导致精度下降，另外光固化树脂有一定的毒性而不符合绿色制造发展趋势等。分层实体制造LOM(LaminatedObjectManufacturing)T.艺或称为叠层

6、实体制造，其丁•艺原理是根据零件分层儿何信息切割箔材和纸等，将所获得的层片粘接成三维实体。其工艺过程是：首先铺上一层箔材，然后用CO,激光在计算机控制下切出本层轮丿廓，非零件部分全部切碎以便于去除。当本层完成后，再铺上一层箔材,用滚子碾压并加热，以固化黏结剂，使新铺上的一层牢固地粘接在已成形体上，再切割该层的轮廉，如此反复直到加工完毕，最后去除切碎部分以得到完整的零件。该工艺的特点是工作可靠，模型支撑性好,成本低，效率高。缺点是前、后处理费时费力，且不能制造中空结构件。选择性激光烧结SLS(SelectiveLaserSintering)T.艺，常釆用的材料有金属、

7、陶瓷、ABS塑料等材料的粉末作为成形材料。其工艺过程是：先在工作台上铺上一层粉末，在计算机控制下用激光束有选择地进行烧结(零件的空心部分不烧结，仍为粉末材料)，被烧结部分便固化在一起构成零件的实心部分。一层完成后再进行下一层，新一层与其上一层被牢牢地烧结在一起。全部烧结完成后，去除多余的粉末，便得到烧结成的零件。该工艺的特点是材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、金属、蜡等材料的零件。造型精度高，原型强度高，所以可用样件进行功能试验或装配模拟。熔融沉积成形FDM(FusedDepositionManufacturing)工艺乂称为熔丝沉积制造，其工艺过