第2讲快速成型基本工艺-精选ppt课件.ppt

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1、快速原型制造技术--第2讲快速原型基本工艺制造科学与工程学院梅筱琴第2讲快速原型制造工艺本讲主要内容：快速原型主要的制造工艺基本工艺过程加工对象-材料工艺特点主要的工艺方法学习提示：每一种工艺方法的加工对象-材料都有着自己的特点，即材料技术促成了不同的RP工艺的发展快速原型的主要工艺方法20世纪80年代以来，比较成熟的RP工艺有20余种，其中应用最广泛的有：光固化成型/立体印刷（StereoLithographyApparatus---SLA）叠/分层实体制造（LaminatedObjectManufacturing---LOM）激光选择性烧结（SelectedLaserSi

2、ntering---SLS）熔融沉积成型（FusedDepositionModeling---FDM）三维打印（Three-DimensionalPrinting---3D-P）一、光固化成型工艺/立体印刷-SLASLA-StereoLithographyApparatus或StereoLithography（简称SL）1986年CharlesW.Hull发明并获美国专利，1988年美国3DSystems公司推出商品化样机SLA-1，是世界上第一台快速原型机SLA是最早出现,研究最多，且技术上最为成熟的RPT，最高精度已能达到0.05mm目前研究SLA技术的公司3DSyste

3、ms公司、EOS公司、F&S公司、CMET公司、D-MEC公司等美国3DSystems公司推出SLA-3500，SLA-5000使用半导体激励的固体激光器，扫描速度可达到5m/s，成形层厚最小可达0.05mm。SLA-7000机型扫描速度达9.52m/s，成形层厚最小可达0.025mm，精度比SLA-5000提高了1倍采用了一种称为ZephyerRecoatingSystem的新技术，该技术是在每一成形层上，用一种真空吸附式刮板在该层上涂一层0.05～0.1mm的待固化树脂，使成形时间平均缩短了20%国内，西安交通大学、清华大学等1.SLA成型原理1.SLA成型原理SLA成型

4、原理2.SLA的工艺流程SLA成型实例3.SLA的系统结构液态光敏树脂在一定波长（λ=325/355nm）和功率（P=30~40mW）的光源照射下能迅速发生光聚合反应，分子量急剧增大，材料也从液态转变成固态紫外光敏树脂可见光敏树脂4.SLA的成型材料SLA工艺对光敏树脂的要求粘度低便于树脂在短时间内流平，减少加工时间，提高制作精度光敏性高即所吸收波长的范围窄扫描速度越高，零件加工所需的时间越短。要求光敏树脂在光束扫描到液面时立刻固化，而当光束离开后聚合反应又必须立即停止，否则会影响精度光源寿命有限，光敏性差则会延长固化时间，增加制作成本SLA工艺对光敏树脂的要求固化收缩率小光

5、敏树脂在由液态转化为固态的过程中会产生内应力收缩导致原型件在制作过程中的变形、翘曲、开裂等，成型件的精度降低，机械性能下降是SLA制件精度最主要的影响因素机械性能良好一定的硬度、强度等以满足使用的需要SLA工艺对光敏树脂的要求溶胀小湿态成型件在液态树脂中的溶胀会造成零件尺寸偏大储存稳定性好不发生缓慢聚合反应不发生因其中组分挥发而导致粘度增大不被氧化而变色毒性小成本低目前进口材料约1200元/公斤液态光敏树脂的组成与油墨和紫外光固化涂料组成相似由预聚物(齐聚物)、光引发剂、反应性稀释剂、交联固化剂、光敏增感剂、热稳定剂、流平剂、抗氧剂等组成液态光敏树脂分类（根据光引发剂的引发机

6、理）自由基光固化树脂阳离子光固化树脂混杂型光固化树脂5.SLA主要的成型材料自由基光固化树脂包括：环氧树脂-丙烯酸脂聚合速度快、强度高、脆性较大、产品易泛黄聚脂丙烯酸脂流平性好、固化性好、性能可调节聚氨脂丙烯酸脂聚合速度较慢、产品柔韧性与耐磨性好优点：固化速度高、粘度低、韧性好、成本低缺点：固化时，由于表面氧的干扰作用，成型零件精度较低；树脂固化时收缩大，成型零件翘曲变形大；反应固化率(固化程度)较环氧系的低，需二次固化；反应后应力变形大。阳离子光固化树脂主要成份为环氧化合物。环氧树脂是最常用的阳离子型齐聚物，其优点如下：固化收缩小（2%－3%）；产品精度高阳离子聚合物是活性

7、聚合，在光源熄灭后可继续引发聚合生坯件强度高；产品可以直接用于注塑模具氧气对自由基聚合有阻聚作用，而对阳离子树脂则无影响缺点：粘度较高，需添加相当量的活性单体或低粘度的预聚物才能达到满意的加工粘度；阳离子聚合通常要求在低温、无水情况下进行，条件比自由基聚合苛刻。混杂型光固化树脂主要包括：丙烯酸系列乙烯基醚系列环氧系列与前两种树脂相比，具有下列优点聚合时体积收缩很小甚至产生膨胀，可以设计成无收缩的聚合物可以提供诱导期短而聚合速度稳定的聚合系统能克服光照消失后自由基迅速失活而使聚合终结的缺点6.SLA工艺的