快速成型知识点

1、快速成型：快速成型技术，又称实体自由成型技术，快速成型的工艺方法是基于计算机三维实体造型，在对三维模型进行处理后，形成截面轮廓信息，随后将各种材料按三维模型的截面轮廓信息进行扫描，使材料粘结、固化、烧结，逐层堆积成为实体原型。激光烧结深度：是直接影响烧结质量的重要因素之一，主要由激光能量参数及粉末材料的特征参数决定的。其中，激光能量参数又包括激光功率、激光束扫描速度、激光线的长度及宽度；粉末材料的特征参数则包括粉末材料对激光的吸收率、粉末熔点、比热容、颗粒尺寸及分布、颗粒形态及铺粉密度。成型精度：是评价成型质量最主要的指标之一，它是快速成型技术发展的基石。精度值一般的指机器的精度，即使给出制作也是专门设计的标准件的精度，而并非以为着制作任何制件都能达到的精度。直接制模：用SLS、FDM、LOM等快速成型工艺方法直接制造出树脂模、陶瓷模和金属模具。间接制模：用快速成型件作母模或过度模具，在通过传统的模具制造方法来制作模具。软模技术：采用各种快速成型技术包括SLA、SLS、LOM，可直接将模型（虚拟模型）转换为具有一定机械性能的非金属的原型（物理模型），在许多场合下作为软模使用，用于小批量塑料零件的生产。桥模制作：将液态的环氧树脂于有机或无机复合材料作为基体材料，以原型为基准浇注模具的一种间接制模方法。覆模陶瓷：与覆模金属粉末类似，包覆陶瓷粉末（Al2O3等）。金属粉：按其组成情况分为三种：（1）单一的金属粉（2）两种金属粉末的混合体，其中一种熔点较低起粘结剂的作用（3）金属粉末和有机粘结剂的混合体。2、SLA/LOM基本原理及特点：（1）SLA基本原理:SLA技术是交计算机CAD造型系统获得制品的三维模型，通过微机控制激光，按着确定的轨迹，对液态的光敏树脂进行逐层扫描，使被扫描区层层固化，连成一体，形成最终的三维实体，再经过有关的最终硬化打光等后处量，形成制件或模具。特点：可成型任意复杂形状，成型精度高，仿真性强，材料利用率高，性能可*，性能价格比较高。适合产品外型评估、功能实验、快速制造电极和各种快速经济模具。但该技术所用的设备和光敏树脂价格昂贵，使其成本较高。（2）LOM基本原理:LOM技术是通过计算机的三维模型，利用激光选择性地对其分层切片，将得到的各层截面轮廓层层粘结，最终叠加成三维实体产品。特点：成型速度快，成型材料便宜、成本低，因无相变，故无热应力、收缩、膨胀、翘曲等，所以形状与尽寸精度稳定，但成型后废料块剥离较费事，特别是复杂件内部的废料剥离。该工艺适用于航空、汽车等和中体积较大制件的制作。3、STL文件格式规则：（1）共顶点规则：一个小三角形平面地顶点不能落在相邻的任何一个三角形平面的边上（2）取向规则：对于每一个小三角形平面，其法向量必须向外，3个顶点连成的矢量方向按右手法则确定，而且对于相邻的小三角形平面，不能出现取向矛盾（3）取值规则：每一个小三角形平面的顶点坐标值必须是正数，零和负数是错误的（4）充满规则：在三维模型的所有表面上，必须布满小三角平面，不得有任何遗漏。缺点：（1）出现违反共顶点的三角形（2）出现错误的裂缝或孔洞（3）三角形过少或过多（4）微小特征遗漏或出错。4、SLS直接成型精铸蜡模工艺：快速成型精铸蜡模工艺流程如下所示：CAD原形-----分层处理-----快速成型蜡模----涂壳-----脱模----培烧----浇注----精铸零件。（1）在计算机中建立要加工蜡模的三维试题CAD模型，然后用分层软件进行切片处理，得[1]到每一加工曾面的信心，并将其转化为电信号控制激光扫描系统工作。（2）在成型工作平台上铺设一层致密均匀的成型粉末材料，激光束在计算机控制下根据切片层面信息对成型粉末材料进行扫描烧结，被激光束早社的粉末熔化并在随后的冷却进程中粘结在一起，完成第一个层面的加工（3）逐层铺粉，逐层扫描烧结，采用上述叠加成型法，最后制造出三维试题零件----蜡模。5、快速模具优点和意义：优点：快速经济制模技术与传统的机械加工相比，具有制模周期短、成本低、精度与寿命又能满足生产上的使用要求，是综合经济效益比较显著的一类制造模具的技术。意义：以RPM为技术支撑的快速模具制造RT(RapidTooling)也正是为了缩短新产品开发周期，早日向市场推出适销对路的、按客户意图定制的多品种、小批量产品而发展起来的新型制造技术。由于产品开发与制造技术的进步，以及不断追求新颖、奇特、多变的市场消费导向，使得产品(尤其是消费品)的寿命周期越来越短已成为不争的事实。例如，汽车、家电、计算机等产品，采用快速模具制造技术制模，制作周期为传统模具制造的1/3～1/10，生产成本仅为1/3～1/5。所以，工业发达国家已将RPM/RT作为缩短产品开发时间及模具制作周期的重要研究课题和制造业核心技术之一，我国也已开始了快速制造业的研究与开发应用工作。6、直接制作金属模具、成型金属型工艺方法：（1）利用激光烧结快速成型机制作COPPERPA金属中空暂时模（2）利用高温树枝和硬化剂，依照一定比例调配耐高温金属树脂溶液（3）将调制完成只来高温金属树脂，灌注于中空金属模具中以强化其强度（4）以高温振动机，将金属树脂内气泡清除，完成后，再用高温烤箱以一定规范使高温金属树脂加热硬化（5）取出金属树脂硬化后之金属暂时模，放于室温使整个模具完全硬化（6）以CNC加工机切除模具毛边，装置于模座上完成暂时制作。7、硅胶模技术特点、常用材料、材料特性：特点：成本低，许多材料都可以用硅胶模成型，适合于蜡、树脂、石膏等浇注成型，广泛应用于精铸蜡模的制作、艺术品的仿制和生产样的制备。制作步骤：A、根据实体造型、正确选择分模线，以确保制品能够顺利脱模，在分模线处贴上胶带并涂以颜色以示分区。B、从四方以包围母样的方式组合板状的模框。C、计算硅胶主剂所需的剂量，将主剂与硬化剂按10：1比例均匀混合，放入真空浇注机中进行真空脱泡。D、取出硅橡胶注入模框直至母样被完全包围。E、将注入硅橡胶时带的空气再次放入真空注型中进行脱泡。F、室温下放置约24小时硅橡胶可完全硬化，35℃时完全硬化所需时间为10小时。尽量使用室温硬化，加温硬化会引起硅橡胶收缩。G、取下模框用手术刀将硅橡胶模具剖开，取出母样。H、在上模部分作气孔。如果发现模具有少量缺陷，可以用新配置的硅橡胶修补，并经固化处理即可。常用材料：材料特性：8、快速铸造技术实现途径：主要有以下四种：（1）直接成型熔模铸造用蜡模或树脂消失模（2）直接成型砂型铸造用砂型（芯）或木模（3）直接成型陶瓷型精密铸造用陶瓷型壳（芯）（4）直接制造消失模或蜡模用模具。9、金属粉激光烧结成型技术状况：现状：美国DTM公司金属粉末产品主要特点（1）材料成分：覆模1080碳钢（2）应用：制作注塑模的金属型芯及金属压铸模（3）制作主要特点：完全密实，达到铝材的强度和硬度；模量同钢相似，导热性好；能进行机加工、焊接、表面处理及热处理；抛光后表面粗燥度达到Ra=0。1µm；主要尺寸公差为0。25mm（4）应用实例：塑料件的注射成型模具；挤压模和注塑模试制用的模具；有色金属零件压制模（5）铸模生产率：正常条件下，生产100000件以上的塑料模；200~500件铝、锌或镁制品模。国内中北大学和华中科大开展了覆模金属粉的激光烧结技术研究。中北大学研究的覆模金属粉主要性能：（1）成分：覆模1Cr18Ni9Ti粉末（2）外观：灰色粉末（3）粒度：160目~300目（4）激光烧结成型温度140℃，烧结件变形很小，成型尺寸精度±0。15mm。10、rp在铸造模具快速制作中的应用：快速模具能用作低压铸造模、利用SLS技术直接成型精铸蜡模。11、lom（对叠层实体制造）原型制作误差分析、提高精度措施：(1):CAD模型的前处理造成的误差(2):快速成型机的误差(3):成型过程中的误差(4):成型后环境变化引起的误差①材料状态的变化②不一直的约束③叠层高度的累积误差④成型功率控制不当⑤工艺参数不稳定等(5):制件后处理不当造成的误差。12、覆膜金属粉激光成型中后处理：（1）对烧结原型件进行清理，清除掉多余虚粉（2）按比例配制后处理液，并利用电动搅拌器混合均匀（3）用过滤网对混制的后处理液进行过滤（4）对烧结原型件进行涂渗处理（5）将涂渗处理的原型件放入真空干燥箱保温，以保证渗透（6）清理原件表面，将残存的后处理液去掉（7）将处理好的烧结原型件放置在空气中干燥（8）用细纱纸对原型件的表面进行打磨处理，降低表面粗燥度。13、铝填充环氧树脂模：金属树脂模实际生产中是用环氧树脂加金属粉（铁粉或铝粉）作填充材料，这种用铝粉作填充材料的就是铝填充环氧树脂模。14、电弧喷涂快速制模原理及其基本原理：基本原理：以两根分别连接直流电源正负极的金属丝作自耗性电极，利用其端部产生的电弧将金属丝熔化；处于电弧正后方的喷嘴射出高速、高压空气使熔化的金属脱离且雾化成微粒，以极高速度[2]撞击基体表面，使其平化，形成光滑、致密、低气孔率的金属喷涂层。工艺过程：制备原型----涂刷隔离剂----金属喷涂----放置加强件浇注填充料----脱模----表面抛光。1、何谓快速成型？快速成型的原理是什么？（p1）快速成型技术，又称实体自由成型技术，快速成型的工艺方法是基于计算机三维实体造型，在对三维模型进行处理后，形成截面轮廓信息，随后将各种材料按三维模型的截面轮廓信息进行扫描，使材料粘结、固化、烧结，逐层堆积成为实体原型。快速自动成型(RapidPrototyping)技术是近年来发展起来的直接根据CAD模型快速生产样件或零件的成组技术总称，它集成了CAD技术、数控技术。激光技术和材料技术等现代科技成果:是先进制造技术的重要组成部分。与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。快速成型技术是一种离散一堆积的成形过程。这种加工过程可分为前期数据处理(离散)和物理实现(堆积)。在离散过程中，将三维形体的CAD模型沿一定方向分解，得到一系列截面数据，再根据各自具体的工艺要求，获得控制成形头运动的轨迹；在堆积过程中，成形头在运动轨迹的控制下，加工出层片，并将层片与层片堆积、连接，重复上述2个过程，加工出零件。2、快速成型的全过程包括那些步骤？（p1）3、典型商品化的快速成型机有哪几种？它们有什么共同点与不同点？（p4）4、你见过哪几种快速成型机，你认为它们各有什么优缺点？（p4）5、快速成型技术能给制造业带来什么效益？（1)RP技术在制造方式上具有革命性的突破不同于传统成型加工方法，利用RP技术加工零件，不需要刀具和模具，而是利用光、热、电等手段，通过固化、烧结、聚合等作用，实现材料的堆积，并从液态、粉末态过渡到实体状态从而完成造型过程。(2)RP技术优化了产品开发过程，是快速市场响应的重要保证RP技术为产品开发提供了一种“新柔性”，不仅缩短了开发周期，而且大大隆低下产品开发中失误的可能性。(3)产品在设计阶段接受设计评估与校审传统产品开发过程中，用户一般要等待5—6个月才能看到新产品的试件原型。利用RP技术，可以在很短的时间(几小时或几天)内精确地生成产品的原型(4)产品在设计阶段就可进行功能试验RP技术使用新型光敏树脂材料等制成的试件原型具有足够的强度，可用于传热、流体力学等方面的试验，还可用于受载应力分布分析。5)可进行快速模具制造或成品制造以RP原型作模心或模套，结合快速精铸、金属喷涂、粉末烧结或电极研磨等技术可以快速制造出企业生产所需要的模具或工装设备，其制造周期比数控加工缩短30％一4o％以上，成本却下降35％一70％。6、快速成型技术有哪些应用？快速成型的应用主要体现在以下几个方面：（1）新产品开发过程中的设计验证与功能验证。2）可制造性、可装配性检验和供货询价、市场宣传，对有限空间的复杂系统，如汽车、卫星、导弹的可制造性和可装配性用RP方法进行检验和设计，将大大降低此类系统的设计制造难度。（3）单件、小批量和特殊复杂零件的直接生产。对于高分子材料的零部件，可用高强度的工程塑料直接快速成型