Prototypesamplemakingcraft-手板模型

手板模型制作的工艺常识（CNC、SLA、复模等）发布时间：2011-12-081.CNC电脑锣（CNCprocessingcentre）：CNC是电脑数控的机床按编号的程序用一块整版挖掘而成。CNC使用的是Mastercam系统，主要是用来控制CNC刀路。CNC数控铣床专门用来加工一些方的，不规则的物件，而车床则是加工圆的物件。CNC可以加工一些比较大的工件。最大可以达到1800*900*600。相对SLA较便宜，满足手板的种类很多。目前在国内应用最为广泛。主要材料有ABS,PC,PMMA,金属主要是铝和铜。CNC加工可以加工出精度相对较高的产品样品，应用材料主要有ABS、PC、PMMA、PP、铝、铜等，在制作治具夹具等产品时常用的有电木和铝合金；CNC手板优势：韧性好，张度高，成本低，材料可选择性广泛。2.复模（真空灌注）：利用原有的样板，在真空状态下制作出硅胶模具，并在真空状态下采用PU材料进行浇注，从而克隆出与原版相同的，比原样板耐高温，强度硬度都好的复制件。如果客户要求做几套或是几十套时，适合用这种方法，这样大大降低了成本。真空复模出来的产品样板有一定比率的缩水,真空复制产品样办成本一般来说会相对CNC低，即CNC加工多套样板的价格比CNC加工1套后再进行真空复模的价格低（对复模出来的样办材质有特殊要求的除外）；复模材料有：普通PU：较脆，韧性；透明PU：原材料较好，但价格是最贵的；类橡胶PU；8400软胶。通过真空复模的技术可以有两种用途：A）进行小批量的产品样品生产；B）改变材质；可以将由石膏油泥雕刻的样板通过复模改变,到易于后续加工处理的PU或POLY的材质，或是将ABS材质改变为有特殊要求的材质（如：要求透明的、耐高温的、高强度的、或橡胶特性的等等）。3.SLA激光成型（SLAlasermolding）：（国外用的较多）以计算机控制下的紫外光，按照事先编写好的程序来渐层扫描叠加固化而成，最接近设计图档，精度高，单间速度快。SLA省人工，编程容易，但是机器贵，成本高，材料脆韧性不足。一台SLA的效率相当于3台CNC的效率。在做小物件上SLA比CNC更有优势。大件则相反。SLA使用的是Magic(编程软件)。放置SLA机器的室内专门有抽湿机来控制室内温度。SLA可以加工结构比较复杂点或精密点的工件，SLA精度高，速度快。误差可控制在±0.05mm。4.表面处理经过多年的积累，我们对手板的处理已有了非常丰富全面的工艺，包括手工处理、喷漆（亮光、亚光、金属漆、橡胶漆、珠光漆等）、丝印、喷砂、抛光、电镀（真空镀、水镀）、烫金等等。手工处理：对作出的样品进行打磨、装配，把零件组成一个成品。喷油（spraypaint）：按客户的要求喷上颜色，我们公司是无尘喷油房，油也是最好的。丝印(silk-screen)：在手板样品上印字或图案。移印：在手板不平的面上印字或图案。雷雕(laserengrave)：为了透光，会在一件透明件上喷两层油漆，打掉一层，露出一层。电镀(plating)：为了产品更醒目，涂上烙银的产品色，样件必须非常的光滑且没有杂质，然后浸泡在药水中（有水镀和真空镀），外发。水镀特点：不易刮花，不易掉色，不亮，需要的材料耐高温。真空镀很亮，且易刮花、掉色。氧化(anodizing)（阳极处理）：使铝的表面发生氧化反应，形成一层膜，不易刮花，不易腐蚀。拉丝：在铝的表面拉出一条条细痕，质感更好。高光(high-lighteffect)：在样品上用高速CNC加工一圈，露出铝的本色。烫金：在产品的部分细节贴上金或银的产品颜色。（此工艺现在已很少用）过UV：在样品的表面上喷一层透明油，用紫外光烤干，产品更亮，且不易刮花。泥雕(carvedmud)：针对玩具公仔类，外观都不是规则的，用机器无法加工出来的，所以用一块油泥手工雕刻出。浮雕(relief)：在一块板上铺一层油泥，然后雕出所需形状。看起来立体感很强，就像一个实物。车床(lathe)：加工一些小零件。铣床(millingmachine)：铣CNC无法加工到或是需要修改的样件。喷砂(sandblasting)：电脑锣出来的样件上面有很多残留的塑胶，人工处理起来很麻烦。CNC与3D打印的对比CNC是Computernumericalcontrol：计算机数控，简称CNC，国外一般都称为CNC，很少再用NC这个概念了。数控机床（NumericalControlMachineTools）是指装备了计算机数控系统的机床，简称CNC机床。SLA是StereolithographyAppearance的缩写，即立体光固化成型法。CNC与SLA加工工艺对比如下：CNC工艺特点：1.需要根据零件数据进行编程加工，对于复杂结构的零件，需要进行零件拆分加工，加工完毕后再进行粘接拼合；2.加工过程中需要设计和使用夹具。对于大尺寸、复杂结构的拆分零件，为确保拼接精度，还要考虑设计专用检具；3.材料使用真实材料，可直接使用ABS、亚克力、PP甚至金属等多种材料加工，材料综合机械性能高于SLA工艺。SLA工艺（3D打印）特点：1.工艺柔性高，能一次性完成非常复杂结构的零件制作，且其制作成本和制作速度与零件的复杂程度基本无关；2.制作速度快，在设备的加工规格范围内可以同时制作数个零件的并行加工，从得到数据到零件完成只需几个小时到十几个小时即可完成；3.CAD/CAM无缝衔接，CAD数据可直接上机加工制作，无需进行数据编程和零件拆分；4.零件加工过程中无需考虑检夹具的设计和使用；5.所用树脂材料机械韧性稍差，可达到类ABS等级，但不能完全符合真实材料的性能。CNC成本结构：CNC加工耗材直接使用ABS、PP等真实材料，材料成本较低；但CNC工艺需要编程和拆分，通常一台CNC设备需要配备3-4个人员，人工成本较大。因此，CNC的成本主要取决于零件复杂度和材料消耗，零件越复杂，需要拆分和编程的工作量越大，后处理的拼接工序越复杂，所需人工工时就越多，成本越高。SLA成本结构（3D打印）：SLA设备基本可实现“无人值守”，一个人即可同时操作控制3-5台SLA设备，人工成本低，但SLA的材料为特定光敏树脂，采购成本较高。因此SLA的制作成本与零件的复杂程度基本无关，而主要取决于加工零件的重量以及设备本身折旧。综合以上对比可以看出，CNC比较适宜制作结构较为简单、比较厚重的各种实心零件，而SLA工艺主要适用各种复杂结构，或者工期要求高的零件制作。就成本方面而言，由于SLA工艺成本主要与零件重量相关，对于高精细、薄壁或空心结构等零件，SLA成本优于CNC；而对于结构相对简单的厚重零件，则CNC的成本占优SLS粉末烧结成型SLS粉末烧结快速成型工艺介绍:选择性激光烧结（SLS）于1989年被发明。材料特性比光固化成型（SLA）工艺材料优越。多种材料可选而且这些材料接近热塑性塑料材料特性，如尼龙、尼龙+玻纤、尼龙+碳纤维等如图所示：SLS机器包括两个粉仓，位于工作台两边。水平辊将粉末从一个粉仓，穿过工作区间推到另一个粉仓。之后激光束逐步描绘整个层。工作台下降一个层高的厚度，水平辊从相反方向移回，如此往复直到整个零件烧结完毕。性能特点:1、工艺简单，不需要碾压和掩模步骤2、用热塑性塑料材料可以制作活动铰链之类的零件3、产品具有较高硬度，可进行钻孔、喷油、装配等后加工3、成型件表面多粉多孔，使用密封剂可以改善并强化零件4、使用刷或吹的方法可以轻易地除去原型件上未烧结的粉末材料使用范围：SLS产品广泛应用于工业及家用电器、电动工具．发动机，医疗设备、航空航天工业，适合制作有一定压力要求的结构复杂的原型件，不适合做薄壁件．快速模具批量复制真空复模就是利用原有的样板，在真空状态下制作出硅胶模具，并在真空状态下采用PU材料进行浇注，从而克隆出与原样板相同的复制件。该项技术由于速度快、成本底、大大降低了产品的开发费用、周期和风险。真空复模工艺特点：1、适合小批量制作；2、成本低，复制周期短；3、硅橡胶模具柔软，脱模性好；4、可复制复杂件，复制件性能高；5、可使用不同浇注材料，如类ABS、类PC、软胶件、耐高温件等；快速模具批量复制流程图：