快速成形技术

第六章快速成型技术逆向工程技术及其应用逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术三、各种快速成型技术介绍二、快速成型技术的分类及优越性一、快速成型技术的发展逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术教学要求：（1）了解：快速原型和快速模具技术的概念、发展。（2）掌握：快速原型和快速模具技术的技术和工艺方法。逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术快速成型制造技术（RP&M）就是借助计算机、激光、精密传动和数控等现代手段，将计算机辅助设计（CAD)和计算机辅助制造(CAM）集成于一体，根据在计算机上构造的三维模型，能在很短时间内直接制造产品样品，无须传统的机械加工机床和模具。逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术一、快速成型技术的早期发展在1892年，Blanther在他的美国专利中曾建议用叠层的方法来制作地图模型。1940年，Perera提出相似的方法，即沿轮廓线切割硬纸板，然后堆叠，使这些纸板形成三维地貌图。1964年，Zang进一步细化了该方法，建议用透明的纸板，每一块均带有详细的地貌形态标记。1972年，Matsubara使用光固化材料，光线有选择地投射或扫射到这个板层，将规定的部分硬化，没有扫描或没有一硬化的部分被某种溶剂溶化。逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术一、快速成型技术的早期发展1976年，DiMatteo在具体实践中，通过铣床加工成形沿高度标识的金属层片，然后粘接成叠层状，采用螺栓和带锥度的销钉一进行连接加固，制作了型腔模。1979年，日本东京大学Nakagawa教授开始用薄板技术制造出实体的模具，如落料模、成型模和注射模等。1981年HideoKodama首先提出了一套功能感光聚合物快速成型系统。逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术层状物体制造技术（LOM）选择性激光烧结技术（SLS）光固化技术（SLA）熔融沉积制造技术（FDM）二、快速成型技术的分类及优越性按照使用的材料不同和零件的建造技术不同可分为多种工艺：逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术三、各种快速成型技术介绍逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术光固化成型技术制作的原型可以达到机磨加工的表面效果，是一种被大量实践证明的极为有效的高精度快速加工技术，其具体优点如下：逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术1、叠层实体制造工艺的基本原理叠层实体制造工艺过程：(1)叠层实体制造工艺的前处理过程(2)叠层实体制造工艺的分层叠加过程(3)叠层实体制造工艺的后处理过程逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术2.叠层实体制造技术的特点(1)原型精度高。(2)制件能承受高达200℃的温度，有较高的硬度和较好的力学性能，可进行各种切削加工。(3)无须后固化处理。(4)无须设计和制作支撑结构。(5)废料易剥离。(6)可制作尺寸大的制件。(7)原材料价格便宜，原型制作成本低。(8)设备采用了高质量的元器件，有完善的安全、保护装置，因而能长时间连续运行，可靠性高，寿命长。(9)操作方便。逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术但是，LOM成型技术也有不足之处：(1)不能直接制作塑料上件。(2)工件（特别是薄壁件）的抗拉强度和弹性不够好。(3)工件易吸湿膨胀，因此，成型后应尽快进行表面防潮处理。(4)工件表面有台阶纹，其高度等于材料的厚度（通常为0.lmm左右）,因此，成型后需进行表面打磨。逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术1.熔融沉积工艺的基本原理逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术熔融沉积又叫熔丝沉积，它是将丝状的热熔性材料加热熔化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。喷头可沿着X轴方向移动，而工作台则沿Y轴方向移动。如果热熔性材料的温度始终稍高于固化温度，而成型部分的温度稍低于固化温度，就能保证热熔性材料挤喷出喷嘴后，随即与前一层面熔结在一起。一个层面沉积完成后，工作台按预定的增量下降一个层的厚度，再继续熔喷沉积，直至完成整个实体造型。喷头的前端有电阻丝式加热器，在其作用下，丝材被加热熔融，然后通过出口，涂覆至工作台上，并在冷却后形成界面轮廓。逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术熔融沉积工艺的特点熔融沉积快速成型工艺之所以被广泛应用，是因为它具有其他成型方法所不具有的许多优点。具体如下：(1)由于采用了热融挤压头的专利技术，使整个系统构造原理和操作简单，维护成本低，系统运行安全。(2)成型速度快。(3)用蜡成型的零件原型，可以直接用于熔模铸造。(4)可以成型任意复杂程度的零件。(5)原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形小。(6)原材料利用率高，且材料寿命长。(7)支撑去除简单，无需化学清洗，分离容易。逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术当然，FDM成型工艺与其他快速成型工艺相比，也存在着许多缺点，主要如下：(1)成型件的表面有较明显的条纹。(2)沿成型轴垂直方向的强度比较弱。(3)需要设计与制作支撑结构。(4)需要对整个截面进行扫描涂覆，成型时间较长。(5)原材料价格昂贵。逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术快速成型机MEM300-II逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术原型保温、原型后处理检查系统、成形原型件打开电源、启动控制软件、打开要成形的文件、初始化系统、启动温度控制系统、工作台清理、对高成形准备造型阶段后处理阶段快速成型机MEM300-II的操作步骤:逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术选择性激光烧结工艺的基本原理采用铺粉辊将一层粉末材料平铺在己成形零件的上表面。加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度，控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描，使粉末的温度升至熔化点，进行烧结并与下面已成形的部分实现粘接。当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺料辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个模型。在成型过程中，未经烧结的粉末对模型的空腔和悬臂部分起着支撑作用。逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术选择性激光烧结工艺的特点选择性激光烧结工艺和其他快速成型工艺相比，其最大的独特性是能够直接制作金属制品，同时该工艺还具有如下一些优点：(1)可采用多种材料。(2)制造工艺比较简单。(3)高精度。(4)材料利用率高，价格便宜，成本低。(5)无需支撑结构。逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术本章小结本章从介绍快速成型技术的发展开始，着重介绍了四种不同的快速成型技术，包括：光固化技术（SLA）、层状物体制造技术（LOM）、熔融沉积制造技术（FDM）、选择性激光烧结技术（SLS），重点掌握四种不同方法的原理和特点。逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术作业：1、什么是快速成型技术？2、快速成型技术分为哪几类？