快速成型制造工藝i(已修改)
2025-05-31 04:43 本頁面
【正文】 第二章 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC ξ2 快速成型制造工藝 快速成型制造工藝的全過程可以歸納為以下三個(gè)步驟： 1)前處理。 它包括工件的三維模型的構(gòu)造、三維模型的近似 處理、模型成形方向的選擇和三維模型的切片處理。 2)分層疊加成形。 它是快速成形的核心．包括模型截面輪廓 的制作與截面輪廓的疊合。 3)后處理。 它包括工件的剝離、后固化、修補(bǔ)、打磨、拋光和表 面強(qiáng)化處理等。 如圖所示。 第一節(jié) 快速成型工藝過程及分類 模具工程技術(shù)研究中心 METRC 構(gòu)造三維模型 模型近似處理 成型方向選擇 切片處理 前處理 分層疊加成型 后處理 光固化快速成型－ SLA 疊層實(shí)體制造－ LOM 選擇性激光燒結(jié)－ SLS 熔融沉積制造－ FDM ＊＊＊＊＊ 工件剝離或 去支撐等 強(qiáng)硬化處理 表面處理 快速成型制作過程 ξ2 快速成型制造工藝 快速成型制造系統(tǒng) 產(chǎn) 品 造 型 快 速 成 型 產(chǎn) 品 原 型 模具工程技術(shù)研究中心 METRC ξ2 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC ξ2 快速成型制造工藝 快速成型制造技術(shù)從廣義上講可以分成兩類：材料疊加和材料去除 。 下圖給出了當(dāng)前眾多快速成型工藝根據(jù)材料和構(gòu)建技術(shù)不同進(jìn)行的分類 。 模具工程技術(shù)研究中心 METRC 快速成型制造技術(shù)是 20世紀(jì) 80年代中期發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，從 1988年世界上第一臺(tái)快速成型機(jī)問世以來，快速成型技術(shù)的工藝方法目前已有十余種。在目前所有的快速成型工藝方法中， 光固化成型法 (SLA)、疊層實(shí)體制造法 (LOM)、激光選區(qū)燒結(jié)法 (SLS)、熔融沉積法 (FDM)得到了世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用，下面重點(diǎn)介紹這幾種常用的快速成型技術(shù)。 ξ2 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC 第二節(jié) 光固化成型工藝 光固化成型工藝，也常被稱為立體光刻成型，英文的名稱為 StereoLithography，簡稱 SL，也有時(shí)被簡稱為 SLA（ StereoLithography Apparatus），該工藝是由 Charles Hull于1984年獲得美國專利，是最早發(fā)展起來的快速成型技術(shù)。自從1988年 3D Systems公司最早推出 SLA商品化快速成型機(jī)以來，SLA已成為最為成熟而廣泛應(yīng)用的 RP典型技術(shù)之一。它以光敏樹脂為原料，通過計(jì)算機(jī)控制紫外激光使其凝固成型。這種方法能簡捷、全自動(dòng)地制造出歷來各種加工方法難以制作的復(fù)雜立體形狀，在加工技術(shù)領(lǐng)域中具有劃時(shí)代的意義。 ξ2 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC 一、 光固化成型的基本原理和特點(diǎn) 光固化成型工藝的成型過程如圖 22示。液槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂，氦－鎘激光器或氬離子激光器發(fā)出的紫外激光束在控制系統(tǒng)的控制下按零件的各分層截面信息在光敏樹脂表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，使被掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化，形成零件的一個(gè)薄層。一層固化完畢后，工作臺(tái)下移一個(gè)層厚的距離，以使在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂，刮板將粘度較大的樹脂液面刮平，然后進(jìn)行下一層的掃描加工，新固化的一層牢固地粘結(jié)在前一層上，如此重復(fù)直至整個(gè)零件制造完畢，得到一個(gè)三維實(shí)體原型。 （一） 光固化成型的基本原理 ξ2 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC 光固化成型工藝過程原理圖 ξ2 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC ξ2 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC ξ2 快速成型制造工藝 因?yàn)闃渲牧系母哒承?，在每層固化之后，液面很難在短時(shí)間內(nèi)迅速流平，這將會(huì)影響實(shí)體的精度。采用刮板刮切后，所需數(shù)量的樹脂便會(huì)被十分均勻地凃敷在上一疊層上，這樣經(jīng)過激光固化后可以得到較好的精度，使產(chǎn)品表面更加光滑和平整。 模具工程技術(shù)研究中心 METRC ξ2 快速成型制造工藝 吸附式涂層結(jié)構(gòu) 模具工程技術(shù)研究中心 METRC ? 成型過程自動(dòng)化程度高 （二） 光固化成型技術(shù)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： ? 尺寸精度高 SLA系統(tǒng)非常穩(wěn)定，加工開始后，成型過程可以完全自動(dòng)化，直至原型制作完成。 SLA原型的尺寸精度可以達(dá)到 177。 。 ? 優(yōu)良的表面質(zhì)量 雖然在每層固化時(shí)側(cè)面及曲面可能出現(xiàn)臺(tái)階，但上表面仍可得到玻璃狀的效果。 ? 可以制作結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的模型 ?可以直接制作面向熔模精密鑄造的具有中空結(jié)構(gòu)的消失型 ξ2 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC ?制件易變形 缺點(diǎn)： ?設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)及維護(hù)成本較高 液態(tài)樹脂材料和激光器的價(jià)格較高 ?使用的材料較少 目前可用的材料主要為感光性的液態(tài)樹脂材料 ?液態(tài)樹脂有氣味和毒性，并且需要避光保護(hù)，以防止提前發(fā)生聚合反應(yīng)，選擇時(shí)有局限性。 成型過程中材料發(fā)生物理和化學(xué)變
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