第二章快速成型制造工藝--i(已修改)
2025-01-14 13:42 本頁(yè)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 METRCξ2 快速成型制造工藝 快速成型制造工藝的全過(guò)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(guò)程及分類(lèi)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(guò)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 METRCξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRCξ2 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(lèi)：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(lèi)。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(lái)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(wèn)世以來(lái)，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(jiǎn)稱 SL，也有時(shí)被簡(jiǎn)稱為 SLA（StereoLithography Apparatus），該工藝是由 Charles Hull于1984年獲得美國(guó)專利，是最早發(fā)展起來(lái)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(lái)，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(shù)脂為原料，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制紫外激光使其凝固成型。這種方法能簡(jiǎn)捷、全自動(dòng)地制造出歷來(lái)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(guò)程如圖 22示。液槽中盛滿液態(tài)光敏樹(shù)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(shù)脂表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，使被掃描區(qū)域的樹(shù)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(shù)脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹(shù)脂，刮板將粘度較大的樹(shù)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(guò)程原理圖 ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRCξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRCξ2 快速成型制造工藝 因?yàn)闃?shù)脂材料的高粘性，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(shù)脂便會(huì)被十分均勻地凃敷在上一疊層上，這樣經(jīng)過(guò)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 METRCξ2 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(guò)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(kāi)始后，成型過(guò)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(shù)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(shù)脂材料?液態(tài)樹(shù)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(guò)程中材料發(fā)生物理和化學(xué)變化?需要二次固化 經(jīng)快速成型系統(tǒng)光固化后的原型樹(shù)脂并未完全被激光固化。
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1