【正文】 平臺，可以消除分層建造中的臺階問題。例如 3D Systems公司推出的SLA7000，其制作速度比 SLA5000快 8倍，同時 SLA7000的層厚可達 mm，比 SLA5000小一半，所以能達到更高的成型精度。其模具尺寸精度可達 250mm誤差為 177。在 1120℃時使熔化的銅在氫氣氣氛中滲入銅顆粒之中，以此工序來制作注塑模。同時該大學(xué)還進行了金屬粉末直接成型的研究，取得了一定的進展。制成的模具可廣泛用于 PE, PP, PS, ABS, PC/ABS、玻璃增強的 Polypropylene和其它的常用塑料的注塑成型，但是模具的壽命只有100~400件 /副， EOS公司開發(fā)的 PA320OGF尼龍粉末材料可以獲得高精度和很好的表面光潔度。該公司最新研制的材料 Laser Form ST 100的粉粒直徑為 2334um，比 ，這有利于成型件的表面處理，同時，也簡化了粘結(jié)劑的降解和滲金屬的工藝，有利于保證精度 .該材料主要用于制造注塑模，制成的注塑模生產(chǎn)了衛(wèi)萬件產(chǎn)品還沒有磨損 。 基于 SLS成型技術(shù)的材料 SLS材料的來源比較廣泛，理論上講受熱后能夠相互粘結(jié)的粉末或表面裹覆有熱固性粘結(jié)劑的粉末都能作為 SLS的材料 .目前 SLS材料目前主要有 :塑料粉 (如聚碳酸酷、尼龍等 )、蠟粉、金屬粉、表 面涂有粘結(jié)劑的陶瓷粉、覆膜砂等，它們被加熱到熔點后能熔合，冷卻后迅速固化 . SLS材料要有良好的熱固性、一定的導(dǎo)熱性，粉末經(jīng)激光束燒結(jié)后要有足夠的粘結(jié)強度，粉末的直徑不宜過大，一般要求小于 ，否則會降低原型的精度。用輪廓算術(shù)平均偏差 (Ra)、輪廓最大高度 (Rt)和微觀不平度十點高度 (Rpm)來度量零件的表面質(zhì)量： SLA的 Ra， Rt, Rpm比其他成型方法都小，其次是 LOM，而 FDM和 SLS最差。但同時由于造型機理的原因， FDM支撐材料的選擇更廣泛一些，所以可以選擇更脆且更易移除的材料制造支撐，所以其所獲得的精度有時可能會更高些。而 LOM由于后處理太過困難，能獲得的尺寸精度最差 。 對于中等實體尺寸， SLA的精度最高， LOM次之，而 FDM和 SLS較差 。 主要快速成型系統(tǒng)的綜述 現(xiàn)階段 RP技術(shù)的基本原理在上世紀(jì) 90年代初期就得到了基本的完善，這些原理的最主要成果就體現(xiàn)在 目前占統(tǒng)治地位的 5種快速成型系統(tǒng)上面 181191:光固化立體造型 (SLA, Stereolithography)，疊層制造 (LOM, Laminated Object Manufacturing), 激光選區(qū)燒結(jié) (SLS, Selective Laser Sintering)、熔絲沉積制造 (FDM, Fused Deposition Modeling)以及三維印刷(3DP,Three Dimension Printing).多年來主要是從這些原理出發(fā)，不斷的完善系統(tǒng)性能及成型工藝，而很多其他的 RP方法的發(fā)展卻 嚴(yán)重滯后，有些則被淘汰。由于無需針對特定零件制定工藝操作規(guī)程，也無需準(zhǔn)備專用夾具和工具， RP技術(shù)制造一個零件的全過程遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于傳統(tǒng)工藝相應(yīng)過程，使得 RP技術(shù)尤其適合于新 產(chǎn)品的開發(fā)，顯示了其適合現(xiàn)代科技和社會發(fā)展的快速反應(yīng)的特征和時代要求。實體自由成型制造 (SFF, Solid Free form Fabrication) “實體自由成型制造”表明 RP技術(shù) 無需專用的模腔或夾具，相應(yīng)不受任何約束。 RP由于采用了離散堆積的加工工藝， CAD和 CAM能夠很順利地結(jié)合在一起，而 RP的工藝規(guī)劃主要作用是對成型過程進行優(yōu)化以提高 造型精度、速度和質(zhì)量，所以 RP可容易地實現(xiàn)設(shè)計制造一體化。 對快速成型技術(shù)的全面理解 RP 的總體目標(biāo)是在 CAD的直接驅(qū)動下，快速完成具有復(fù)雜形狀的零件： (1)直接 CAD驅(qū)動，無需專用的工夾具 。它的核心是基于數(shù)字化的新型成形技術(shù)。 摘要 6 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 吉林大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 7 目錄 1 緒論 ??????????????????????????????? ? 6 對快速成型技術(shù)的全面理解 ??????????????????? 6 當(dāng)前主要的 RP技術(shù) ??????????????????? ???? 7 主要快速成型系統(tǒng)的綜述 ??????????????????? 7 幾種主要 RP技術(shù)的比較 ??????????????????? ? 8 尺寸精度 ??????????????????? ??????? 8 零件制造時間 ??????????????????? ????? 9 制件的復(fù)雜程度 ??????????????????? ???? 9 制作成本 ??????????????????? ??????? 9 基于 SLS成型技術(shù) 的材料 ??????????????????? ? 9 RP技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 ??????????????????? ???? 10 金屬零件的直接制造和模具的快速制造 ???????????? 12 RP系統(tǒng)的發(fā)展 ??????????????????? ????? 13 本課題設(shè)計的目的和主要內(nèi)容 ????????????????? 13 2 設(shè)計方案題目要求 ??????????????????? ???? 13 3 SLS 的工作原理 ??????????????????? ? ????? 13 信息過程 —— 離散處理 ??????????????????? ?? 13 物理過程 —— 疊加成型 ??????????????????? ?? 13 摘要 8 DTM—— 分缸鋪粉 ??????????????????? ??? 14 —— 送料槽鋪粉 ??????????????????? ?? 14 4 SLS 的工藝過程及特點 ??????????????????? ??? 17 激光選區(qū)燒結(jié)（ SLS）的工藝特點 ??????????????? 17 藝過程 ??????????????????? ????????? 17 粉末原料的燒結(jié) ??????????????????? ???? 18 粉末材料的選擇 ??????????????????? ???? 19 5 SLS 的系統(tǒng)組成 ??????????????????? ?????? 20 主機 ??????????????????? ??????????? 21 成型工作缸 ??????????????????? ?????? 21 絲杠副設(shè)計 ????? ?????????????? ????? 21 絲杠固定支撐件選擇 ??????????????????? 27 步進電機的選擇 ??????????????????? ??? 28 齒輪的選擇 ??????????????????? ?????? 29 廢料回收缸 ??????????????????? ??????? 33 鋪粉滾筒裝置 ??????????????????? ????? 33 ?????????????? ????? ??????? 33 吉林大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 9 激光器 ??????????????????? ???????? 34 振鏡式動態(tài)聚焦掃描系統(tǒng) ??????????????????? 34 步進電機驅(qū)動器的選擇 ?????????????????? 35 ??????????????????? ???????? 38 計算機控制系統(tǒng) ??????????????????? ?????? 38 計算機 ??????????????????? ????????? 38 應(yīng)用軟件 ??????????????????? ???????? 38 傳感檢測單元 ??????????????????? ????? 39 驅(qū)動單元 ??????????????????? ???????? 39 5． 3 冷卻器 ??????????????????? ????????? 39 6 編寫計算程序 ??????????????????? ???????? 39 總結(jié)??????????????????? ????????????? 42 致謝 ???????????????? ??? ????????????? 43 參考文獻 ??????????????????? ???????? ??? 44 目錄 10 1 緒論 20 世紀(jì) 80 年代末、 90 年代初發(fā)展起來的快速成形（ Rapid Prototyping amp。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前摘要 4 提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。 作者對比 DTM， EOS 兩大公司的經(jīng)典設(shè)計方案，改進設(shè)計結(jié)構(gòu)，增強工作性能，試圖將新的思想帶入到 SLS 成 型機的設(shè)計中。是借助精確引導(dǎo)的激光束使材料粉末燒結(jié)或熔融后凝固形成三維原型或制件。吉林大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 1 摘 要 快速成型 (RP)技術(shù)是近年來倍受學(xué)術(shù)界和制造業(yè)關(guān)注的一種先進成型制造技術(shù)。 選擇性激光燒結(jié)工藝（ SLS）又稱為激光選區(qū)燒結(jié)。其中，最早將 SLS 市場化的是 DTM 公司。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理?？焖俪尚渭夹g(shù)可以自動、快速、直接、精確地將設(shè)計思想轉(zhuǎn)化為具有一定功能的原型或直接制造 零件（模具），有效地縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，是提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮減產(chǎn)品成本的有力工具。 RP以極高的柔性給制造業(yè)予全新的概念。材料添加制造 （ MIM, Material Increase Manufacturing) “材 料 添 加 制 造”將材料單元采用一定方式堆積、疊加成形，有別于車削等基于材料去除原理的傳統(tǒng)加工工藝。離散堆積制造 “離 散 堆 積制造”是現(xiàn)代成型學(xué)理論中在對成型技術(shù)發(fā)展進行總結(jié)的基礎(chǔ)上提出的，表明了模型信息處理過程的離散性，強調(diào)了成型物理過程的材料堆積性，體現(xiàn)了 RP技術(shù)的基本成型原理，具有較強的概括性和適應(yīng)性。 即 時 制 造 (IM, Instant Manufacturing) “即 時 制 造”反映了該類技術(shù)的快速響應(yīng)性。不同的 RP系統(tǒng)都有其特有的優(yōu)勢，但是同時也存在自身的缺陷，所以必須根據(jù)具體的使用要求進行 RP系統(tǒng)的選擇。 尺寸精度 : 在大多數(shù)情況， SLA能獲得的尺寸精度最高，以下依次 是 LOM, F DM和SLS。 對于較小的空心尺寸， FDM和 LOM,S LA能獲得的精度要優(yōu)于 SLS，這主要是由于受 SLS材料的粉末粒度的限制及加工過程中產(chǎn)生過燒結(jié)而造成的 : 對于加工微小尺寸的特征， SLA最好， FDM和 SLS次之，并且同一水平上。 當(dāng)建造有懸臂特征的零件時， FDM和 SLA必須要有支撐，而且由于 FDM加工時，零件暴露于空氣中，所以相對而言， FDM對支撐的依賴性更大 。而臺階效應(yīng)、填充方式、層片變形是影響零件表面質(zhì)量的主要原因。 制作成本 制作成本應(yīng)包括設(shè)備購置成本、設(shè)備運行成本以及人工成本，經(jīng)過綜合評價認(rèn)為 SLA較高， FDM和 SLS次之， LOM的制作成本較低。 國外的 DTM公司在 SLS成型材料的開發(fā)上作了大量的工作，其推出的設(shè)計方案 14 ，只有 ，而且粉末細(xì)小，層厚最小可到 mm，所以可以達到很高的精度和表面光潔度，幾乎不需要后續(xù)拋光處理。m。南京航空航天大學(xué)在覆膜砂材料方面也作了大童的工作，選用 250目在使用特性上與酚醛樹脂類似的環(huán)氧樹脂粉末作為搜膜砂粘結(jié)劑，經(jīng)過合理的配比，獲得了很好的燒結(jié)性能。它經(jīng) SLS快速燒結(jié)成型后使之在300℃環(huán)境下燒失 (Debinding)粘結(jié)劑包衣，在 700℃時使鋼粉顆粒之間發(fā)生弱聯(lián)結(jié)困 (Necking)。 Keltool被認(rèn)為是目前最有發(fā)展前景的一種快速制造金屬模具的方法，由美國 3D Systems公司開發(fā)。 近年來五大 RP系統(tǒng)占據(jù)了絕大部分的 RP設(shè)備市場份額，并且這五種成 型方法以外的孫系統(tǒng)所占比例越來越小，所以大力改善這五大快速成型系統(tǒng)的制作精度、可靠性、生產(chǎn)率和制作大件的能力，并推出新一代 (或改進 )的機型是當(dāng)前 RP設(shè)備的發(fā)展方向。 Stratasys公司的 FDM Quantum