第八章快速成型new1.ppt

第八章快速原型制造技术快速成型技术简介快速成型的基本过程：→→→首先设计出所需零件的计算机三维模型（数字模型、CAD模型）→→→按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元，通常在Z向将其按一定厚度进行离散（习惯称为分层），把原来的三维CAD模型变成一系列的层片→→→再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生成数控代码→→→最后由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起来，得到一个三维物理实体。成型过程示意图快速成型工艺的优势：------使模型或模具的制造时间缩短数倍甚至数十倍，大大缩短新产品研制周期；------使复杂模型的直接制造成为可能，提高了制造复杂零件的能力；------可以及时发现产品设计的错误，做到早找错、早更改，避免更改后续工序所造成的大量损失，显著提高新产品投产的一次成功率；------使设计、交流和评估更加形象化，使新产品设计、样品制造、市场定货、生产准备、等工作能并行进行，支持同步（并行）工程的实施；------节省了大量的开模费用，成倍降低新产品研发成本。自1986年出现至今，短短十几年，世界上已有大约二十多种不同的成型方法和工艺，其中比较成熟的有SLA、SLS、LOM和FDM等方法。其成形原理分别介绍如下：（1）SLA快速成形系统的成型原理：成形材料：液态光敏树脂；制件性能：相当于工程塑料或蜡模；主要用途：高精度塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。（2）SLS快速成形系统的成型原理：成形材料：工程塑料粉末；制件性能：相当于工程塑料、蜡模、砂型；主要用途：塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。（3）LOM快速成形系统的成型原理：成形材料：涂敷有热敏胶的纤维纸；制件性能：相当于高级木材；主要用途：快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。（4）FDM快速成形系统的成型原理：成形材料：固体丝状工程塑料；制件性能：相当于工程塑料或蜡模；主要用途：塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。（1）成型全过程的快速性，适合现代激烈的产品市场；（2）可以制造任意复杂形状的三维实体；（3）用CAD模型直接驱动，实现设计与制造高度一体化，其直观性和易改性为产品的完美设计提供了优良的设计环境；（4）成型过程无需专用夹具、模具、刀具，既节省了费用，又缩短了制作周期。（5）技术的高度集成性，既是现代科学技术发展的必然产物，也是对它们的综合应用，带有鲜明的高新技术特征。二、快速成形的全过程三、快速成型机及成形方法：1、快速成形机快速成形机是分层叠加成形(包括截面轮廓制作和截面轮廓叠合)的基本设备。成形机都是基于“增长”成形法原理，即用一层层的小薄片轮廓逐步叠加成三维工件。其差别主要在于薄片采用的原材料类型，由原材料构成截面轮廓的方法，以及截面层之间的连接方式。熔融挤出成型(FDM)工艺的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、PC、尼龙等，以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。每一个层片都是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。随着高度的增加，层片轮廓的面积和形状都会发生变化，当形状发生较大的变化时，上层轮廓就不能给当前层提供充分的定位和支撑作用，这就需要设计一些辅助结构－“支撑”，对后续层提供定位和支撑，以保证成形过程的顺利实现。建模载入加工建模载入加工建模载入加工2.初始化软件。建模载入加工4.调整模型。建模载入加工建模载入加工选择N3精细将填充间隔改为3工作台高度为默认值，不要改变注意：每次加工完，如果不关机，继续新的加工，要恢复就绪状态。加工范围：223mm×262mm×315mm过大的形体需要进行拆分，用丙酮作为胶剂粘接。2.不同表面的成型质量不同，上表面好于下表面，水平面好于垂直面，垂直面好于斜面。选择重要的表面作为上表面。水平方向精度好于垂直方向的精度，水平面上的圆孔、立柱质量精度最好，垂直面上的较差。如果有较小直径（小于10mm）的立柱、内孔等特征，尽量选择垂直方向成型。水平方向的强度高于垂直方向的强度。如果需要保证强度，选择强度要求高的方向为水平方向。4.模型表面有平面时，以平行和垂直于大部分平面的方向摆放。减少支撑面积，降低支撑高度。避免出现投影面积小，高度高的支撑面出现。2、快速成型方法：1)、液态光敏聚合物选择性固化简称SLA（StereoLithographyApparatus）2)、薄形材料选择性切割（LaminatedObjectManufacturing，简称LOM）3)、丝状材料选择性熔覆(FusedDepositionModeling，简称FDM）4)、粉末材料选择性烧结(SelectedLaserSintering，简称SLS）5)、粉末材料选择性粘结(ThreeDimensionalPrinting，简称T