逆向工程技术及其应用---第六章快速成型技术_精品.ppt

逆向工程技术及其应用---第六章 快速成型技术 第六章 快速成型技术 逆向工程技术及其应用 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 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。 快速成型制造技术（RPM ）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。 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。 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Hideo Kodama首先提出了一套功能感光聚合物快速成型系统。 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： 三、各种快速成型技术介绍 液槽中盛满液态光敏树脂，氦镉激光器或氩离子激光器发出的紫外激光束在控制系统的控制下按零件的各分层截面信息在光敏树脂表面进行逐点扫描，被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件的一个薄层。 一层固化完毕后，工作台下移一个层厚的距离，以使在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，然后刮板将粘度较大的树脂液面刮平，进行下层的扫描加工,新固化的一层牢固地粘结在前一层上，如此重复直至整个零件制造完毕，得到一个三维实体原型。当实体原型完成后，首先将实体取出，并将多余的树脂排净。 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： 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 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。 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。 1.熔融沉积工艺的基本原理 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。 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