《快速成型技术2》课件.ppt

RP直接制造方法 RP技术按制造工艺原理进行分类: 立体光固化法　StereoLithography, SL 层叠实体制造Laminated pbject manufacturing 　　　　　　LOM（又称分层实体制造） 熔融沉积制造Fused depostion modeling, FDM 选择性激光烧结　Selective laser sintering, SLS 三维打印　Three-dimensional printing, 3DP 第四节快速成型技术 第四节快速成型技术 系统组成： 1、光学部分 2、树脂容器系统 3、数控系统和控制软件 后处理： 1、清洗；2、未完全固化的再固化；3、去台阶（喷砂）； 立体光固化法 SL技术成形过程如下: 开始时, 可升降工作台的上表面处于液面下-个截面层厚的高度(通常为0.125~0.75 mm), 该层液态光敏聚合物被激光束扫描而发生聚合固化, 并形成所需第一层固态截面轮廓后, 工作台下降一层高度, 液槽中的液态光敏聚合物流过已固化的截面轮廓层。刮刀按照设定的层高作往复运动, 刮去多余的聚合物, 再对新铺上的这一层液态聚合物进行扫描固化, 形成第二层所需固态截面轮廓, 新固化的一层能牢固地粘结在前一层, 如此重复直到整个制件成形完毕。 SL技术应用于生物医学方面 　　最初只是制作一些解剖模型供外科手术参考和教学之用。Cooke等利用Pro/E软件设计了一个直径50 mm, 高4 mm的支架, 以Polypropylene fumarate (PPF)为支架材料, 通过SL技术直接制造出了与设计结构一致的多孔支架。由于使用SL技术直接制造组织工程支架对成形材料要求很高, 不但要具备良好的生物学特性, 而且要具有光敏聚合属性, 因此, 限制了SL技术直接应用于组织工程支架的制造。 第四节快速成型技术 选择性激光烧结法（SLS—Selective Laser Sintering） 粉末材料薄薄地铺上一层在工作台上，按截面轮廓的信息，ＣＯ2激光束扫过之处，粉末烧结成一定厚度的实体片层，逐层扫描烧结最终形成快速原型。 如图13-2所示。 选用的粉末有金属粉、陶瓷粉和塑料粉。 SLS技术 　SLS技术是在事先设定的预热温度下, 先在工作台上用辊筒铺一层粉末材料, 然后激光束在计算机控制下, 按照截面轮廓信息对制件的实心部分所在的粉末进行扫描, 使粉末的温度升至熔化点, 于是粉末颗粒交界处熔化, 粉末相互粘结, 逐步得到一层轮廓。在非烧结区的粉末仍呈松散状, 作为工件和下一层粉末的支撑。一层成形完成后, 工作台下降一个截面层的高度, 再进行下一层的铺料和烧结, 如此循环, 最终形成三维制件。 第四节快速成型技术 第四节快速成型技术 烧结件后处理： 1、高温烧结 2、热等静压 3、熔浸 4、浸渍 第四节快速成型技术 分层实体造型法（LOM —Laminated Object Manufacturing） 计算机控制的ＣＯ2激光束按三维实体模型每一个截面轮廓线对薄形材料（如底面涂胶的卷状纸、或金属薄材料）进行切割，逐步得到各个轮廓，并将其粘结形成快速原型。用此法制作铸造母模。如图13-4所示。 第四节快速成型技术 第四节快速成型技术 熔融堆积成型法（FDM —Fused Deposition Modeling） 熔融堆积成形是指将热熔性材料（ABS、尼龙或蜡）通过加热器熔化，挤压喷出并堆积一个层面，然后将第二个层面用同样的方法建造出来，并与前一个层面熔结在一起，如此层层堆积而获得一个三维实体。 如图13－5所示。 FDM技术成形过程 　在切片数据和丝材准备好之后, 计算机的控制模块根据规划好的扫描路径, 控制喷头在X-Y平面运动, 同时将熔化了的材料喷挤出来, 成形一个截面的形状。当前层成形完毕即控制工作台下降一个层厚的高度, 再进行下一层截面的成形。如此一层一层成形, 最终形成所需要的零件形状。 FDM的优点 　材料的利用率高, 材料的成本低, 可选用的材料种类多, 工艺干净、简单、易于操作且对环境的影响小。缺点是精度低, 结构复杂的零件不易制造, 表面质量差, 成型效率低。所制造支架的管道走向只能是与X轴、Y轴或Z轴方向一致, 且管道最小尺寸受加工层厚的限制, 制造复杂外形的支架时, 必须添加支撑。 第四节快速成型技术 第四节快速成型技术 三维打印（3DP-Three Dimension Printing） 以某种喷头作成型源，它的工作很像打印头，喷头作X-Y运动，工作台作Z方向的垂直运动。喷出材料为热塑性材料、蜡或粘结剂。 三维打印成形技术3