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快速成形制造技术
主讲人:季俊
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快速成形制造的发展
信息与控制学院仪器系
快速成形制造又称为快速原型制造(Rapid
Prototype Manufacturing,RPM)。诞生于20世纪80年代,是基于材料堆积法的一种高新制造技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
20世纪80年代后期,RPM技术在美国首先产生并商品化。
从那时起,RPM以离散堆积原理为基础和特征,即它首先将零件的电子模型软件离散化,成为“层状”的离散面、离散线和离散点,而后采用多种手段,将这些离散的面、线段和点按层堆积形成零件的整体形状。RPM工艺过程无需专用工具,工艺规划步骤简单,所以制造速度比传统方法简单得多。
快速成形制造的发展
信息与控制学院仪器系
它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。
运用RPM技术能自动、快速、精确地将设计思想转变成一定功能的产品原型或直制造零件,对缩短产品开发周期、减少开发费用、提高企业参与市场竞争具有重要意义。
快速成形的基本原理
信息与控制学院仪器系
RAM流程图
快速成形的基本原理
信息与控制学院仪器系
CAD建模
分层切片
层面信息处理
层面加工与粘接
层层堆积
后处理
基本原理
由CAD软件设计出所需零件的计算机三维曲面或实体模型
将三维模型沿一定方向离散成一系列有序的二维层片
根据每层轮廓信息,进行工艺规划,选择加工参数,自动生成数控代码
成形机制造一系列层片并自动将它们联接起来,得到三维物理实体
清理零件表面,去除辅助支撑结构
快速成形的基本工艺过程
信息与控制学院仪器系
CAD建模
STL转换
生成片层NC代码
实体加工
零件原型
后处理
切片处理
前处理
快速成型系统工作
后处理
用Pro/E设计的零件模型
典型快速原型制造工艺
信息与控制学院仪器系
光固化成型法(Stereo Lithography Apparatus--SLA)
叠层实体制造法(Laminated Object Manufacturing--LOM)
选择性激光烧结法(Selected Laser Sintering---SLS)
熔融沉积制造法(Fused Deposition Modeling--FDM)
三维打印(Three-Dimensional Printing---3D-P)
固基光敏液相法(Solid Ground Curing---SGC)
快速成形制造的主要工艺方法
信息与控制学院仪器系
光固化成型法(SLA)
叠层实体制造法(LOM)
选择性激光烧结法(SLS)
熔融沉积制造法(FDM)
1、光固化成型法-SLA原理
信息与控制学院仪器系
以光敏树脂为原料,将计算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截面的轮廓为迹对液态树脂逐点扫描,使被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应,从而形成零件的一个薄层截面。当一层固化完毕,移动工作台,在原先固化好的树脂表
面再敷上一层新的液态
树脂以便进行下一层扫
描固化。新固化的一层
牢固地粘合在前一层上,
如此重复直到整个零件
原型制造完毕.
视频演示
信息与控制学院仪器系
SLA工艺演示