先进制造技术顾明成.ppt

第五节快速原型制造技术 RPM 技术的产生和发展 RPM 技术原理 典型的 RPM 工艺方法 RPM 技术的应用 80年代末 RPM 技术首先在美国问世; 工业国家称 RPM 技术是继数控技术后又一场技术革命; 我国 92年进入 RPM 领域; 清华大学、西安交通大学、华中科技大学、北京隆源等单位在 RMP 设备、材料和软件方面先后完成了开发和产业化过程; 我国 MRP 许多关键技术达到或领先国际先进水平。 RPM 技术的产生与发展?利用 CAD 软件,设计出产品的三维模型或实体模型; ?利用切片软件,将 CAD 模型离散化,即沿某一方向分层切片,分割成许多层面,获得各层的轮廓数据; ?在计算机分层信息的控制下,通过一定的手段和设备,顺序加工出各层面的实体轮廓形状; ?通过熔合、粘结等手段,使获得的各实体层面逐层堆积成一体,从而快速制造出所要求形状的零件或模型?即采用“分层制造,逐层叠加”的“增长法”成型工艺 RPM 技术原理 RPS 分层切片 STL 文件 CAD 模型三维数字化仪等 CAD 造型系统 1、光敏液相固化法(SLA) 激光成形机中的激光束按数控指令扫描,使盛于容器内的液态光敏树脂逐层固化并粘结在一起。特点:可成形任意复杂形状零件;成形精度高,达± ;材料利用率高, 性能可靠。不足:材料昂贵,光敏树脂有一定毒性。 典型的 RPM 工艺方法 SLA 工艺原理图 2、选区片层粘结法( LOM ) LOM 法是利用背面带有粘胶的箔材或纸材通过相互粘结成形的。特点:成形速度快,成形材料便宜,无相变、无热应力、形状和尺寸精度稳定不足:成形后废料剥离费时, 不宜制作薄壁零件。 LOM 工艺原理图 3、选区激光烧结法( SLS ) SLS 工艺是采用粉末状材料成形的。用激光束在计算机的控制下有选择地进行烧结,被烧结部分固化在一起构成了零件的实心部分。特点:取材广泛,包括各种可熔粉末材料, 不需要支撑材料。缺点是成形速度较慢, 由于粉末铺层密度低会导致精度较低和强度较低。 SLS 工艺原理图 1-激光器 2-铺粉滚筒 3-激光窗 4-加工平面 5-原料粉末 6-生成零件 4、熔丝沉积成形法( FDM ) FDM 是由计算机根据 CAD 模型确定的几何信息控制 FDM 喷嘴, 将使用的材料通过加热器的挤压头熔化成液体, 使熔化的热塑材料丝通过喷嘴挤出, 挤压头沿零件的每一截面的轮廓准确运动, 挤出半流动 FDM 工艺原理图的热塑材料沉积固化成精确的实际部件薄层, 覆盖于已建造的零件之上, 并迅速凝固, 形成一层材料。特点:无需激光系统, 设备简单,运行费用便宜,尺寸精度高,表面光洁度好,适合薄壁零件。不足:需要支撑材料。 FDM 工艺原理图