哈工大-激光快速成型-材料成型技术 大作业.doc

1 激光快速成型姓名: XX 机电工程学院机械制造及其自动化系学号: 10X0810XXXX Tel: XXXX Email:XXXX 摘要: 激光快速成型技术是集机械工程 CAD 、数控技术、激光技术和材料科学技术等诸多技术为一体的一项金属液体成型的技术。其主要由虚拟原型、快速原型和快速模具制造技术三者有机组成。采用激光快速成型技术可以利用模具的三维数据和分层制造技术直接制模原型或零件, 如分层固化树脂材料、分层烧结粉末材料和分层切割金属板料并组装等。关键词: 激光成型;快速成型;材料成型新技术; 一、基本概念: ( 虚拟原型) :主要偏向仿真、虚拟现实、制造工艺规划等 CAE 方面; ( 快速原型): 它基于实体分层制造技术, 采用特殊的固、液态材料直接在短时间内制造出物理实体的制造方式; ( 快速模具制造技术) :吸纳了 RP 技术而进行快速制模的一种新工艺。二、主要激光成型技术 1. SLA 型激光快速成形立体光刻法 SLA( stereo li thgraphy appa ratus ) 是目前应用较多的一种方法,又称立体印刷法。 SLA 激光快速成形方法多制造由硅胶、环氧树脂及低熔点合金等材料的软模型, 是利用立体平版成形工艺快速制成立体树脂模, 以代替蜡模进行结壳。通常先在计算机上设计出铸件的三维图形, 再将计算机图像数据转换成一系列很薄的模样截面数据, 然后采用紫外线激光束, 在快速成形机上按照每层薄片的二维图形轮廓轨迹, 对液态光敏树脂进行逐层扫描固化, 最后形成三维实体。一下为空心球 SLA 激光快速成形的过程: 所需制造的原型为一空心球, 在其上、下、前、后和左侧各具有一个等径的孔, 其制造过程可分为以下几步: 1 三维图形设计: 按零件的三视图或人员的设计思想在计算机 1 上绘出此带孔空心球的三维图形(CAD 模型)。 2 模型分层信息处理: 三维图形信息经网络传输到计算机2 沿模型高度方向进行分层, 并对各层面的图形数据进行格式转换, 使之成为控制激光束自下而上分层扫描各层截面形状的数据。 3 扫描成形:计算机 2 输出的每层截面形状的数据, 通过驱动装置控制可偏转的反光镜, 将来自激光器的一束小功率精细激光束反射到下面特殊容器中的液态光固化树脂的液面上, 按截面形状进行逐点扫描照射, 支撑台面处于液面下 0 .05 ~ 0 .2 mm 处。受到激光照射的光固化树脂即会固化, 未受到激光照射的树脂仍为液态。最下面的固化层紧贴着支撑台面。当完成一个层面的扫描之后, 支撑台自 2 动下降或预先调整到 0 .01 ~0 .1 mm 的高度,接着进行上一层面的扫描。如此经过层层扫描之后, 支撑台上就获得一个三维实体。 4 后处理: 将上述初步固化后的三维实体经过清理, 送入专门的紫外光照射室进行稳定化处理, 进一步提高强度,即成需要制造的原型。但这种方法的缺点是树脂模在焙烧时, 会因膨胀而引起型壳开裂, 所以不仅不适合于制造厚大的铸件, 且该模具的使用寿命也较短。在当前批量生产中暂时无法取代常规的钢模, 但可节省研发时间和费用 50% 以上, 特别适合于小批量、多系列新产品的研制。 2. 选择性激光烧结法( SLS) 选择性激光烧结法 SLS( select ed laser sintering ) 不用