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Product Technology Department

发布时间:2020-06-09 15:19


  摘要:介绍了快速成形技术的原理和几种典型成形方法。同时,还介绍了基于快速成形技术的快速模具技术在模具制造业中的应用,以及快速成形技术的现状和发展趋势。

  引言快速成形(Rapid Prototyping , RP.)技术,也叫快速原型技术,20世纪80年代后期起源于美国。该技术是一种集计算机辅助设计、机械、数控、检测、激光技术和材料学等为一体的先进制造技术。传统的制造方法是基于材料去除的概念,而 RP 技术突破了这种工艺方法,它是一种“使材料生长”的制造过程,是一种全新的制造技术,所以被誉为是近20年来制造技术领域的一项重大突破。

  RP 技术是基于离散/堆积的原理。在计算机的控制下快速成型机的成形头选择性地固化一层层的液体材料(或选择性的切割一层层的纸、烧结一层层的粉末材料、喷涂一层层的热熔性材料等),形成各个截面轮廓并逐步顺序叠加成三维工件实体。其工艺步骤为:

  (1)切片 把三维CAD模型转化为快速原型系统能够接受的数据格式,运用切片软件将模型切成一系列指定厚度的薄片。

  (2)扫描 通过数控装置控制激光或其他作业装置,在当前工作层上扫描出切片的截面形状。

  (3)进给 把工作台沿着某一方向下降每次成形厚度那样一个距离。重复上一步骤和本步骤,直到工件完全成形。

  (4)后处理 根据不同应用场合的需要,分别对零件进行后固化、上漆、烧结、渗铜等处理。

  目前RP的方法有几十种,但商品化较好的主要有:光固化立体成形(Stereo Lithogra- phy Apparatus, SLA)、分层实体制造(Laminated Objected Manufacturing ,LOM)、选择性激光烧结(Selected Laser Sintering , SLS)、熔融沉积造型(Fused Deposition Modeling , FDM)、三维印刷(Three Dimensional Printing , TDP)等。另外,很有潜力的激光气相沉积(Laser Vapor Deposition , LVP)法正在试验之中。

  (1)SLA SLA法是出现最早,技术最成熟和应用最广泛的RP 技术,由美国的3D Systems 公司推出。SLA法是用激光束按照截面轮廓的形状,沿液态光敏树脂的表面进行扫描来固化光敏树脂,从而成形工件。工件的表面质量较好,尺寸精度较高(相对于其他RP 方法),可确保工件的尺寸精度在0.1mm以内,但树脂会因吸收空气中的水分而收缩、弯曲、卷翘,产生应力,适合成形中小型工件。

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