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先进制造技术——快速成型技术.ppt


• 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为,半途而废永远不行 8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:10
发展:
我国在90年代先后有武汉华中科技大学快速制造 中心、西安交大先进制造技术研究所、北京殷华实 业有限公司、陕西省激光快速成形与模具制造工程 研究中心等在快速成形工艺研究、设备开发、数据 处理及控制软件、新材料的研发等方面做了大量有 成效的工作。
基本思路:
● CAD模型建立
● STL文件生成
● 分层切片
• 6、Almost any situation---good or bad---is affected by the attitude we bring to. ----Lucius Annaus Seneca差不多任何一种处境---无论是好是坏---都受到我们对待处境态度的影响。11时3分11时3分5Aug-208.5.2020
• 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的,但它的果实是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
基本原理:
SL工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作。这 种液态材料在一定波长和功率的紫外线的照射下能迅 速发生光聚合反应,相对分子量急剧增大,材料也由 液态变成固态。
特点:
精度高、表面质量好、原材料利用率将近100%, 能制造出形状特别复杂(如空心零件)、特别精细 (如首饰、装饰品等)的零件。制造出来的原型件, 可快速翻制各种模具。
快速成形技术
概述:
快速成形技术(Rapid Prototyping,简称RP)20 世纪80年代发展起来的,它综合了机械工程、CAD、 数控技术、激光技术及材料科学技术,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,从而大大缩短产品的研 制周期。因而,被认为是近20来制造领域的一个重 大突破。影响力与数控技术相当。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
熔融沉积快速成型工艺
一、熔融沉积工艺的基本原理 二、熔融沉积工艺的特点 三、熔融沉积成型材料与支撑材料 四、熔融沉积成型应用实例
一、基本原理
熔融沉积快速成型(Fused Deposition Modeling,简 称FDM),是继SLA和LOM后的一种应用比较广泛的 快速成型工艺,并以美国Stratasys公司开发的FDM制造 系统应用最为广泛。
透明件
复杂件
选择性激光粉末烧结成形
选择性激光烧结成形(SLS—Selected Laser Sintering), 又称选区激光烧结)。由美国德克萨斯大学奥汀分校的 C.R.Dechard于1989年研制成功。
基本原理:
SLS工艺是利用粉末材料(金属粉末或非金属粉末) 在激光照射下烧结的原理,在计算机控制下层层堆积 成形。
• 7、Although the world is full of suffering, it is full also of the overcoming of it.----Hellen Keller, American writer虽然世界多苦难,但是苦难总是能战胜的。20.8.520.8.520.8.5。2020年8月5日星期三二 〇二〇年八月五日
2、零件的精度较高。 3、无需加支撑。工件外框与截面轮廓之间的多余 材料起到支撑作用。
成形材料:
常用成卷的纸,纸的一面事先涂覆一层热熔胶。偶 尔也用塑料薄膜。
纸:抗湿性、稳定性、涂胶浸润性、抗拉强度。
热熔胶:保证层与层之间的粘结强度。
应用:
纸价格相对便宜,可以用来做汽车发动机曲轴、连 杆、各类箱体、盖板等零部件的原型样件。
缺点:
1、成型件的表面有较明显条纹。 2、沿成型轴垂直方向的强度比较弱。 3、需要设计制件支撑结构。 4、需要对整个截面进行扫描涂覆,成型时间较长。 5、原材料价格昂贵。
三、材料
3.1 成型材料
FDM工艺常用ABS工程塑料丝作为成形材
料成。型材料的特性要求:
1、材料的粘度(影响材料的挤出过程)。 2、材料熔融温度。 3、粘结性(影响零件强度)。 4、收缩率。
国内的清华大学与北京殷华公司较早地进行了FDM
工艺商品化系统的研制工作,并推出熔融挤压制造设备 MEM250等。
FDM 原理 图
二、特点
优点:
1、采用热熔挤压头专利技术,系统结构原理和操作简 单,且使用无毒的原材料,设备可安装在办公环境中。
2、成型速度快。不需要SLA中的刮板工序。 3、用蜡成型的零件原型,可以直接用于熔模铸造。 4、可以成型任意复杂程度的零件。如复杂的内腔、孔 等。 5、原材料在成型过程中无化学变化,制件的翘曲变形 小。 6、原材料利用率高。 7、支撑去除简单。
结论:
粘度低、熔融温度低、粘结性好、收缩率小。
3.2 支撑材料
支撑材料的特性要求:
1、能承受一定高温,一般100°即可。 2、与成型材料不浸润,便于后处理。 3、具有水溶性或者酸溶性。 4、具有较低的熔融温度。 5、流动性要好。
四、应用实例
步骤:
1、通过三维软件建立模型,以STL格式保存。 2、在Insight软件中进行分层、设置支撑和刀具路径 等前处理工作。 3、在FDM Control Center中设置模型位置。 4、点击Build Job即可加工。
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THE END 8、For man is man and master of his fate.----Tennyson人就是人,是自己命运的主人11:0311:03:108.5.2020Wednesday, August 5, 2020
9、When success comes in the door, it seems, love often goes out the window.-----Joyce Brothers成功来到门前时,爱情往往就走出了窗外。 11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
图解过程
实例照片
精度 表面 质量
SLA 好 优
SLS 一般 一般
LOM 一般 较差 FDM 较差 较差
材料 质量 较贵
较贵
较便 宜 较贵
材料 利用 率 接近 100
% 接近 100
% 较差
接近 100 %
运行 成本 较高
较高
较低 一般
生产 成本 高
一般
高 较低
设备 费用
较贵
较贵
较便 宜 较便 宜
• 10、Life is measured by thought and action, not by time. ——Lubbock 衡量生命的尺度是思想和行为,而不是时间。8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:10
• 11、To make a lasting marriage we have to overcome self-centeredness.要使婚姻长久,就需克服自我中心意识。Wednesday, August 5, 2020August 20Wednesday, August 5, 20208/5/2020
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谢谢观看 12、Treat other people as you hope they will treat you.你希望别人如何对待你,你就如何对待别人。11时3分11时3分5-Aug-208.5.2020
13、To do whatever needs to be done to preserve this last and greatest bastion of freedom. (Ronald Reagan , American President ) 为了保住这最后的、最伟大的自由堡垒,我们必须尽我们所能。
SLS原理图
工作台上均匀铺上一 层很薄(0.1~0.2mm) 的粉末,激光束在计算 机的控制下按照零件分 层轮廓有选择性地进行 烧结,一层完成后再进 行下一层烧结。全部烧 结完成后去掉多余的粉 末,再进行打磨、烘干 等处理便获得零件。
特点:
材料应用面广,不仅能够制造塑料零件,还能制造 陶瓷、石蜡等材料的零件。特别是可制造金属零件。
不足点:材料昂贵,具有一定的毒性。
应用:
1、可直接制作树脂功能件,用作结构验证和功能 测试
2、可制作比较精细和复杂零件 3、可制造出有透明效果的制件 4、制造出来的原型可以翻制各种模具
头盔:新材料Somos 9420 EP-White是一种 基于环氧树脂的光敏聚 合物。
复杂件:RenShape SL 7800是一种具有高抗冲击 强度的光敏聚合物 。
市场 占有 率 70
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7
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• 1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist) 天才只意味着终身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:03
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒,而是机会之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5 日星期三
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