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快速成型RP技術(shù)有哪些類型

2011-07-07 關(guān)注次數(shù):
近十幾年來(lái),隨著全球市場(chǎng)一體化的形成,制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速普遍和CAD/CAM技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使得RP技術(shù)得到了異乎尋常的高速發(fā)展,表現(xiàn)出很強(qiáng)的生命力和廣闊的應(yīng)用前景。快速成形技術(shù)發(fā)展到今,以其技術(shù)的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速發(fā)展。目前,快速成形的工藝方法已有幾十種之多,其中主要工藝有四種基本類型:光固化成型法、分層實(shí)體制造法、選擇性激光燒結(jié)法和熔融沉積制造法。

1.光固化成形SLA(Stereo lithography Apparatus)工藝也稱光造型、立體光刻及立體印刷,其工藝過程是以液態(tài)光敏樹脂為材料充滿液槽,由計(jì)算機(jī)控制激光束跟蹤層狀截面軌跡,并照射到液槽中的液體樹脂,而使這一層樹脂固化,之后升降臺(tái)下降一層高度,已成型的層面上又布滿一層樹脂,然后再進(jìn)行新一層的掃描,新固化的一層牢固地粘在前一層上,如此重復(fù)直到整個(gè)零件制造完畢,得到1個(gè)三維實(shí)體模型。該工藝的特點(diǎn)是:原型件精度高,零件強(qiáng)度和硬度好,可制出形狀特別復(fù)雜的空心零件,生產(chǎn)的模型柔性化好,可隨意拆裝,是間接制模的理想方法。缺點(diǎn)是需要支撐,樹脂收縮會(huì)導(dǎo)致精度下降,另外光固化樹脂有一定的毒性而不符合綠色制造發(fā)展趨勢(shì)等。

2.分層實(shí)體制造LOM(Laminated Object Manufacturing)工藝或稱為疊層實(shí)體制造,其工藝原理是根據(jù)零件分層幾何信息切割箔材和紙等,將所獲得的層片粘接成三維實(shí)體。其工藝過程是:首先鋪上一層箔材,然后用CO,激光在計(jì)算機(jī)控制下切出本層輪廓,非零件部分全部切碎以便于去除。當(dāng)本層完成后,再鋪上一層箔材,用滾子碾壓并加熱,以固化黏結(jié)劑,使新鋪上的一層牢固地粘接在已成形體上,再切割該層的輪廓,如此反復(fù)直到加工完畢,z后去除切碎部分以得到完整的零件。該工藝的特點(diǎn)是工作可靠,模型支撐性好,成本低,效率高。缺點(diǎn)是前、后處理費(fèi)時(shí)費(fèi)力,且不能制造中空結(jié)構(gòu)件。

3.選擇性激光燒結(jié)SLS(Selective Laser Sintering)工藝,常采用的材料有金屬、陶瓷、ABS塑料等材料的粉末作為成形材料。其工藝過程是:先在工作臺(tái)上鋪上一層粉末,在計(jì)算機(jī)控制下用激光束有選擇地進(jìn)行燒結(jié)(零件的空心部分不燒結(jié),仍為粉末材料),被燒結(jié)部分便固化在一起構(gòu)成零件的實(shí)心部分。一層完成后再進(jìn)行下一層,新一層與其上一層被牢牢地?zé)Y(jié)在一起。全部燒結(jié)完成后,去除多余的粉末,便得到燒結(jié)成的零件。該工藝的特點(diǎn)是材料適應(yīng)面廣,不僅能制造塑料零件,還能制造陶瓷、金屬、蠟等材料的零件。造型精度高,原型強(qiáng)度高,所以可用樣件進(jìn)行功能試驗(yàn)或裝配模擬。

4.熔融沉積成形FDM(Fused Deposition Manufacturing)工藝又稱為熔絲沉積制造,其工藝過程是以熱塑性成形材料絲為材料,材料絲通過加熱器的擠壓頭熔化成液體,由計(jì)算機(jī)控制擠壓頭沿零件的每一截面的輪廓準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng),使熔化的熱塑材料絲通過噴嘴擠出,覆蓋于已建造的零件之上,并在極短的時(shí)間內(nèi)迅速凝固,形成一層材料。之后,擠壓頭沿軸向向上運(yùn)動(dòng)一微小距離進(jìn)行下一層材料的建造。這樣逐層由底到頂?shù)囟逊e成一個(gè)實(shí)體模型或零件。該工藝的特點(diǎn)是使用、維護(hù)簡(jiǎn)單,成本較低,速度快,一般復(fù)雜程度原型僅需要幾個(gè)小時(shí)即可成型,且無(wú)污染。   

除了上述4種z為熟悉的技術(shù)外,還有許多技術(shù)也已經(jīng)實(shí)用化,如三維打印技術(shù)、光屏蔽工藝、直接殼法、直接燒結(jié)技術(shù)、全息干涉制造等。