快速原型制造技术8

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1、快速原型制造技术（RapidPrototypeManufacturing）快速原型制造的基本过程快速原型制造的主要方法快速原型技术的主要特征对快速原型技术的理解快速原型制造技术的基本概念快速原型制造技术的应用与快速原型制造相关的技术本章主要内容：6/26/20211现代制造技术快速原型制造的基本过程CAD建模分层层面信息处理层面加工与粘接层层堆积后处理根据每层轮廓信息，进行工艺规划，选择加工参数，自动生成数控代码清理零件表面，去除辅助支撑结构由CAD软件设计出所需零件的计算机三维曲面或实体模型将三维模型沿一定方向（通常为Z向）离散成一系列有序的二维层片（习惯称为分层）原型机制

2、造一系列层片并自动将它们联接起来，得到三维物理实体6/26/20212现代制造技术快速原型制造的主要方法选择性层片粘接（LOM）选择性激光烧结（SLS）熔融沉积原型（FDM）选择性液体固化（SLA）6/26/20213现代制造技术选择性液体固化的基本原理基于液态光敏树脂的光聚合原理。将激光聚集到液态光固化材料（如光固化树脂）表面逐点扫描，令其有规律地固化，由点到线到面，完成一个层面的建造。而后升降移动一个层片厚度的距离，重新覆盖一层液态材料，进行第二层扫描，再建造一个层面，第二层就牢固地粘贴到第一层上，由此层层迭加成为一个三维实体。6/26/20214现代制造技术选择性液体固

3、化工艺——SLA立体光刻（SLA——StereoLithographyApparatus)，又称立体印刷，光原型光固化立体造型(StereoLithography),激光光印刷（LaserPhotolithography),SLA工艺于1984年获美国专利，1988年美国3DSystem公司推出的商品化样机SLA—1，是世界上第一台快速原型技术原型机。目前，SLA各型原型机占据着RP设备市场的较大份额。这种方法的代表还有日本DMET公司的SOUP系列、D-MEC公司的SCS系列和TeijinSeiki公司的Mark1000,德国EOS公司的STEREOS系列。6/26/202

4、15现代制造技术立体光刻(SLA)工艺原型的产品特点SLA方法是目前快速原型技术领域中研究得最多的方法，也是技术上最为成熟的方法。特点：SLA工艺原型的零件精度较高，能达到0.1mm；产品透明美观，可直接做力学实验。但这种方法也有自身的局限性，比如需要支撑、树脂收缩导致精度下降、光固化树脂价格昂贵，有一定的毒性；且产品不能溶解，不利于环保。鼠标外壳激光树脂原型照相机激光树脂原型6/26/20216现代制造技术选择性层片粘接的基本原理采用激光或刀具对片材进行切割。首先切割出工艺边框和原型的边缘轮廓线，而后将不属于原型的材料切割成网格状。片材表面事先涂覆上一层热熔胶。通过升降平台

5、的移动和箔材的送给,并利用热压辊辗压将后铺的箔材与先前的层片粘接在一起，再切割出新的层片。这样层层迭加后得到下一个块状物，最后将不属于原型的材料小块剥除，就获得所需的三维实体。6/26/20217现代制造技术选择性层片粘接工艺——LOM分层实体制造（LOM）(LaminatedObjectManufacturing)，又称固体切片制造（SSM）(SolidSlicingManufacturing)LOM工艺由美国Helisys公司于1986年研制成功。这种方法的代表是美国Helisys公司的LOM-1050和LOM-2030原型机，日本Kira公司的KSC-50原型机。6/2

6、6/20218现代制造技术由于LOM工艺只须在片材上切割出零件截面的轮廓，而不用扫描整个截面，因此工艺简单，成型速度快，易于制造大型零件；工艺过程中不存在材料相变，因此不易引起翘曲变形，零件的精度较高，激光切割为0.1mm，刀具切割为0.15mm；工件外框与截面轮廓之间的多余材料在加工中起到了支撑作用，所以LOM工艺无需加支撑；材料广泛，成本低，用纸制原料还有利于环保；力学性能差，只适合做外形检查。分层实体制造（LOM）产品的特点6/26/20219现代制造技术选择性激光烧结的基本原理SLS工艺是利用粉末状材料原型的。先在工作台上铺上一层有很好密实度和平整度的粉末，用高强度的

7、CO2激光器在上面扫描出零件截面，有选择地将粉末熔化或粘接，形成一个层面，利用滚子铺粉压实，再熔结或粘接成另一个层面并与原层面熔结或粘接，如此层层叠加为一个三维实体。6/26/202110现代制造技术选择性激光烧结工艺——SLS选择性激光烧结（SLS)(SelectiveLaserSintering），又称激光熔结（LF)(LaserFusion）。选择性激光烧结工艺由美国德克萨斯大学奥斯汀分校于1989年研制成功，已被美国DTM公司商品化，推出SLSModel125原型机。德国EOS公司和我国的北京隆