机械制造技术基础_先进制造技术.doc

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1、机械制造技术基础主讲：尹明富机械电子学院机械制造技术基础第七章先进制造技术2013-3-6第一节快速成型制造技术一、简介在新产品的开发过程屮，总是需姜对所设计的零件或整个系统在投入大量资金组庸乜蜃芭渲凹庸◊桓龟虻廿睦？或原型。在准备制造和销售一个复杂的产品系统之前，工作原型可以对产品设计进行评价、修改和功能验证。天津工业大学机械电子学院2机械制造技术基础第七章先进制造技术2013-3-6一个产品的典型开发过程是从前一代的原型屮发现错误或从进一步研究屮发现更有效和更好的设计方案，而一件原型的生产极其费吋，模具的准备需要几个月，一个复杂的零件用传统方法加工非常困难。天

2、津工业大学机械电子学院3机械制造技术基础第七章先进制造技术2013-3-6快速成型(RapidPrototyping)技术是近年来发展起来的直接根据CAD模型快速生产样件或零件的成组技术总称，它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。天津工业大学机械电子学院4机械制造技术基础第七章先进制造技术2013-3-6与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD儿何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的

3、条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。天津工业大学机械电子学院5机械制造技术基础第七章先进制造技术2013-3-6快速原型技术的优点：1•快速原型作为一种使设计概念可视化的重要手段，计算机辅助设计的零件的实物模型可以在很短吋间内被加工出来，从而可以很快对加工能力和设计结果进行评估。2.由于它是将复杂的三维型体转化为两维截面来解决，因此，它能制造任意复杂型体的高精度零件，而无须任何工装模具。天津工业大学机械电子学院6机械制造技术基础第七章先进制造技术2013-3-63.快速原型作为一种重要的制造技术，采用适出的材料，这种原型可以被用在后续生

4、产操作屮以获得最终产品。4.快速原型操作可以应用于模具制造，可以快速、经济地获得模具。5•产品制造过程几乎与零件的复杂性无关，可实现自由制造(FreeFormFabrication),这是传统制造方法无法比拟的。天津工业大学机械电子学院7机械制造技术基础第七章先进制造技术2013-3-6二、快速成型的基本原理基于材料累加原理的快速成型的操作过程实际上是一层一层地离散制造零件。快速成型有很多种工艺方法，但所有的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件，区别是制造每一层的方法和材料不同而已。天津工业大学机械电子学院8机械制造技术基础第七章先进制造技术2013-3-6快速

5、成型的一般工艺过程原理如下：1•三维模型的构造。在三维CAD设计软件(如Pro/E、UG、SolidWorks.SolidEdge等)中获得描述该零件的CAD文件。H前一般快速成型支持的文件输出格式为STL模型，即对实体曲面近似处理，即所谓面型化(Tessallation)处理，是用平面三角面片近似模型表面。这样处理的优点是大大地简化了CAD模型的数据格式，从而便于后续的分层处理。天津工业大学机械电子学院9机械制造技术基础第七章先进制造技术2013-3-6?在三维CAD设计软件对CAD模型进行面型化处理吋，一般软件系统屮有输出精度控制参数，通过控制该参数，可减小曲

6、面近似处理误差。如Pro/E软件是通过选定弦高值(ch-chordheight)作为逼近的精度参数，如图7・1为球体，给定的两种ch值所转化的情况。(a)ch=0.05(b)ch=0.210天津工业大学机械电子学院机械制造技术基础第七章先进制造技术2013-3-62.三维模型的离散处理。通过专用的分层程序将三维实体模型分层（图7-2b）,通过一簇平行平面沿制作方向与CAD模型相截，所得到的截面交线就是薄层的轮廓信息，而实体信息是通过一些判别准则来获取的。天津工业大学机械电子学院11机械制造技术基础第七章先进制造技术2013-3-63.层截面的制造与累加在计算机控制

7、下，快速成型系统屮的成型头在X・Y平面内口动按截面轮廓进行层制造，得到--层层截面。每层截面成型后，下一层材料被送至已成型的层面上，进行后一层的成型，并与前一层相粘接，从而一层层的截面累加叠合在一起，形成三维零件。天津工业大学机械电子学院12机械制造技术基础第七章先进制造技术2013-3-6三、快速成型的工艺方法H前快速成型主要工艺方法及其分类见图7・3所示。RP工艺方法及其分类液体材料粉状材料片状材料液体树脂固化SLBISLTPHISSGC熔融材料固化BMPFDM3DWSDMES激光熔合材料SLSGPD粘结剂粘结材料3DPSFTSF粘性片材的粘结UV粘结片状材料

8、LOMSF