重庆大学 先进制造技术_第四章_快速原型技术课件.ppt

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1、第四章快速原型制造技术快速原型制造简介快速原型制造——RAPIDPROTOTYPING简称RP九十年代发展起来的一项高新技术。RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的RP技术在不需要任何刀具、模具及工装卡具的情况下，可将任意复杂形状的设计方案快速转换为三维的实体模型或样件，这就是RP技术所具有的潜在的革命意义。RP技术的基本原理快速成形是一种离散/堆积的加工技术，其基本过程是首先将计算机生成的零件三维实体沿某一坐标轴进行分层处理（离散），得到每层截面的一系列二维截面数据，按特定的成形方

2、法（LOM、SLS、FDM、SLA等）每次只加工一个截面，然后自动叠加（堆积）一层成形材料，这一过程反复进行直到所有的截面加工完毕生成三维实体原型。步骤：（1）CAD软件设计出所需零件的计算机三维曲面或实体模型；（2）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）；（3）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；（4）成形机制造一系列层片并自动将它们堆积起来，得到三维物理实体。RP技术的基本原理三维CAD模型分层切片各层截面的轮廓激光器（或喷嘴）按各层截面轮廓切割、固化或烧结微小厚度的片状实体逐层堆积三维模

3、型或样件快速原型制造特点（1）成形全过程的快速性，适合现代激烈的产品市场；（2）可以制造任意复杂形状的三维实体；（3）用CAD模型直接驱动，实现设计与制造高度一体化，其直观性和易改性为产品的完美设计提供了优良的设计环境；（4）成形过程无需专用夹具、模具、刀具，既节省了费用，又缩短了制作周期。（5）技术的高度集成性，既是现代科学技术发展的必然产物，也是对它们的综合应用，带有鲜明的高新技术特征。快速原型制造作用1.设计方案快速转换为三维的实体模型或样件。2.提高了新产品开发的一次成功率，提高了产品在市场上的竞争力和企业对市场的快速反应能力3.为技术人员之间，以及

4、技术人员与企业决策者、产品的用户等非技术人员之间提供了一个更加形象、完整、方便的工程交流工具。4.支持同步（并行）工程的实施5.支持技术创新、改进产品外观设计。6.用RP技术制做模具7.逆向工程（反求）快速原型制造的应用快速成形法主要适合于新产品开发，快速单件及小批量零件制造，复杂形状零件的制造，模具与模型设计与制造，也适合于难加工材料的制造，外形设计检查，装配检验和快速反求工程等快速原型服务领域工业造型、模具、家电、电子仪表、轻工、塑料、玩具、航空航天、军工、机械、汽车、摩托车、内燃机、建筑规划及模型、科研、医疗等。头骨模型(SLA)机械零件(SLA)LO

5、M空调零件快速原型制造种类1.材料累加法（MaterialIncreaseManufacturing）2.材料去除法:三维雕刻机（MaterialIncreaseManufacturing）成型工艺加工能量（1）Laserbeam(激光束)RP（2）Lamp(光照)RP（3）Heatenergy(热能)RP（4）Mechanicalenergy(机械能)RP快速原型制造方法激光束RP可分为：立体光刻(SLA:Stereolithography)、选择激光沉积(SLS:SelectiveLaserSintering)分层制造(LOM:LaminatedObje

6、ctManufacturing)形状沉积制造(SDM:ShapeDepositionManufacturing)机械能RPM又可分为冲击颗粒制造(BPM:BallisticParticleManufacturing)三维打印(3DPrinting)熔化沉积造型(FDM:FusedDepositionModelling)主要方法及比较1.光固化立体造型(SL--Stereolithography)2.分层实体制造(LOM—LaminatedObjectManufacturing)3.选择性激光烧结(SLS—SelectedLaserSintering)4.熔融

7、沉积造型(FDM—FusedDepositionModeling)主要方法及比较1.光固化立体造型(SL—Stereolithography)将激光聚集到液态光固化材料（如光固化树脂）表面，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，再建造一个层面，由此层层迭加成为一个三维实体。激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据，将背面涂有热熔胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后，送料机构将新的一层纸叠加上去，利用热粘压装置将已切割层粘合在一起，然后再进行切割，这样一层层地切割、粘合，最终成为

8、三维工件。LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜