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快速成型RP技術有哪些類型

2011-07-07 關注次數:
近十幾年來,隨著全球市場一體化的形成,制造業的競爭十分激烈。尤其是計算機技術的迅速普遍和CAD/CAM技術的廣泛應用,使得RP技術得到了異乎尋常的高速發展,表現出很強的生命力和廣闊的應用前景。快速成形技術發展到今,以其技術的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速發展。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、分層實體制造法、選擇性激光燒結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光敏樹脂為材料充滿液槽,由計算機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,之后升降臺下降一層高度,已成型的層面上又布滿一層樹脂,然后再進行新一層的掃描,新固化的一層牢固地粘在前一層上,如此重復直到整個零件制造完畢,得到1個三維實體模型。該工藝的特點是:原型件精度高,零件強度和硬度好,可制出形狀特別復雜的空心零件,生產的模型柔性化好,可隨意拆裝,是間接制模的理想方法。缺點是需要支撐,樹脂收縮會導致精度下降,另外光固化樹脂有一定的毒性而不符合綠色制造發展趨勢等。

2.分層實體制造LOM(Laminated Object Manufacturing)工藝或稱為疊層實體制造,其工藝原理是根據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體。其工藝過程是:首先鋪上一層箔材,然后用CO,激光在計算機控制下切出本層輪廓,非零件部分全部切碎以便于去除。當本層完成后,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。該工藝的特點是工作可靠,模型支撐性好,成本低,效率高。缺點是前、后處理費時費力,且不能制造中空結構件。

3.選擇性激光燒結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:先在工作臺上鋪上一層粉末,在計算機控制下用激光束有選擇地進行燒結(零件的空心部分不燒結,仍為粉末材料),被燒結部分便固化在一起構成零件的實心部分。一層完成后再進行下一層,新一層與其上一層被牢牢地燒結在一起。全部燒結完成后,去除多余的粉末,便得到燒結成的零件。該工藝的特點是材料適應面廣,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,原型強度高,所以可用樣件進行功能試驗或裝配模擬。

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,由計算機控制擠壓頭沿零件的每一截面的輪廓準確運動,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,并在極短的時間內迅速凝固,形成一層材料。之后,擠壓頭沿軸向向上運動一微小距離進行下一層材料的建造。這樣逐層由底到頂地堆積成一個實體模型或零件。該工藝的特點是使用、維護簡單,成本較低,速度快,一般復雜程度原型僅需要幾個小時即可成型,且無污染。   

除了上述4種z為熟悉的技術外,還有許多技術也已經實用化,如三維打印技術、光屏蔽工藝、直接殼法、直接燒結技術、全息干涉制造等。

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