快速成型技术_绪论课件.ppt

快速制造技术 主讲人：笑长笑长 快速成型技术的基本原理 将计算机内的三维实体模型进行分层切片得到各层界面的轮廓，计算机将此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地切割一层又一层的片状材料（或固化一层层的液态光敏树脂，烧结一层层的粉末材料，或喷射一层层的热熔材料或粘结剂等方法）形成一系列具有一微小厚度的片状实体，再采用粘接、聚合、熔结、焊接或化学放映等手段使其逐层堆积成一体制造出所设计的三维模型或样件。 快速成型制造的基本过程 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 对快速成型技术的理解 在快速成型技术的发展过程中，各个研究机构和人员均按照自己的理解赋予其不同的称谓，这些不同称谓即反映了快速成形技术不同方面的重要特征。 离散堆积制造 离散堆积制造是现代成型学理论中在对成型技术发展进行总结的基础上提出的，表明了模型信息处理过程的离散性，强调了成形物理过程的材料堆积性，体现了快速成形技术的基本成型原理，具有较强的概括性和适应性。 实体自由成形制造 表明快速成型技术无需专用的模腔或夹具，零件的形状和结构也相应不受任何约束。RP工艺是用逐层变化的截面来制造三维形体，在制造每一层片时都和前一层自动实现联接，不需要专用夹具或工具，使制造成本完全与批量无关，既增加了成形工艺的柔性，又节省了制造工装和专用工具的大量成本。 材料添加制造 将材料单元采用一定方式堆积、叠加成形，有别于车削等基于材料去除原理的传统加工工艺。 即时制造 反映该类技术的快速响应性。由于无需针对特定零件制定工艺操作规程，也无需准备专用夹具和工具，快速成形技术制造一个零件的全过程远远短于传统工艺相应过程，使得快速成形技术尤其适合于新产品的开发，显示了其适合现代科技和社会发展的快速反应的特征和时代要求。 分层制造 将复杂的三维加工分解成一系列二维层片的加工，着重强调层作为制造单元的特点，每层可采取更低维单元进行累加或高维单元进行加工得到。 直接CAD制造 反映了快速成形是CAD模型直接驱动，实现了设计与制造一体化，计算机中的CAD模型通过接口软件直接驱动快速成形设备，接口软件完成CAD数据向设备数控指令的转化和成形过程的工艺规划，成形设备则象打印机一样“打印”零件，完成三维输出。 快速成形由于采用了离散/堆积的加工工艺，CAD和CAM能够很顺利地结合在一起，快速成形的工艺规划主要作用是对成形过程进行优化以提高造型精度、速度和质量，所以快速成形可容易地实现设计制造一体化。  快速成形技术的主要特征 快速成形技术的主要特征 快速成型制造工艺的分类 1.按制造工艺所使用的材料的状态、性能特征分类 液态聚合、固化：原材料是液态的，利用光能或热能使特殊的液态聚合物固化从而形成所需的形状。 粉末烧结与粘结：原材料是固态粉末，通过激光烧结或用粘结剂把材料粉末粘结在一起从而形成所需的形状。 丝材、线材熔化粘结：原材料为丝材或线材，通过升温使其熔化并按指定的路线堆砌出需要的形状。 膜、板材层合：原材料是固态的板材或膜，通过粘结把各片薄层板粘结在一起，或者利用塑料膜的光聚合作用而把各层膜片粘结起来。 2.按制造工艺原理分类 光固化成型(Stereo Lithography Apparatus，简称SLA) 分层实体制造(Laminated Object Manufacturing，简称LOM) 选择性激光烧结(Slected Laser Sintering，简称SLS) 熔融沉积制造(Fused Deposition Modeling，简称FDM) 三维打印(Three Dimensional Printing，简称TDP) 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。 分层实体制造的基本原理 采用激光器和热压辊对片材进行切割。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。 选择性激光烧结的基本原理