快速成型技术个人实验报告.docx

开放性实验 快速成型制造技术 实 验 报 生 口 班级： 学号：一 姓名： 指导教师: 一：快速成型介绍 快速原理制造技术，又叫快速成型技术，（简称RP技术）； 英文：RAPID PROTOTYPING （简称 RP 技术），或 RAPID PROTOTYPING MANUFACTURING，简称RPM。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。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特 点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是 〃分层制造，逐层叠 加〃，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台 〃立 体打印机〃。 RP系统的基本工作原理 RP系统可以根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定 形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零 件。当然，整个过程是在计算机的控制下，由快速成形系统自动完成的。 不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同，系统的工作原理也有所不同， 但其基本原理都是一样的，那就是〃分层制造、逐层叠加〃。这种工艺可以 形象地叫做〃增长法〃或〃加法〃。每个截面数据相当于医学上的一张 CT像 片；整个制造过程可以比喻为一个〃积分的过程。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技术的基本原理是：将计算机内的三维数据模 型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据， 计算机据此信息控制激光器（或 喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态 光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料 或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚 合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、 模型或模具。自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来， 已经有十几种不同的成形系统，其中比较成熟的有 UV、SLA、SLS、LOM和 FDM等方法。其成形原理分别介绍如下： SLA （光固化成型法）快速成形系统 的原理  SLA Stereo lithography Appearance 的缩写，即立体光固化成型法. 用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线 到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个 层片的高度，再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体. SLA是最早实用化的快速成形技术，采用液态光敏树脂原料，工艺原理 如图所示。其工艺过程是，首先通过 CAD设计出三维实体模型，利用离散 程序将模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫 描器和升降台的运动；激光光束通过 数控装置控制的扫描器，按设计的扫 描路径照射到液态光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化 后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面；然后 升降台下降一定 距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层 牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成三维工件原型。将原型 从树脂中取出后，进行最终固化，再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得 到要求的产品。 SLA技术主要用于制造多种模具、模型等；还可以在原料中通过加入其 它成分，用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快， 精度较高，但由于树脂固化过程中产生收缩，不可避免地会产生应力或引 起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。 3D Systems 推出的 Viper Pro SLA system SLA的优势 光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺，成熟度高，经过时 间的检验. 由CAD数字模型直接制成原型，加工速度快，产品生产周期短，无需 切削工具与模具. 可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具 . 使CAD数字模型直观化，降低错误修复的成本. 为实验提供试样，可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核. 可联机操作，可远程控制,利于生产的自动化. SLA的缺憾 SLA系统造价高昂，使用和维护成本过高. SLA系统是要对液体进行操作的精密设备，对工作环境要求苛刻. 成型件多为树脂类，强度，刚度，耐热性有限，不利于长时间保存. 预处理软件与驱动软件运算量大，与加工效果关联性太高. 软件系统操作复杂，入门困难;使用的文件格式不为广大设计人员 熟悉. 立体光固化成型技术被单一公司所垄断. SLA的发展趋势与前景 立体光固化成型法的的发展趋势是高速化，节能环保与微型化.不断 提高的加工精度使之有最先可能在生物，医药，微电子等领域大有作为. 二、实验目的 1、 了解H