常见快速成型工艺优缺点比较
四大快速成型工艺和优缺点
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的粘结在前一层上,如此重复不已,直到整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面,即可取出工 件,进行清洗和表面光洁处理。 光敏树脂选择性固化快速成型技术适合于制作中小形工件,能直接得到塑料产品。主要用于概念模型的原 型制作,或用来做装配检验和工艺规划。它还能代替腊模制作浇铸模具,以及作为金属喷涂模、环氧树脂 模和其他软模的母模,使目前较为成熟的快速原型工艺。 SLA 快速原型技术的优点是: 1、 系统工作稳定。系统一旦开始工作,构建零件的全过程完全自动运行,无需专人看管,直到整个工艺 过程结束。 2、 尺寸精度较高,可确保工件的尺寸精度在 0.1mm 以内。 3、 表面质量较好,工件的最上层表面很光滑,侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平。 4、 系统分辨率较高,因此能构建复杂结构的工件。 SLA 快速原型的技术缺点: 1、 随着时间推移,树脂会吸收空气中的水分,导致软薄部分的弯曲和卷翅。 2、 氦-镉激光管的寿命仅 3000 小时,价格较昂贵。同时需对整个截面进行扫描固化,成型时间较长,因 此制作成本相对较高。 3、 可选择的材料种类有限,必须是光敏树脂。由这类树脂制成的工件在大多数情况下都不能进行耐久性 和热性能试验,且光敏树脂对环境有污染,使皮肤过敏。 4、 需要设计工件的支撑结构,以便确保在成型过程中制作的每一个结构部位都能可靠定位。
粉末材料选择性烧结快速成型工艺适合于产品设计的可视化表现和制作功能测试零件。由于它可采用各种 不同成分的金属粉末进行烧结、进行渗铜等后处理,因而其制成的产品可具有与金属零件相近的机械性能, 故可用于制作 EDM 电极、直接制造金属模以及进行小批量零件生产。 SLS 快速成型技术的优点是:
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1、 与其他工艺相比,能生产最硬的模具。 2、 可以采用多种原料,例如绝大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等。 3、 零件的构建时间短,可达到 1in/h 高度。 4、 无需对零件进行后矫正。 5、 无需设计和构造支撑。 选择性烧结的最大优点是可选用多种材料,适合不同的用途、所制作的原型产品具有较高的硬度,可进行 功能试验。 SLS 快速原型技术缺点是: 1、 在加工前,要花近 2 小时的时间将粉末加热到熔点以下,当零件构建之后,还要花 5-10 小时冷却, 然 后才能将零件从粉末缸中取出。 2、 表面的粗糙度受到粉末颗粒大小及激光点的限制。 3、 零件的表面一般是多孔性的,为了使表面光滑必须进行后处理。 4、 需要对加工室不断充氮气以确保烧结过程的安全性,加工的成本高。 5、 该工艺产生有毒气体,污染环境。
各种快速成型的优点及缺点及将来发展趋势
各种快速成型的优点及缺点及将来发展趋势各种快速成型的优点及缺点及将来发展趋势1.光固化成型(SLA)优点:(1)尺⼨精度⾼。
SLA原型的尺⼨精度可以达到±0.1mm(2)表⾯质量好。
虽然在每层固化时侧⾯及曲⾯可能出现台阶,但上表⾯仍可以得到玻璃状的效果。
(3)可以制作结构⼗分复杂的模型。
(4)可以直接制作⾯向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型。
缺点:(1)尺⼨的稳定性差。
成型过程中伴随着物理和化学变化,导致软薄部分易产⽣翘曲变形,因⽽极⼤地影响成型件的整体尺⼨精度。
(2)需要设计成型件的⽀撑结构,否则会引起成型件的变形。
⽀撑结构需在成型件未完全固化时⼿⼯去除,容易破坏成形性。
(3)设备运转及维护成本⾼。
由于液态树脂材料和激光器的价格较⾼,并且为了使光学元件处于理想的⼯作状态,需要进⾏定期的调整和维护,费⽤较⾼。
(4)可使⽤的材料种类较⼩。
⽬前可使⽤材料主要为感光性液态树脂材料,并且在太多情况下,不能对成型件进⾏抗⼒和热量的测试。
(5)液态树脂具有⽓味和毒性,并且需要避光保护,以防⽌其提前发⽣聚合反应,选择时有局限性。
(6)需要⼆次固化。
在很多情况下,经过快速成型系统光固化后的原型树脂并未完全被激光固化,所以通常需要⼆次固化。
(7)液态树脂固化后的性能不如常⽤的⼯业塑料,⼀般较脆,易断裂,不便进⾏机加⼯。
2.分层实体制造(LOM)优点:(1)成型速度较快。
由于只需要使⽤激光束沿物体的轮廓进⾏切割,⽆须扫描整个断⾯,所以成型速度很快,因⽽常⽤语加⼯内部结构简单的⼤型零件。
(2)原型精度⾼,翘曲变形⼩。
(3)原型能承受⾼达200摄⽒度的温度,有较⾼的硬度和较好的⼒学性能。
(4)⽆需设计和制作⽀撑结构。
(5)可进⾏切削加⼯。
(6)废料易剥离,⽆须后固化处理。
(7)可制作尺⼨⼤的原型。
(8)原材料价格便宜,原型制作成本低。
缺点:(1)不能直接制作塑料原型。
(2)原型的抗拉强度和弹性不够好。
(3)原原型易吸湿膨胀,因此,成型后应尽快进⾏表⾯防潮处理。
3D打印技术的种类
3D打印技术的种类3d打印几种主流快速成型工艺的成型原理及优缺点来源:互联网作者:2022-12-0910:27:141.sla激光光固化(stereolithographyapparatus)该技术以光敏树脂为原料,利用计算机控制的紫外激光,根据预定零件各层截面的轮廓扫描液态树脂。
然后扫描区域中的薄层树脂将产生光聚合反应,从而形成零件的薄层截面。
当该层固化后,移动工作台,在之前固化的树脂表面涂抹一层新的液体树脂,以便扫描和固化下一层。
新固化层与前一层牢固粘合,并重复此操作,直到制造出整个零件的原型。
美国3dsystems是第一家推出这项技术的公司。
该技术的特点是精度高、光洁度高,但材料相对易碎,操作成本太高,后处理复杂,对操作人员要求高。
它适用于验证装配设计的过程。
2.3dp三维打印成型(3dimensionprinter)它最大的特点是小型化和易于操作。
它主要用于商业、办公、科研和个人工作室。
根据不同的印刷方法,3DP三维打印技术可分为热爆炸三维打印(代表:美国3dsystems公司的zprinter系列——原隶属于zcorporation公司,已被3dsystems公司收购)压电三维打印(代表:美国3dsystems公司的projet系列和STRATASYS公司不久前收购的以色列objet公司的3D打印设备)、DLP projection 3D打印(代表:德国Envisionitec公司的ultra和perfactory系列)等。
热爆式三维打印工艺的原理是将粉末由储存桶送出一定分量,再以滚筒将送出之粉末在加工平台上铺上一层很薄的原料,打印头依照3d电脑模型切片后获得的二维层片信息喷退出粘合剂并粘贴粉末。
完成第一层后,加工平台会自动下降一点,存储桶会上升一点。
刮刀将粉末从升起的储料斗推到工作平台上,并将粉末推平。
通过这种方式,可以获得所需的形状。
该技术的特点是速度快(是其他工艺的6倍),成本低(是其他工艺的1/6)。
快速成型的种类
快速成型的种类快速成型技术根据成型方法可分为两类:基于激光及其他光源的成型技术(LaserTechnology),例如:光固化成型(SLA)、分层实体制造(LOM)、选域激光粉末烧结(SLS)、形状沉积成型(SDM)等;基于喷射的成型技术(JettingTechnoloy),例如:熔融沉积成型(FDM)、三维印刷(3DP)、多相喷射沉积(MJD)。
下面对其中比较成熟的工艺作简单的介绍。
SLA技术是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。
这种液态材料在一定波长和强度的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应,分子量急剧增大,材料也就从液态转变成固态。
SLA工作原理:液槽中盛满液态光固化树脂激光束在偏转镜作用下,能在液态表而上扫描,扫描的轨迹及光线的有无均由计算机控制,光点打到的地方,液体就固化。
成型开始时,工作平台在液面下一个确定的深度.聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描,即逐点固化。
当一层扫描完成后.未被照射的地方仍是液态树脂。
然后升降台带动平台下降一层高度,已成型的层面上又布满一层树脂,刮板将粘度较大的树脂液面刮平,然后再进行下一层的扫描,新周化的一层牢周地粘在前一层上,如此重复直到整个零件制造完毕,得到一个三维实体模型。
SLA方法是目前快速成型技术领域中研究得最多的方法.也是技术上最为成熟的方法。
SLA工艺成型的零件精度较高,加工精度一般可达到0.1mm,原材料利用率近100%。
但这种方法也有白身的局限性,比如需要支撑、树脂收缩导致精度下降、光固化树脂有一定的毒性等。
优点:(1)成型过程自动化程度高(2)尺寸精度高。
(3)表面质量优良。
(4)可以制作结构十分复杂的模型。
(5)可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型。
缺点:(1)成型过程中伴随着物理和化学变化,所以制件较易弯曲,需要支撑,(2)设备运转及维护成本较高。
(3)可使用的材料种类较少。
(4)液态树脂具有气味和毒性,并且需要避光保护,以防止提前发生聚合反应,选择时有局限性。
常用的十大塑料成型工艺(优缺点介绍)
常⽤的⼗⼤塑料成型⼯艺(优缺点介绍)注射成型注射成型:⼜称注塑成型,其原理是将粒状或粉状的原料加⼊到注射机的料⽃⾥,原料经加热熔化呈流动状态,在注射机的螺杆或活塞推动下,经喷嘴和模具的浇注系统进⼊模具型腔,在模具型腔内硬化定型。
影响注塑成型质量的要素:注⼊压⼒,注塑时间,注塑温度⼯艺特点:优 点:1、成型周期短、⽣产效率⾼、易实现⾃动化2、能成型形状复杂、尺⼨精确、带有⾦属或⾮⾦属嵌件的塑料制件3、产品质量稳定4、适应范围⼴缺 点:1、注塑设备价格较⾼2、注塑模具结构复杂3、⽣产成本⾼、⽣产周期长、不适合于单件⼩批量的塑件⽣产应⽤:在⼯业产品中,注射成型的制品有:厨房⽤品(垃圾筒、碗、⽔桶、壶、餐具以及各种容器),电器设备的外壳(吹风机、吸尘器、⾷品搅拌器等),玩具与游戏,汽车⼯业的各种产品,其它许多产品的零件等。
嵌件注塑嵌件注塑:嵌件成型(insertmolding)指在模具内装⼊预先准备的异材质嵌件后注⼊树脂,熔融的材料与嵌件接合固化,制成⼀体化产品的成型⼯法。
⼯艺特点:1、多个嵌件的事前成型组合,使得产品单元组合的后⼯程更合理化。
2、树脂的易成型性、弯曲性与⾦属的刚性、强度及耐热性的相互组合补充可结实的制成复杂精巧的⾦属塑料⼀体化产品。
3、特别是利⽤了树脂的绝缘性和⾦属的导电性的组合,制成的成型品能满⾜电器产品的基本功能。
4、对于刚性成型品、橡胶密封垫板上的弯曲弹性成型品,通过基体上注塑成型制成⼀体化产品后,可省去排列密封圈的复杂作业,使得后⼯序的⾃动化组合更容易。
双⾊注塑双⾊注塑:是指将两种不同⾊泽的塑料注⼊同⼀模具的成型⽅法。
它能使塑料出现两种不同的颜⾊,并能使塑件呈现有规则的图案或⽆规则的云纹状花⾊,以提⾼塑件的使⽤性和美观性。
⼯艺特点:1、核⼼料可以使⽤低黏度的材料来降低射出压⼒。
2、从环保的考虑,核⼼料可以使⽤回收的⼆次料。
3、根据不同的使⽤特性,如厚件成品⽪层料使⽤软质料,核⼼料使⽤硬质料或者核⼼料可以使⽤发泡塑料来降低重量。
快速成型论文范文
快速成型的优缺点及基于FDM方式的快速成型制造XXXXXX 机械工程及自动化专业2007级六班XXX XXXXXXXXX指导老师: XXX内容摘要:近十几年来,随着全球市场一体化的形成,制造业的竞争十分激烈。
尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用,使得RP技术得到了异乎寻常的高速发展,表现出很强的生命力和广阔的应用前景。
快速成形技术发展至今,以其技术的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速发展。
目前,快速成形的工艺方法已有几十种之多,其中主要工艺有五种基本类型:光固化成型法(SLA)、分层实体制造法(LOM)、选择性激光烧结法(SLS)、熔融沉积制造法(FDM)和三维打印(3DP)。
关键词:快速成型优缺点FDM快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing,简称RPM)技术,诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种高新制造技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。
即,快速成形技术就是利用三维CAD的数据,通过快速成型机,将一层层的材料堆积成实体原型。
一. 快速成型制造的几种典型工艺的优点及缺点。
1.光固化成型:SLA(Stereo lithography Apparatus)工艺也称光造型、立体光刻及立体印刷,其工艺过程是以液态光敏树脂为材料充满液槽,由计算机控制激光束跟踪层状截面轨迹,并照射到液槽中的液体树脂,而使这一层树脂固化,之后升降台下降一层高度,已成型的层面上又布满一层树脂,然后再进行新一层的扫描,新固化的一层牢固地粘在前一层上,如此重复直到整个零件制造完毕,得到1个三维实体模型。
什么是3D打印?什么是快速成型?主流快速成型工艺的成型原理及优缺点分析
什么是3D打印?什么是快速成型?主流快速成型工艺的成型原理及优缺点分析若谈到近年来的制造业,3D打印、3D打印机、三维打印、快速成型、快速制造、数字化制造等等都是几大热词。
这些名词,如同一股旋风,仿佛一夜之间就在学术界、政界、传媒界、金融界、制造界掀起了巨澜。
然而,大家对这些概念的理解有多少呢?若你不太清楚的话,这里有篇文章,能够全面、完整地对这些名词进行解析,让人们真正认识和了解“什么是3D打印”、“什么是快速制造”。
快速成型(Rapid Prototyping,简称RP),诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种新型技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。
目前国内传媒界习惯把快速成型技术叫做“3D打印”或者“三维打印”,显得比较生动形象,但是实际上,“3D 打印”或者“三维打印”只是快速成型的一个分支,只能代表部分快速成型工艺。
快速制造(Rapid Manufacturing,简称RM),有狭义和广义之分,狭义上是基于激光粉末烧结快速成型技术的全新制造理念,实际上属于RP快速成型技术的其中一个分支,它是指从电子数据直接自动地进行快速的、柔性并具有较低成本的制造方式。
快速制造它与一般的快速成型技术相比,在于可以直接生产最终产品,能够适应从单件产品制造到批量的个性化产品制造;而广义上,RM快速制造可以包括“快速模具”技术和CNC数控加工技术在内,因此可以与RP快速成型技术分庭抗礼,各擅胜场。
国际上喜欢用“Additive Manufacturing”(简称AM)来囊括RP和RM技术,国内翻译为增量制造、增材制造或添加制造。
2009年美国ASTM成立了F42委员会,将AM定义为:“Process of joining mat-erials to make objects from 3d model data, usua-lly layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing methodologies.”即:一种与传统的材料去处加工方法截然相反的,通过增加材料、基于三维CAD模型数据,通常采用逐层制造方式,直接制造与相应。
简述fdm快速成型工艺的原理及优缺点
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几种常见快速成型工艺优缺点比较
几种常见快速成型工艺优缺点比较常见的快速成型工艺包括:激光烧结法(Selective Laser Sintering,SLS)、光固化法(Stereolithography,SLA)、喷墨打印法(Inkjet Printing)、电子束熔化法(Electron Beam Melting,EBM)、热熔沉积法(Fused Deposition Modeling,FDM)等。
下面将逐一比较这些方法的优缺点。
激光烧结法(SLS)是使用激光器将可塑性粉末烧结成所需形状的方法。
其优点包括:1.适用范围广:SLS可以用于各种材料,包括塑料、金属、陶瓷等。
因此,它适用于不同领域的应用,例如制造汽车零件、医疗器械等。
2.生产速度快:SLS可以在短时间内完成复杂形状的成型,节省了生产时间。
3.无需支撑结构:由于激光烧结的方式,SLS制造的零件不需要支撑结构,因此可以制造更为复杂的形状。
但SLS也存在一些缺点:1.成本较高:SLS设备的价格相对较高,且材料也相对较贵,导致成本较高。
2.表面质量较差:SLS制造的零件表面质量一般较差,需要进行后处理才能得到满意的结果。
光固化法(SLA)是使用紫外线激光器将液态光敏物质逐层固化成所需形状的方法。
其优点包括:1.高精度:SLA制造的零件具有较高的精度和细节展现能力。
2.可用材料多样:SLA可以使用不同种类的光敏物质进行成型,例如树脂、陶瓷等。
3.成本相对较低:SLA设备的价格相对较低,且材料成本也较低。
然而,SLA也存在一些缺点:1.制造速度较慢:由于光敏物质需要逐层固化,SLA制造的速度较慢。
2.零件强度较低:SLA制造的零件强度一般较低,不适用于承受大负荷的情况。
喷墨打印法(Inkjet Printing)是使用喷墨头将液态材料逐层喷射成所需形状的方法。
其优点包括:1.制造速度快:喷墨打印法可以较快地完成成型过程。
2.低成本:喷墨打印设备相对成本较低,材料成本也较低。
SLA,LOM,SLS,FDM,3DP技术的主要特点和比较
一、SLA,LOM,SLS,FDM,3DP技术的主要特点和比较;在快速成型领域里主要的技术包括:SLA、LOM、SLS 、LOM及3DP等工艺技术,而这几种工艺又各有千秋,接下来就看一下这几种工艺的优缺点及比较:1、SLA光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻(Stereolithography)原理的一种工艺,简称SLA,是最早出现的一种快速成型技术。
在树脂槽中盛满液态光敏树脂,它在紫外激光束的照射下会快速固化。
成型过程开始时,可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度,聚焦后的激光束,在计算机的控制下,按照截面轮廓的要求,沿液面进行扫描,使被扫描区域的树脂固化,从而得到该截面轮廓的树脂薄片。
然后,工作台下降一层薄片的高度,以固化的树脂薄片就被一层新的液态树脂所覆盖,以便进行第二层激光扫描固化,新固化的一层牢粘结在前一层上,如此重复不已,直到整个产品成型完毕。
最后升降台升出液体树脂表面,取出工件,进行清洗、去处支撑、二次固化以及表面光洁处理等。
光敏树脂选择性固化快速成型技术适合于制作中小形工件,能直接得到树脂或类似工程塑料的产品。
主要用于概念模型的原型制作,或用来做简单装配检验和工艺规划。
光固化成型(SLA)优点如下:(1)尺寸精度高。
SLA原型的尺寸精度可以达到±。
(2)表面质量好。
虽然在每层固化时侧面及曲面可能出现台阶,但上表面仍可以得到玻璃状的效果。
(3)可以制作结构十分复杂的模型。
(4)可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型。
SLA的缺点:(1)尺寸的稳定性差。
成型过程中伴随着物理和化学变化,导致软薄部分易产生翘曲变形,因而极大地影响成型件的整体尺寸精度。
(2)需要设计成型件的支撑结构,否则会引起成型件的变形。
支撑结构需在成型件未完全固化时手工去除,容易破坏成形性。
(3)设备运转及维护成本高。
由于液态树脂材料和激光器的价格较高,并且为了使光学元件处于理想的工作状态,需要进行定期的调整和维护,费用较高。
四大快速成型工艺和优缺点
四大快速成型工艺和优缺点目前世界上的快速成型工艺主要有以下几种:一、FDM –熔融堆积工艺丝状材料选择性熔覆(Fused Deposition Modeling)快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法,简称FDM。
丝状材料选择性熔覆的原理是,加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动。
热塑性丝状材料(如直径为1.78mm的塑料丝)由供丝机构送至喷头,并在喷头中加热和溶化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层薄片轮廓。
一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层"画出"截面轮廓,如此循环,最终形成三维产品零件。
这种工艺方法同样有多种材料选用,如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。
这种工艺干净,易于操作,不产生垃圾,小型系统可用于办公环境,没有产生毒气和化学污染的危险。
但仍需对整个截面进行扫描涂覆,成型时间长。
适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。
由于甲基丙烯酸ABS(MABS)材料具有较好的化学稳定性,可采用伽马射线消毒,特别适用于医用。
但成型精度相对较低,不适合于制作结构过分复杂的零件。
FDM快速成型技术的优点是:1、制造系统可用于办公环境,没有毒气或化学物质的危险。
2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、可快速构建瓶状或中空零件。
4、原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。
5、可选用多种材料,如可染色的ABS和医用ABS、浇铸用蜡和人造橡胶。
FDM快速原型技术的缺点是:1、精度较低,难以构建结构复杂的零件。
2、垂直方向强度小。
3、速度较慢,不适合构建大型零件。
二、SLA –树脂光固化工艺光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻(Stereolithography)原理的一种工艺,简称SLA,也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速成型技术。
几种常见快速成型工艺优缺点比较
几种常见快速成型工艺优缺点比较快速成型(Rapid Prototyping)是一种通过快速制造样品或模型的技术,可以帮助制造企业在产品开发的早期阶段快速验证设计概念、减少开发时间和成本,并促进产品创新。
目前市面上有多种常见的快速成型工艺,下面将对几种常见的快速成型工艺的优缺点进行比较。
1. 喷墨沉积打印(Inkjet Deposition Printing)优点:喷墨沉积打印工艺成本较低,操作简便灵活。
可以使用多种材料进行打印,包括塑料、金属和生物材料等。
并且该技术适用于制造大型和复杂结构的零件。
缺点:由于该技术是一种层层堆积的过程,因此表面质量可能不如其他工艺,需要进行后续的加工和表面处理。
另外,一些材料在长期使用后可能会发生疲劳和变形。
2. 选择性激光烧结(Selective Laser Sintering)优点:在选择性激光烧结工艺中,使用激光束将粉末材料烧结在一起,形成所需的零件。
该技术具有高精度、高强度和高表面质量的优点,并且适用于多种材料。
缺点:选择性激光烧结工艺的设备和材料成本较高。
此外,由于热处理过程,可能会产生应力和变形,需要进行后续处理。
3. 光固化(Stereolithography)优点:光固化工艺使用激光或紫外线将光敏树脂层层固化,逐步形成零件。
该技术具有高精度、高表面质量和较低的材料损耗等优点,并且适用于制造复杂的零件。
缺点:光固化工艺需要使用光敏树脂和紫外线辐射设备,成本较高。
此外,成品可能会因为光线照射不均匀而产生表面缺陷。
总的来说,不同的快速成型工艺各有优劣,并且适用于不同的产品开发需求。
制造企业在选择工艺时应根据产品要求和预算来认真评估这些方面,以找到适合自身需求的快速成型工艺。
快速成型(Rapid Prototyping)是一种通过快速制造样品或模型的技术,可以帮助制造企业在产品开发的早期阶段快速验证设计概念、减少开发时间和成本,并促进产品创新。
目前市面上有多种常见的快速成型工艺,下面将对几种常见的快速成型工艺的优缺点进行比较。
几种常见快速成型工艺优缺点比较
几种常见快速成型工艺优缺点比较在快速领域里一直站主导地位快速成型工艺主要包括:FDM、SLA、SLS及LOM等工艺,而这几种工艺又各有千秋,下面我们在主要看一下这几种工艺的优缺点比较:FDM丝状材料选择性熔覆快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材(如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC等)加热熔化进而堆积成型方法,简称FDM。
丝状材料选择性熔覆的原理如下:加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动,热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头,并在喷头中加热和熔化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。
一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层"画出"截面轮廓,如此循环,最终形成三维产品零件。
这种工艺方法同样有多种材料可供选用,如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC、工程塑料PPSF以及ABS与PC的混合料等。
这种工艺干净,易于操作,不产生垃圾,并可安全地用于办公环境,没有产生毒气和化学污染的危险。
适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。
专门开发的针对医用的材料ABS-i,因为其具有良好的化学稳定性,可采用伽码射线及其他医用方式消毒,特别适合于医用。
FDM快速原型技术的优点是:1、制造系统可用于办公环境,没有毒气或化学物质的污染;2、一次成型、易于操作且不产生垃圾;3、独有的水溶性支撑技术,使得去除支撑结构简单易行,可快速构建瓶状或中空零件以及一次成型的装配结构件;4、原材料以材料卷的形式提供,易于搬运和快速更换。
5、可选用多种材料,如各种色彩的工程塑料ABS、PC、PPSF以及医用ABS 等。
FDM快速原型技术的缺点是:1、成型精度相对国外先进的SLA工艺较低,最高精度0.127mm2、成型表面光洁度不如国外先进的SLA工艺;3、成型速度相对较慢SLA光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻原理的一种工艺,简称SLA,是最早出现的一种快速成型技术。
快速成型工艺比较.doc
快速成形典型工艺比较关键词及简称光固化成形(简称:SLA或AURO)光敏树脂为原料熔融挤压成形(简称:FDM或MEM)ABS丝为原料分层实体成形(简称:LOM或SSM)纸为原料粉末烧结成形(简称:SLS或SLS)蜡粉为原料光固化成形光固化成形是最早出现的快速成形工艺。
其原理是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。
这种液态材料在一定波长(x=325nm)和强度(w=30mw)的紫外光的照射下能迅速发生光聚合反应, 分子量急剧增大, 材料也就从液态转变成固态。
图1光固化工艺原理图图1工艺过程为:液槽中盛满液态光固化树脂,激光束在偏转镜作用下, 能在液体表面上扫描, 扫描的轨迹及激光的有无均由计算机控制, 光点扫描到的地方, 液体就固化。
成型开始时,工作平台在液面下一个确定的深度,液面始终处于激光的焦平面,聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描即逐点固化。
当一层扫描完成后,未被照射的地方仍是液态树脂。
然后升降台带动平台下降一层高度,已成型的层面上又布满一层树脂,刮平器将粘度较大的树脂液面刮平,然后再进行下一层的扫描,新固化的一层牢固地粘在前一层上,如此重复直到整个零件制造完毕, 得到一个三维实体原型。
光固化工艺的设备做出的零件其优点是精度较高、表面效果好,零件制作完成后需要少量打磨,将层层的堆积痕迹去除。
光固化工艺制作的零件打磨工作量相对其他工艺设备制作的零件的打磨量是最小的;其缺点是强度低无弹性,无法进行装配。
光固化工艺设备的原材料很贵,种类不多。
光固化设备的零件制作完成后,还需要在紫外光的固化箱中二次固化,用以保证零件的强度。
液漕内的光敏树脂经过半年到一年的时间就要过期,所以要有大量的原型服务以保证液漕内的树脂被及时用完,否则新旧树脂混在一起会导致零件的强度下降、外形变形。
如需要更换不同牌号的材料就需要将一个液漕的光敏树脂全部更换,工作量大树脂浪费很多。
三十几万的紫外激光器只能用1万小时,使用一年后激光器更换需要二次投入三十几万的费用。
四大快速成型工艺和优缺点
四大快速成型工艺和优缺点立体光刻是一种基于光敏物质对紫外线(UV)的敏感性实现的快速成型工艺。
它的工作原理是在涂盖物的表面照射紫外线来固化物质。
立体光刻的优点包括制造过程完全由计算机控制,高精度和高分辨率,可以制造复杂形状和结构,不受材料特性限制。
然而,立体光刻也有一些缺点,例如制造过程较为缓慢,制造尺寸有限,不能直接制造金属等材料。
选择性激光烧结是一种基于激光束的局部烧结过程实现的快速成型工艺。
它的工作原理是使用激光束照射粉末材料,瞬间加热并烧结粉末颗粒。
选择性激光烧结的优点包括高精度和高分辨率,制造速度较快,可以制造复杂形状和结构,可以使用多种材料。
然而,选择性激光烧结也有一些缺点,如制造尺寸有限,制造过程对材料要求较高,设备和材料成本较高。
喷墨打印是一种类似于常见的办公打印机的工作原理,通过控制喷头喷射液体材料的位置来逐层制造物体。
喷墨打印的优点包括制造速度快,可以制造较大尺寸的物体,可以使用多种材料。
然而,喷墨打印也有一些缺点,如分辨率和精度较低,难以制造具有复杂内部结构的物体,材料选择有限。
快速切割是一种使用高速运动的加工工具来从固态原材料中切割和剥离物质,以逐层制造物体的快速成型工艺。
快速切割的优点包括制造速度快,可以制造较大尺寸的物体,可以使用多种材料。
然而,快速切割也有一些缺点,如分辨率和精度较低,不能制造具有复杂内部结构和曲面的物体,材料的剥离容易引起损伤。
总的来说,每种快速成型工艺都有其独特的优点和缺点,适用于不同的制造需求和材料要求。
根据具体的应用场景和要求,可以选择合适的快速成型工艺来实现快速、高效和精确的制造。
快速成型的缺点
快速成型的原理以及优缺点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。
湖南华曙高科与传统制造方法不同,快速成型从零件的CAD几何模型出发,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。
快速自动成型技术问世不到十年,已实现了相当大的市场,发展非常迅速。
人们对材料逐层添加法这种新的制造方法已逐步适应。
制造行业的工作人员都想方设法利用这种现代化手段,与传统制造技术的接轨工作也进展顺利。
湖南华曙高科用其长避共短,效益非凡。
与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段一起,快速自动成型已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段,在航空航天、汽车等、家电等领域得到了广泛应用。
快速成型的过程是首先生成一个产品的三维CAD实体模型或曲面模型文件,将其转换成STL文件格式,再用一软件从STL文件"切"(Slice)出设定厚度的一系列的片层,或者直接从CAD文件切出一系列的片层,这些片层按次序累积起来仍是所设计零件的形状。
然后,将上述每一片层的资料传到快速自动成型机中去,类似于计算机向打印机传递打印信息,用材料添加法依次将每一层做出来并同时连结各层,直到完成整个零件。
因此,快速自动成型可定义为一种将计算机中储存的任意三维型体信息通过材料逐层添加法直接制造出来,而不需要特殊的模具、工具或人工干涉的新型制造技术。
SLA快速原型技术的优点是:1、系统工作稳定。
系统一旦开始工作,构建零件的全过程完全自动运行,无需专人看管,直到整个工艺过程结束。
2、尺寸精度较高,可确保工件的尺寸精度在0.1mm以内。
3、表面质量较好,工件的最上层表面很光滑,侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平。
几种常见的快速成型技术
几种常见的快速成型技术一、FDM丝状材料选择性熔覆(Fused Deposition Modeling)快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法,简称FDM。
丝状材料选择性熔覆的原理室,加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动。
热塑性丝状材料(如直径为1.78mm的塑料丝)由供丝机构送至喷头,并在喷头中加热和溶化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。
一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层"画出"截面轮廓,如此循环,最终形成三维产品零件。
这种工艺方法同样有多种材料选用,如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。
这种工艺干净,易于操作,不产生垃圾,小型系统可用于办公环境,没有产生毒气和化学污染的危险。
但仍需对整个截面进行扫描涂覆,成型时间长。
适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。
由于甲基丙烯酸ABS(MABS)材料具有较好的化学稳定性,可采用加码射线消毒,特别适用于医用。
但成型精度相对较低,不适合于制作结构过分复杂的零件。
FDM快速原型技术的优点是:1、制造系统可用于办公环境,没有毒气或化学物质的危险。
2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、可快速构建瓶状或中空零件。
4、原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。
5、原材料费用低,一般零件均低于20美元。
6、可选用多种材料,如可染色的ABS和医用ABS、PC、PPSF等。
FDM快速原型技术的缺点是:1、精度相对国外SLA工艺较低,最高精度0.127mm。
2、速度较慢。
二、SLA光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻(Stereolithography)原理的一种工艺,简称SLA,也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。
在树脂液槽中盛满液态光敏树脂,它在紫外激光束的照射下会快速固化。
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FDM
1、制造系统可用于办公环境,没有毒气或化学物质的危险。
2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、可快速构建瓶状或中空零件。
4、原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。
5、原材料费用低,一般零件均低于20美元。
6、可选用多种材料,如可染色的ABS和医用ABS、浇铸用蜡和人造橡胶。
2、成型件需要后处理,二次固化,防潮处理等工序。
2、光敏树脂固化后较脆,易断裂,可加工性不好;工作温度不能超过100℃,成形件易吸湿膨胀,抗腐蚀能力不强。
3、氦-镉激光管的寿命仅3000小时,价格较昂贵。同时需对整个截面进行扫描固化,成型时间较长,因此制作成本相对较高。
4、且光敏树脂对环境有污染,使皮肤过敏。
5、由于难以(虽然并非不可能)去除里面的废料,该工艺不宜构建内部结构复杂的零件。
6、当加工室的温度过高时常有火灾发生。因此,工作过程中需要专职人员职守
SLS
1、与其他工艺相比,能生产最硬的模具。
2、可以采用多种原料,例如绝大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等。
3、零件的构建时间短,可达到1in/h高度。
1、精度较低,难以构建结构复杂的零件。
2、垂直方向强度小。
3、速度较慢,不适合构建大型零件。
常见快速成型工艺优缺点比较
优点
缺点
SLA
1、系统工作稳定。系统一旦开始工作,构建零件的全过程完全自动运行。
2、尺寸精度较高,可确保工件的尺寸精度在0.1mm以内。
3、表面质量较好,工件的最上层表面很光滑,侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平。
4、系统分辨率较高,因此能构建复杂结构的工件。
1、需要专门实验室环境,维护费用高昂。
1、需要专门实验室环境,维护费用高昂。
2、可实际应用的原材料种类较少,尽管可选用若干原材料,例如纸、塑料、陶土以及合成材料,但目前常用的只是纸,其他箔材商在研制开发中。
3、表面比较粗糙,工件表面有明显的台阶纹,成型后要进行打磨;且纸制零件很容易吸潮,必须立即进行后处理、上漆。
4、难以构建精细形状的ห้องสมุดไป่ตู้件,即仅限于结构简单的零件。
4、无需对零件进行后矫正。
5、无需设计和构造支撑。
1、在加工前,要花近2小时的时间将粉末加热到熔点以下,当零件构建之后,还要花5-10小时冷却,然后才能将零件从粉末缸中取出。
2、表面的粗糙度收粉末颗粒大小及激光点的限制。
3、零件的表面一般是多孔性的,为了使表面光滑必须进行后处理。
4、需要对加工室不断充氮气以确保烧结过程的安全性,加工的成本高。
5、需要设计工件的支撑结构,以便确保在成型过程中制作的每一个结构部委都能可靠定位,支撑结构需在未完全固化时手工去除,容易破坏成型件。
LOM
1、由于只需要使激光束沿着物体的轮廓进行切割,无需扫描整个断面,所以这是一个高速的快速原型工艺。常用于加工内部结构简单的大型零件及实体件。
2、无需设计和构建支撑结构。