快速成型技术及应用论文

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快速成型毕业论文

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六安职业技术学院毕业设计(论文)题目快速成型技术的产生和发展机电工程系系模具设计与制造专业班级模具0901学生姓名 ***指导教师***起迄日期2011。

05.27—2011.06.15设计地点**职业技术学院**职业技术学院毕业(设计)论文【摘要】近年来,快速成型技术和逆向工程技术发展迅速,尤其是模具制造领域应用非常广泛,将快速成型技术与逆向工程技术相结合,可以在已有样件或原型的基础上进行复制和产品的创新再设计,缩短新产品的设计和研制周期,适应市场的多品种、小批量的快速响应能力。

【关键字】:快速成型技术;特点;分析;前景快速成型的产生与发展目录引言 .................................................................... - 4 - 第一章概述 .......................................................... - 5 - 1。

1 快速成型概述 ..................................................... - 5 - 1。

2 快速成型系统的基本工作原理....................................... - 6 -1.3 快速成型制造的发展................................................. - 6 - 第二章 RPM技术的原理和特点.............................................. - 7 - 2。

1 RPM技术的原理.................................................... - 7 - 2。

2 RPM技术发热内涵.................................................. - 9 -2.2。

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快速成型技术论文范文推荐文章2017无线网络安全技术论文热度:陕西省教育技术论文热度:生物识别技术论文热度:石油钻井技术论文热度:物联网应用技术论文热度:快速成型技术是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术,下面是小编为大家精心推荐的快速成型技术论文,希望能够对您有所帮助。

快速成型技术论文篇一快速成型技术与首饰设计内容摘要:计算机的应用极大地改变了首饰设计的技术手段,改变了首饰设计的程序与方法。

高精度、高效率的快速成型技术在首饰设计中的应用,缩短了首饰产品开发周期,降低了成本,提高了产品设计质量。

快速成型技术在首饰设计中的应用,是信息时代首饰设计的发展趋势。

关键词:计算机技术快速成型技术首饰设计由于计算机的快速发展和普及,首饰设计进入了新的信息化时代。

一方面,计算机的应用极大地改变了首饰设计的技术手段、程序及方法。

另一方面,以计算机技术为代表的高新技术开辟了首饰设计的崭新领域。

先进的技术必须与优秀的设计结合起来,才能使技术人性化,真正服务于人类。

首饰设计对推动高新技术的进步,特别是快速成型技术起到了极大的推动作用。

一、快速成型技术概观快速成型制造技术是20世纪90年代发展起来的一项高新技术。

它基于离散和堆积原理,将零件的CAD模型按一定方式离散,成为可加工的离散面、离散线、离散点,而后采用物理或化学手段,将这些离散的面、线段和点堆积而形成零件的整体形状。

具体的方法是,依据零件的三维CAD模型,经过格式转换后,对其进行分层切片,得到各层截面的两维轮廓形状。

按照这些轮廓形状,用激光束选择性地固化一层层的液态光敏树脂,或切割一层层的纸或金属薄片,或烧结一层层的粉末材料,以及用喷射源选择性地喷射黏结剂或热熔性材料,形成各截面的平面轮廓形状,并逐步叠加成三维立体零件。

快速成型技术不同于传统的“去除”加工方法,它是采用新的“增长”加工方法,即先用点和线制作一层“薄片毛干坯”,然后用多层薄片逐步叠加成复杂形状的零件。

快速成型3d打印原理技术论文

快速成型3d打印原理技术论文

快速成型3d打印原理技术论文快速成型3d打印技术论文篇一:《试论3D打印技术》摘要:3D打印又称为增材制造,近年来得到了快速发展,应用领域不断增加。

本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析,对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。

关键词:3D打印;应用现状;教学领域1 引言3D打印,又称为增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为“第三次工业革命的重要标志”,以其“制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。

近年来,随着3D打印技术的逐步成熟、精确,打印材料种类的增加,打印价格的降低,3D打印得到了快速发展,应用领域不断增加,不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用,也逐渐进入了公众视野,走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所,在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用,作为教育工作者,本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上,重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。

2 3D打印概述2.1 3D打印原理3D打印(3D printing,又称三维打印),是利用设计好的3D模型,通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产品的技术[1]。

一般来说,通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2],其中3D虚拟模型,可以是利用扫描设备获取物品的三维数据,并以数字化方式生成三维模型,或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型,有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型,比如123D Catch[3]。

2.2 3D打印的优势与传统制造技术相比,3D打印不需事先制模,也不必铸造原型,大大缩短了产品的设计周期,减少了产品从研发到应用的时间,降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险,使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单,产品也更能凸显个性化。

另外,3D打印是增材制造,使用金属粉或其他材料,使部件从无到有制造出来,大大减少了原材料和能源的消耗,生产上实行了结构优化。

先进制造技术之快速成型技术论文

先进制造技术之快速成型技术论文

先进制造技术课程论文————快速成型技术课程名称:先进制造技术题目名称:快速成型技术班级:20 级专业班姓名:dh学号:000000000授课教师:时间:摘要:简介了快速成型技术的原理与特点,并阐述了快速成型技术的起源发展历程,分析了快速成型技术的研究现状及其推广应用情况,在此基础上根据快速成型技术的发展成果研究现状与市场需求展望了快速成型技术的未来发展趋势发展状况。

关键词:先进制造技术;快速成型技术; 发展历史;应用现状; 发展趋势;引言:本文阐述了快速成型技术的基本概念,包括快速成型技术基本原理,工艺过程,总结了快速成型技术的方法和特点,快速成型技术在产品开发中的应用现状、最后展望了快速成型技术的未来发展趋势。

正文:制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。

在一个国家的企业生产力构成中,制造技术的作用一般占60%左右。

而先进制造技术扮演了极其重要的角色,先进机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。

先进制造技术包罗万象,快速成型技术的出现和应用,代表着先进制造技术发展的高潮!《一》快速成型的基本原理快速成形技术(Rapid Prototyping;RPM)又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing,简称RPM)技术,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。

与传统的机械切削加工,如车削、铣削等“材料减削”方法不同的是,“快速成型制造技术”是靠逐层融接增加材料来生成零件的,是一种“材料迭加”的方法,快速成型技术采用离散/堆积成型原理,根据三维CAD模型,对于不同的工艺要求,按一定厚度进行分层,将三维数字模型变成厚度很薄的二维平面模型。

快速成型技术论文

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快速成型技术论文摘要:本文主要介绍了快速成型技术的起源及特点,技术原理,类型、特点及适用范围,阐述了快速成型技术在各领域的应用,探讨了快速成型技术在今后的发展方向。

关键词:快速成型技术应用发展随着全球市场一体化的形成,制造业的竞争十分激烈,产品的开发速度日益成为主要矛盾。

在这种情况下,自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。

制造业为满足日益变化的用户需求,要求制造技术有较强的灵活性,能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。

因此,产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。

从技术发展角度看,计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。

所以我们要掌握该技术,才能在未来的商业或国际竞争中立于不败之地。

1.RP技术的发展历程1998年,由美国3D系统公司推出专为机械零件设计而制作的RP技术。

该处理工世是通过激光将液态UV感光聚脂凝固一片片薄层,全球第一个商业化的RP系统就是如今相当普遍的SLA50机型的先驱。

接下来是1991年,美国Helisys 公司的LOM技术,美国Stratasys公司的FDM技术,美国Cubital公司的SGC技术。

LOM技术通过计算机导向的激光烧结并剪切薄片材料,FDM技术将热熔塑料材料拉成丝状,并用它来一层一层产生模型,SCG技术也使用UV感光聚脂,通过玻璃盘上的静电滤色片作蔽光片,产生紫外光流,可以立即凝固所有的薄层。

1992年DTM公司的SLS技术推出。

随后,1993年Soligen公司推出DSPC技术。

SLS技术通过激光产生的热量熔化粉末材料。

DSPC技术通过机械喷射装置在粉末上沉积液体粘结剂,麻省理工学院发明该技术并注册专利,然后授权给Soligen公司。

1994年Sanders公司推出MM技术。

1995年,BMP技术公司推出BPM技术,两种技术都采用喷射头来沉积石蜡材料。

快速成型技术在工业设计中的应用研究

快速成型技术在工业设计中的应用研究

快速成型技术在工业设计中的应用研究一、引言随着科技的不断发展,现代工业设计更加注重效率和创新,快速成型技术(Rapid Prototyping,简称RP)因其高效、精度高的特点成为工业设计优化的重要手段之一。

本文将探讨快速成型技术在工业设计中的应用研究。

二、快速成型技术概述快速成型技术是一种将计算机辅助设计与制造工艺相结合的新型制造技术,主要包括激光成型、挤出成型、光固化等技术。

该技术通过数字化模型,直接切削、粘合或熔融制造物体,无需制造模具,实现短时间内制造产品的目的。

在工业设计中,快速成型技术主要应用于制作产品模型、验机模型、试制模型和原型模型等领域,能够大幅度提高设计效率和节约制造成本。

三、快速成型技术的应用案例1.汽车设计随着现代汽车行业的发展,汽车设计需要更加注重创新和效率,快速成型技术在汽车设计中得到广泛应用。

通过数字化模型,设计师可以设计出更加精细的汽车部件,并通过RP技术快速制造出原型模型进行验证和修改。

相比传统的手工制造方式,RP技术不仅效率更高,而且能够制造更加精准的模型,提供更多的设计空间。

2.工业机器人设计工业机器人是现代工厂自动化生产的重要组成部分,RP技术在机器人设计中得到广泛应用。

通过数字化模型,工程师可以更加快速地进行机器人设计和仿真分析,并通过快速成型技术制造出机器人模型进行试验和评估。

这种方式可以极大地加快机器人设计和仿真分析的效率,减少试制周期和成本。

3.医疗设备设计医疗设备是现代医疗行业的重要组成部分,准确、精细的设计对于患者的治疗效果有着至关重要的作用。

快速成型技术在医疗设备设计中得到了广泛应用,可以通过数字化模型设计出更加准确、高效的医疗设备,并通过RP技术制造体模型进行实验和验证。

四、快速成型技术的优势1.高效性快速成型技术可以大幅度提高设计和制造的效率,加快产品迭代周期。

与传统模具加工相比,RP技术可以在短时间内制造出产品原型模型进行验证和改进。

2.精度高快速成型技术利用数字化模型,精准的控制制造工艺,可以制造出非常高的精度的产品原型模型,同时,可以在改进过程中进行多次尺寸校验。

成型技术论文

成型技术论文

成型技术论⽂ 为迎合市场需要将产品快速推向市场并占据先机,快速成型技术将是解决这⼀问题的关键。

这是店铺为⼤家整理的快速成型技术论⽂,仅供参考! 快速成型技术论⽂篇⼀ 快速成型技术的应⽤ 摘要:为迎合市场需要将产品快速推向市场并占据先机,快速成型技术将是解决这⼀问题的关键。

快速成型技术(以下简称RP)是⼀种集计算机辅助设计、精密机械、数控激光技术和材料科学为⼀体的新兴技术,采⽤离散堆积原理,将所设计物体的CAD模型转化为实体样件。

由于此技术采⽤三维形体转化为⼆维平⾯分层制造的原理,对物体构成复杂性不敏感,因此物体越复杂越能体现它的优越性。

关键词:快速成型模具 RP ⼀、快速成型的应⽤ 以 RP 为技术⽀撑的快速模具制造 RT(Rapid Tooling)也正是为了缩短新产品开发周期,早⽇向市场推出适销对路的、按客户意图定制的多品种、⼩批量产品⽽发展起来的新型制造技术。

由于产品开发与制造技术的进步,以及不断追求新颖、奇特、多变的市场消费导向,使得产品(尤其是消费品)的寿命周期越来越短已成为不争的事实。

例如,汽车、家电、计算机等产品,采⽤快速模具制造技术制模,制作周期为传统模具制造的 1/3~1/10,⽣产成本仅为 1/3~1/5。

所以, ⼯业发达国家已将RP/RT 作为缩短产品开发时间及模具制作周期的重要研究课题和制造业核⼼技术之⼀,我国也已开始了快速制造业的研究与开发应⽤⼯作。

⼆、基于 RPM 的快速模具制造⽅法 模具是制造业必不可少的⼿段,其中⽤得最多的有铸模、注塑模、冲压模和锻模等。

传统制作模具的⽅法是:对⽊材或⾦属⽑坯进⾏车、铣、刨、钻、磨、电蚀等加⼯,得到所需模具的形状和尺⼨。

这种⽅法既费时⼜费钱,特别是汽车、摩托车和家电所需的⼀些⼤型模具,往往造价数⼗万元以上,制作周期长达数⽉甚⾄⼀年。

⽽基于RPM 技术的RT 直接或间接制作模具,使模具的制造时间⼤⼤缩短⽽成本却⼤⼤降低。

1、⽤快速成形机直接制作模具 由于⼀些快速成形机制作的⼯件有较好的机械强度和稳定性,因此快速成形件可直接⽤作模具。

零件制造的快速成型技术及其应用

零件制造的快速成型技术及其应用

零件制造的快速成型技术及其应用摘要:快速成型技术属于制造领域的发展产物,基于此,文章将快速成型技术作为主要研究对象,以快速成型基本形式为基础,对技术原理和特点进行分析,探讨快速成型制造技术具体环节与全新工艺,阐述其在零件制造中的具体应用,希望有所帮助。

关键词:零件制造;快速成型技术;应用所谓快速成型制造技术,即以零件三维模型数据为依据,保证在短时间内精准制造零件的一种技术,被广泛应用于现代制造领域中,且被称作制造领域的突破性发展。

快速成型技术实现了多门学科与技术的融合,兼具数控技术、CAD技术与激光加工等优势,且涉及机械电子工程与新材料科学等学科。

由此可见,深入研究并分析零件制造的快速成型技术与应用十分有必要。

一、快速成型技术基本原理与特点阐释基于CAD建模与光机电一体化技术的快速发展,快速成型技术工艺愈加成熟,常见的工艺方法包括喷粒法、层叠法、熔融沉积法与光固法、激光选区烧结法等等。

(一)熔融沉积造型对CAD模型进行处理并分成若干极薄截面,并生成二维几何信息,进而对FDM喷嘴移动轨迹进行有效控制[1]。

通过对FDM加热头的使用对热熔性材料予以加热处理,使其呈现出临界半流动状态。

基于计算机控制,可使喷嘴头按照CAD所确定的运动轨迹将半流动材料挤出来,经沉积固化后即可形成零件薄层,在垂直升降系统的作用下呈现新的形成层并固化。

在持续不间断堆积粘结的过程中,即可由下而上形成零件三维实体。

(二)光固化立体造型将业态的光固化树脂放于液槽内,经偏转镜的作用在液面实现激光束扫描,经计算机技术合理控制扫描轨迹与光线,在有光点的部位液体会固化。

自成型初期,工作平台会在液面明确具体深度,在液面光斑聚焦以后即可根据计算机提出的指令逐一进行扫描并固化。

在完成一层扫描后,没有被照射的部位始终是液态树脂。

随后,升降台会使平台降低一层的高度,在已经成型层面再次布满树脂,通过对刮平器的使用可对树脂液面大粘度的部分刮平处理,随后开展下一层扫描操作。

有关快速成型技术论文

有关快速成型技术论文

快速成型技术快速原型制造技术,又叫快速成形技术,(简称RP技术);英文:RAPID PROTOTYPING(简称RP技术),或RAPID PROTOTYPING MANUFACTUREING,简称RPM。

快速成型(RP)技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术,是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。

自该技术问世以来,已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用,并由此产生一个新兴的技术领域。

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"。

通俗一点说, 快速成形就是利用在三维造型软件中已经设计的数字三维模型, 通过快速成型设备(快速成形机), 制造实体的三维模型的技术.RP技术的优越性显而易见:它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下,直接接受产品设计(CAD)数据,快速制造出新产品的样件、模具或模型。

因此,RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。

由传统的"去除法"到今天的"增长法",由有模制造到无模制造,这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。

●快速成形技术有以下特点:●制造原型所用的材料不限,各种金属和非金属材料均可使用●原型的复制性、互换性高●制造工艺与制造原型的几何形状无关,在加工复杂曲面时更显优越●加工周期短,成本低,成本与产品复杂程度无关,一般与传统加工模型的工艺相比, 快速成形在制造费用上可以降低80%,加工周期可以节约70%以上●高度技术集成,可实现了设计制造一体化●曾经和目前仍然为主流的快速成形技术有以下几种:⏹立体光刻技术(SL/SLA)●SLA的工作原理是以液态光敏树脂(例如一种特殊的环氧树脂)为造型材料,采用紫外激光器为能源:一种是氦一福激光器(波长325nm,功率15~50MW),另一种是氨离子激光器(波长351~365nm,功率100~500MW ),激光束光斑大小为0.05~3mm。

快速成型技术论文范文(2)

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快速成型技术论文范文(2)推荐文章2017无线网络安全技术论文热度:陕西省教育技术论文热度:生物识别技术论文热度:石油钻井技术论文热度:物联网应用技术论文热度:快速成型技术论文篇二熔融沉积快速成型技术研究进展【摘要】本文对国内外近年来熔融沉积快速成型技术的研究进展进行了综述,从设备、材料、工艺、数值模拟等方面进行分析,为该技术的进一步研究提供了参考。

【关键词】快速成型;熔融沉积;研究进展1 熔融沉积快速成型简介基于CAD/CAM技术的快速成型技术(又称3D打印技术)近年来成为社会与科技热点。

该技术是利用CAD模型驱动,通过特定材料运用逐层累积方式制作三维物理模型的先进制造技术[1]。

整个产品制造过程无需开发模具,利用计算机三维实体建模得到的模型即可直接打印制件,因此可以实现产品的快速制造。

熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)则是一种近十几年来得到迅速发展的快速成型制造工艺。

该工艺又叫熔丝沉积,它是将丝状的热熔性材料加热熔化,通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来,根据零件的分层截面信息,按照一定的路径,在成型板或工作台上进行逐层地涂覆。

由于热熔性材料的温度始终稍高于固化温度,而成型部分的温度稍低于固化温度,就能保证热熔性材料挤喷出喷嘴后,随即与前一层面熔结在一起。

与SLA、SLS等工艺不同,熔融沉积在成型过程中不需要激光,设备维护方便,成型材料广泛,自动化程度高且占地面积小,目前被广泛应用于产品开发、快速模具制作、医疗器械的设计开发及人体器官的原型制作,代表着快速成型制造技术的一个重要发展方向。

但是,由于其成型过程为半固态到固态过程的转化,分层厚度不易降低以及热熔性材料冷却过程中的收缩等因素,使得成型件的精度难以得到保证,也制约了熔融沉积成型的发展。

目前国内外学者针对熔融沉积快速成型设备、材料、工艺以及数值模拟等方面开展了一系列研究并取得了阶段性成果。

2 熔融沉积快速成型设备方面的研究进展当前FDM设备制造系统应用最为广泛的主要是美国Stratasys公司的产品,从1993年Stratasys公司开发出第一台FDM1650机型以来,先后推出了FDM-2000,FDM-3000和FDM-8000机型。

快速凝固技术论文

快速凝固技术论文

快速凝固技术摘要:快速凝固已成为一种具有挖掘金属材料潜在性能与发展前景的开发新材料的重要手段, 同时也成了凝固过程研究的一个特殊领域。

过去对凝固过程的模拟考虑了在熔融状态下的热传导和凝固过程潜热的释放,不考虑金属在型腔内必然存在的流动以及金属在凝固过程中存在的流动。

目前快速凝固技术作为一种研制新型合金材料的技术已开始研究了合金在凝固时的各种组织形态的变化以及如何控制才能得到符合实际生活、生产要求的合金。

着重于大的温度梯度和快的凝固速度的快速凝固技术,正在走向逐步完善的阶段。

快速凝固技术一般指以大于105K/s-106K/s的冷却速率进行液相凝固成固相,是一种非平衡的凝固过程,通常生成亚稳相(非晶、准晶、微晶和纳米晶),使粉末和材料具有特殊的性能和用途。

快速凝固技术得到的合金具有超细的晶粒度,无偏析或少偏析的微晶组织,形成新的亚稳相和高的点缺陷密度等与常规合金不同的组织和结构特征。

由于凝固过程的快冷,起始形核过冷度大,生长速率高,使固液界面偏离平衡,因而呈现出一系列与常规合金不同的组织和结构特征。

关键词:快速凝固理论研究组织特征快速凝固方法引言:随着科学技术的发展,对金属凝固技术的重视和深入研究, 形成了许多种控制凝固组织的方法, 其中快速凝固已成为一种具有挖掘金属材料潜在性能与发展前景的开发新材料的重要手段, 同时也成了凝固过程研究的一个特殊领域。

过去对凝固过程的模拟考虑了在熔融状态下的热传导和凝固过程潜热的释放, 不考虑金属在型腔内必然存在的流动以及金属在凝固过程中存在的流动。

目前快速凝固技术作为一种研制新型合金材料的技术已开始研究了合金在凝固时的各种组织形态的变化以及如何控制才能得到符合实际生活、生产要求的合金。

一凝固过程理论研究凝固过程中固液界面形态稳定性理论成分过冷理论成分过冷理论起源于凝固过程中溶质原子在固液界面上的富集。

这种富集的结果是在距固液界面前沿的液相中不同的距离内具有不同的溶质浓度,可由式表示。

快速成型技术的发展与应用

快速成型技术的发展与应用

快速成型技术的发展与应用摘要:快速成型技术是现代制造技术较为先进的加工方法,其结合了数控、计算机制造、激光等技术。

本文主要介绍了几种快速成型技术的发展与现状及其加工原理,对其在产品设计、模具制造、建筑、医疗等方面的应用作了探讨,分析了该技术在应用中的优缺点。

关键词:快速成型技术;工作原理;应用1前言为了满足现代社会消费者的需求,各种各样的新产品不断出现。

现代产品的设计不但追求质量好,功能强,而且要求造型美观。

一方面,制造商要面对消费者“喜新厌旧”的心理,产品的更新换代不断加快,谁能够利用最短的时间不断的推出新产品,谁就能留住消费者;另一方面,现代制造业的市场是竞争越来越激烈,降低成本,生产出高质量的产品是商家制胜的法宝。

这就使得传统的产品设计与制造的方法已经不能完全满足现在产品设计的要求。

在这种形势下,催使快速成型技术(Rapid Prototyping Manufacturing,RPM)的出现与成熟。

2快速成型的原理传统的加工技术是采用去材料的加工方式,在毛坯上把多余的材料去除,得到我们想要的产品。

而快速成型技术即是采用加材料的方式进行加工,材料从没有到有,一层层的叠加得到产品,有别于传统的加工方式。

快速成型技术采用离散或堆积成型的原理,由三维的CAD模型根据不同的加工工艺进行分层,每一层就变成了一个二维图形,从而由大量的二维图形取代了三维图形,只要所分的层是足够的薄,那么大量的二维图形叠加在一起就越逼近三维图形。

然后经过对数据进行处理,让每一个二维图形生成数控程序,利用数控系统把所得的数控程序以平面加工的方式还原成每一层二维图形的薄片,让薄片一层一层的叠加起来就得到了三维的模型。

快速成型技术经过近年来的不断发展与完善,已经产生了很多种的加工方法。

目前主要的有:美国3D SYSTEM公司的光固化成型法(Stereo Lithography Apparatus,SLA)、美国Helisys的分层实体制造法(Laminated Object Manufacturing,LOM)、德国的ESO选择性激光烧结法(Selective LaserSintering,SLS)、美国Stratasys的熔融沉积法(Fused Deposition Modding,FDM)、美国MIT-Z的三维打印法(Three Dimensional Printing and Gluing,3DP)等常用的方法。

快速成型技术及其应用

快速成型技术及其应用

快速成型技术及其应用一、本文概述随着科技的迅速发展和市场竞争的日益激烈,产品的设计、开发和生产周期已经成为决定企业竞争力的关键因素。

在这一背景下,快速成型技术(Rapid Prototyping,简称RP技术)应运而生,以其独特的优势在生产制造领域引发了深刻的变革。

本文旨在全面介绍快速成型技术的基本概念、发展历程、主要类型及其在各行业中的应用实例,分析快速成型技术带来的经济效益与社会影响,并展望其未来的发展趋势和挑战。

通过对这一技术的深入探讨,我们期望能够帮助读者更好地理解并应用快速成型技术,以促进企业创新能力的提升和产业升级的加速。

二、快速成型技术的基本原理与分类快速成型技术(Rapid Prototyping, RP)是一种基于三维计算机辅助设计(CAD)数据,通过逐层堆积材料来制造三维实体的技术。

其基本原理可以概括为“离散-堆积”。

将三维CAD模型进行切片处理,得到一系列二维层面信息;然后,按照这些层面信息,通过特定的成型设备,如激光烧结机、熔融沉积机、光固化机等,将材料逐层堆积起来,最终形成与原始CAD模型一致的三维实体。

根据成型材料的不同和成型方式的差异,快速成型技术可以分为以下几类:熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling, FDM):该技术使用热塑性材料,如蜡、ABS塑料等。

材料在喷头中加热至熔融状态,然后按照CAD模型的切片信息,通过喷头逐层挤出材料,冷却后形成实体。

光固化成型(Stereo Lithography, SLA):使用液态光敏树脂作为材料。

在紫外光照射下,液态树脂逐层固化,形成实体。

该技术精度较高,适用于制造复杂结构和高精度的模型。

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering, SLS):采用粉末状材料,如塑料粉末、金属粉末、陶瓷粉末等。

在激光的作用下,粉末逐层烧结,形成实体。

该技术可以制造金属和陶瓷等高强度材料的零件。

快速成型技术论文(2)

快速成型技术论文(2)

快速成型技术论文(2)快速成型技术论文篇二快速成型技术及其在微机械制造中的应用【摘要】速成型技术它全方位的提供了一种可测量,可触摸的手段,是设计者,制造者与用户之间的新媒体,在集成制造及微机制造中应用广泛,大大缩短了新产品制造以及成本的费用,受到国内外的广泛关注。

本文概述了快速成型技术的基本原理以及在集成制造:产品设计、制模、铸造等方面的应用及其快速成型技术在微机制造中的应用。

【关键字】快速成型技术,微机制造,应用中图分类号: TH16 文献标识码: A 文章编号:一.前言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。

快速成形技术与虚拟制造技术一起,被称为未来制造行业的两大支柱制造技术,它全方位的提供了一种可测量,可触摸的手段,是设计者、制造者与用户之间的新媒体,其核心是基于数字化得新形成型制造技术,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。

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,被称为是近20年来制造技术领域的一次重大突破。

二.快速成型的基本工作原理快速成型能根据零件的形状,将制作成的一个个微小厚度和特定形状的截面逐层粘结起来,然后得到了所需制造的立体的零件。

与传统的成型加工方法不同,利用RPMM加工零件,可以不需要刀具和模具,利用光热电等方式,通过物理作用,完成从液粉末态到实体状态的过程,当然,如果成形材料不一样,RPMM系统的工作原理也会有些不同,但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(见图1)。

图1 快速成型系统工作原理分析图快速成形制造技术综合采用CAD技术,数控技术,激光加工技术和材料技术实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术,它采用软件离散,材料堆积的原理实现零件的成形,具体制造过程为;构造三维实体模型;近似处理三维模型生成;选择成形方向;处理切片;三维产品样件;表面处理。

快速成型技术

快速成型技术

机电工程学院《快速成型技术》论文论文题目:快速成型技术在复杂脊柱畸形 矫治手术中的应用学生姓名: 李成斌学 号: 200848480216 专业班级: 材 控 0802 指导教师: 王 彦 林快速成型技术在复杂脊柱畸形矫治手术中的应用摘要:目的:探讨快速成型技术在复杂脊柱畸形矫治中的意义。

方法:采集19例脊柱畸形患者螺旋cT数据进行脊柱病变区域的三维重建,应用快速成型技术制作脊柱畸形模型应用于临床。

结果:l9例患者术中所见脊柱畸形与术前脊柱畸形模型显示和测量结果近乎完全一致。

按术前计划在脊柱模型上完成脊柱矫形或截骨,并按照截骨或矫形后模型角度完成固定棒的塑型。

在模型的指导下定位,完成椎弓根的穿刺,上端达到T 水平。

手术过程顺利,矫形和内固定满意,仅1例出现一过性神经损伤加重。

术后侧凸矫正率为67.4%,后凸矫正率为51.3%。

结论快速成型技术可以精确和直观地反映脊柱畸形情况,提高诊断率,指导制定手术计划,方便手术操作。

关键词:脊柱侧凸;脊柱后凸;成像,三维;计算机模拟Abstract Objective: To explore the significance of rapid prototyping technology in the treatment of complicated spinal deformity.Methods:CT scans data of 19 patients were collected.by which three-dimensional rec0nStruetion and rapid prototyping technology were achieved for clinical treatment.Results: There was no difference between the observed normalities in the operation process and the preoperative display on the spinal models of the 19 patients,which were produced by rapid prototyping technology.According to preoperative planning,complete spinal orthoic and spinal osteotomy on the model,and then complete fixing rod moulding according to the angle of the model after orthopedics orosteotomy.Locate the puncture point under the guidance of the model,and the top level was TI,The correction and internal fixation were satisfying thout permanent neurologic and vascular damagement:The correction results were satisfying.The correction rate of kyphosis was 67.4%,and the corection rate of scoliosis was 5 1.3%。

快速成型中国制造2025论文

快速成型中国制造2025论文

燕山大学材料成型工程导论课程论文快速成型技术的应用现状及中国制造2025目标下发展趋势学院:机械工程学院专业:材料成形及控制工程班级:二班姓名:学号:2015年06月目录1. 摘要2. 关键字3. 引言4. 正文5. 结论6. 参考文献摘要:快速成型(RP)技术是一种结合计算机、数控、机械、激光和材料技术于一体的先进制造技术。

新世纪以来,新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起,这场变革是信息技术与制造业的深度融合,同时叠加新能源、新材料等方面的突破而引发的新一轮变革。

适逢中国制造2025计划出台,该计划主线是以体现信息技术与制造技术深度融合的数字化网络化智能化制造为主线。

将为中国制造业注入新的力量。

【8】本文论述了快速成型技术的应用领域及发展和现状。

阐述了快速成型技术在国内国外的发展趋势及快速成型技术在中国制造2025政策下的未来发展方向。

关键字:快速成型、中国制造2025、应用、发展趋势引言:快速成型技术是一种快速而又精确地工艺技术,随着经济的迅猛发展与市场的激烈竞争,各国制造业不仅致力于扩大生产规模、降低生产成本、提高产品质量,而且还将注意力逐渐放在快速开发新品种以及加快市场的响应速度上。

快速成型技术可以加工形状复杂尺寸精度要求高的各种零件,在产品设计和制造领域应用快速成型技术,能显著地缩短产品投放市场的周期,降低成本,提高质量,增大企业的竞争能力,随着科技技术的不断高速发展,人们的生活也在随着快速的更替,对同一个产品消费者越来越追求个性化,主体化,多样化。

这些都要求产品的设计者和生产者拥有一个快速,多样化的能力来满足消费者的要求。

快速成型的优越性正好能满足这些要求,所以快速成型在很大领域得到广泛的应用和很好的发展,并且在这些领域里所占的比重是越来越大,现在我们建立起一种并行的设计系统,更好的将设计、工程分析与制造三分面集成。

从而缩短产品的开发周期,最终保证了产品的质量,国务院总理李克强2015年3月25日主持召开国务院常务会议,部署加快推进实施“中国制造2025”,实现制造业升级。

快速成型技术及其在产品开发中的应用

快速成型技术及其在产品开发中的应用

快速成型技术及其在产品开发中的应用摘要:介绍了快速成型技术的起源和特点,并对几种典型的快速成型工艺进行了比较。

最后讨论了引入快速成型技术后的产品开发模式及其在产品开发中的作用。

1 快速成型技术的基本原理在需求不断向多样化,高质量高性能,低成本发展的今天,面对日趋激烈的市场竞争,制造业的经营战略,从50~60年代的“规模效益第一”和70~80年代的“价格竞争第一”转变为90年代的“市场响应速度第一”,时间因素被提到了首要地位。

产品需求的变化快速成型技术正是在这种需求下,通过计算机、数控、激光和材料等高新技术的集成而发展起来的,基于离散堆积思想的一种先进制造技术。

它是指在计算机控制与管理下根据零件CAD模型,采用材料精确堆积(由点堆积成面,由面堆积成三维实体)的方法制造原型或零件的技术,是一种基于离散/堆积成形原理的新型制造方法。

其基本原理和成形过程如图2所示。

先由CAD软件设计出所需件的计算机三维曲面或实体模型,然后据工艺要求,其将按一定厚度进行分层,把原来的三维电子模型变成二维平面信息(截面形状);再将分层后的二维信息生成数控代码,以平面加工方式有顺序地连续加工出每个薄层模型并使它们自动粘接而成形。

快速成型基本原理80年代后期发展起来的快速成型技术,被认为是近20年来制造领域的重大突破,其对制造业的影响可与50~60年代数控技术相比,RP技术可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能原型或直接制造零件,从而可以对产品设计进行快速评估,修改和试验,大大缩短产品研制周期。

2 快速成型技术的特点2.1快速性从CAD设计到原型零件制成,一般只需几个小时至几十个小时,速度比传统的成形方法快得多,使快速成型技术尤其适合于新产品的开发与管理。

2.2设计制造一体化落后的CAPP一直是实现设计制造一体化的较难克服的一个障碍,而对于快速成型来说,由于采用了离散堆积的加工工艺,CAPP已不再是难点,CAD和CAM能够很好地结合。

快速成型技术及应用论文详解

快速成型技术及应用论文详解

基于激光快速成型技术的金属快速成型技术摘要:文章详细介绍了金属粉末快速成型的研究现状 ,分析了金属粉末选择性激光烧结的工艺特点,对这些工艺的影响因素进行了讨论。

关键词:选区激光烧结;金属零件;影响因素。

引言快速制造 (Rapid Manufacturing) 金属零件一直受到国内外的广泛重视 , 是当今快速成型领域的一个重要研究方向。

到目前为止 ,用于直接成型金属材料、制备三维金属零件的技术主要有激光近形制造与金属粉末的选择性激光烧结技术。

激光近形制造(LENS) ,又称激光熔覆制造或熔滴制造 ,它将激光熔覆工艺与激光快速成型技术相结合 , 利用激光熔覆工艺逐层堆积累加材料,形成具有三维形状的三维结构。

在该方面 ,美国的Aeromet、德国的汉诺威激光中心以及清华大学激光加工研究中心等均进行了大量的研究 , 并得到了具有一定形状的三维实体零件。

有异于激光近形制造 ,选择性激光烧结则有选择地逐层烧结固化粉末金属得到三维零件。

在这一领域,美国的DTM丶德国的汉诺威激光中心等进行了多元金属的烧结研究。

就选区激光烧结(SelectiveLaser Sintering , SLS)而言 ,根据成型用金属粉末的不同 , 人们又开发出多种工艺途径来实现金属零件的烧结成型 ,主要有三种途径:一是利用金属粉末与有机粘结剂粉末共混粉体的间接烧结,金属粉末与有机粘结剂粉末均匀共混,烧结中,低熔点的粘结剂粉末熔化并将高熔点的金属粉末粘结,形成原型(“绿件”),经后处理,烧失粘结剂,形成“褐件”,最后通过金属熔渗工艺得到致密的金属件;二是利用金属混合粉末的直接烧结 , 其中一种粉末具有较低的熔点(如铜粉) ,另一种粉末熔点较高 (如铁粉) ,烧结中低熔点的金属粉末铜熔化并将难熔的铁粉粘结在一起 , 这种方法同样需要较大功率激光器;三是利用单一成分金属粉末的直接烧结,这种方法目前主要用于低熔点金属粉末的烧结,对熔点高的金属粉末,需采用大功率激光器。

快速成形技术的发展及应用

快速成形技术的发展及应用

快速成形技术的发展及应用摘要快速成形技术(Rapid Prototyping,RP)是一种借助计算机、激光,精密传动和数控等现代手段,将计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)集成于一体,根据在计算机上构造的三维模形,以逐层累计的建造方式在很短时间内直接制造产品样品的技术,无需传统的机械加工机床和模具。

该项技术创立了产品开发的新模式,使设计师以前所未有的直观方式体会设计的感觉,感性而迅速的验证和检查所设计的产品结构和外形,从而使设计工作进入了一种全新的境界,改善了设计过程中的人机交流,缩短了产品开发的周期,加快了产品更新换代的速度,降低了企业投资新产品的风险,加强了企业引导消费者的力度。

关键词快速成形先进技术高效制造正文快速成形技术又称快速原型制造技术,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。

下面我将从RP起源、RP技术分类、RP特点、RP应用四个方面来讲解。

1、RP起源分层制造三维物体的思想雏形可追溯到4000年前。

中国出图的漆器用粘结剂把丝、麻粘结起来铺敷在底胎(类似RP的基板)上,待漆干后挖去底胎成形。

人们发现,古埃及人在公元前就已经将木材切成板后重新铺叠,制成像现代胶合板似的叠合材料。

1892年,Blanther主张用分层方法制作三维地图模形。

1979年,东京大学的中川威雄教授利用分层技术制造了金属冲裁模、成形模和注塑模。

20世纪70年代末到80年代初,美国3M公司的Alan J.Hebert(1978年)、日本的小玉秀男(1980年)、美国UVP公司的Charles W.Hull(1982年)和日本的丸谷洋二(1983年),各自独立的提出了RP的概念,即利用连续层的选取固化制作三维实体的新思想。

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基于激光快速成型技术的金属快速成型技术摘要:文章详细介绍了金属粉末快速成型的研究现状 ,分析了金属粉末选择性激光烧结的工艺特点,对这些工艺的影响因素进行了讨论。

关键词:选区激光烧结;金属零件;影响因素。

引言快速制造 (Rapid Manufacturing) 金属零件一直受到国内外的广泛重视 , 是当今快速成型领域的一个重要研究方向。

到目前为止 ,用于直接成型金属材料、制备三维金属零件的技术主要有激光近形制造与金属粉末的选择性激光烧结技术。

激光近形制造(LENS) ,又称激光熔覆制造或熔滴制造 ,它将激光熔覆工艺与激光快速成型技术相结合 , 利用激光熔覆工艺逐层堆积累加材料,形成具有三维形状的三维结构。

在该方面 ,美国的Aeromet、德国的汉诺威激光中心以及清华大学激光加工研究中心等均进行了大量的研究 , 并得到了具有一定形状的三维实体零件。

有异于激光近形制造 ,选择性激光烧结则有选择地逐层烧结固化粉末金属得到三维零件。

在这一领域,美国的DTM丶德国的汉诺威激光中心等进行了多元金属的烧结研究。

就选区激光烧结(SelectiveLaser Sintering , SLS)而言 ,根据成型用金属粉末的不同 , 人们又开发出多种工艺途径来实现金属零件的烧结成型 ,主要有三种途径:一是利用金属粉末与有机粘结剂粉末共混粉体的间接烧结,金属粉末与有机粘结剂粉末均匀共混,烧结中,低熔点的粘结剂粉末熔化并将高熔点的金属粉末粘结,形成原型(“绿件”),经后处理,烧失粘结剂,形成“褐件”,最后通过金属熔渗工艺得到致密的金属件;二是利用金属混合粉末的直接烧结 , 其中一种粉末具有较低的熔点(如铜粉) ,另一种粉末熔点较高 (如铁粉) ,烧结中低熔点的金属粉末铜熔化并将难熔的铁粉粘结在一起 , 这种方法同样需要较大功率激光器;三是利用单一成分金属粉末的直接烧结,这种方法目前主要用于低熔点金属粉末的烧结,对熔点高的金属粉末,需采用大功率激光器。

本文分别对上述的间接和直接烧结成型工艺进行了初步的研究。

1 SLS的烧结原理激光选择性烧结快速成型技术是使用激光束熔化或烧结粉末材料 ,利用分层的思想 ,把计算机中的 CAD 模型直接成型为三维实体零件。

它的创新之处在于将激光、光学、温度控制和材料相联系。

SLS烧结原理如图1所示,烧结过程可分为三部分: (1)首先在粉体床上铺一薄层粉体 , 并压实 , 可以根据需要 ,在激光烧结前进行预热; (2)激光照射粉体层 ,烧结粉体,形成所设计零件一层的形状;(3) 粉体床下降一个薄层厚度的距离;重复上面的过程 ,直到原型零件完成。

SLS对粉末烧结的明显优势在于: (1) 和其它的加工方法比较,能获得优良的材料性能,同时,它的加工材料范围比较宽 (聚合物、金属、陶瓷、铸造砂等);(2) 易于实现液相烧结 , 烧结周期比较短; (3) 比传统的烧结方法更易得到密实的以粉末金属为原料的产品;(4)工艺比较简单 , 烧结路线、烧结温度便于控制。

2 金属零件间接烧结的工艺过程图 2 为基于小功率激光烧结快速成型设备 RAP- II的金属零件快速制造的工艺过程简图。

由图可知 , 主要分三个阶段: 一是利用快速成型技术的 RP原型件 (“绿件”)的制作 ,该部分的关键在于如何选用合理的粉末配比和加工工艺参数实现原型件的制作。

试验表明 ,对 RP原型件成型来说 ,混合粉体中环氧树脂粉末比例高 ,有利于其准确致密成型 ,成型质量高。

但环氧树脂粘结剂含量过高 ,金属粉末含量过低 , 则会出现褐件制作时的烧失“塌陷”现象和金属熔渗时出现局部渗不足现象。

可见 ,粉末材料配比将严重影响原型件及褐件的制作质量,而且两阶段对配比的要求相互矛盾。

原则上必须兼顾绿件成型所需的最少粘结剂成分,同时又不致因过高而导致褐件难以成型。

实际加工中 ,环氧树脂与金属粉末的比例一般控制在 1:5 与 1:3 之间。

同时 ,影响激光烧结快速成型原型件质量的烧结参数很多 , 如粉末材料的物性、扫描间隔、扫描层厚、激光功率以及扫描速度等。

实验表明 ,对于小功率激光器的激光烧结快速成型系统 RAP- II, 激光功率可调范围很小 , 激光功率对烧结性能的影响可以归结到扫描速度上 , 而扫描速度的选择必须兼顾加工效率、烧结过程与烧结质量的要求。

较低的扫描速度 ,可以保证粉末材料的充分熔化 , 获得理想的烧结致密度; 但是 , 扫描速度过低 ,材料熔化区获得的激光能量过多 ,容易引起“爆破飞溅现”象 ,出现烧结表面“疤痕” ,且熔化区内易出现材料“炭化” ,从而降低烧结表面质量。

为保证加工层面之间与扫描线之间的牢固粘结 , 采用的扫描间隔不宜过大。

实际加工中 ,烧结线间、层面间应有少许重叠 ,方可获得较好的烧结质量。

扫描层厚也是激光烧结成型的一个重要参数 ,它的选择 ,也与激光烧结成型的烧结质量密切相关。

扫描层厚度必须小于激光束的烧结深度 , 使正烧结的新层与已烧结层能牢固地粘连在一起 ,形成致密的烧结体 ,但过小的扫描层厚度 , 会增加烧结应力 , 损坏已烧结层面 , 烧结效果反而降低 , 因此,扫描层厚选择必须适当,才能保证获得较好的烧结质量。

总的来说 ,工艺参数的选取不仅要保证层面之间、烧结线之间的牢固粘结 ,还应该保证粉末材料的充分熔化 ,即烧结实体中不应存在“夹生”现象 , 应保证烧结成型各工艺参数的互相匹配。

同时 ,尽量做到粉末材料不炭化 ,烧结过程平稳。

在此基础上尽可能采用较大的工艺参数 , 提高加工效率。

二是“褐件”的制作 ,关键在于探索如何烧失原型件中的有机杂质 , 获得具有相对准确形状和强度的金属结构体。

褐件制作时需经过两次烧结过程 ,烧结温度和时间是主要的影响因素。

应控制合适的烧结温度和时间 ,随着粘结剂烧失的同时 ,使金属粉末颗粒间发生微熔粘结 , 从而保证原型件不致塌陷。

三是金属熔渗阶段 ,关键在于选用合适的熔渗材料及工艺 ,以获得较致密的最终金属零件。

原型件烧结完成后 ,经过二次烧结与三次烧结 ,得到一个具有一定强度与硬度、内部具有疏松性“网状连通”结构的“褐件”。

这些都是金属熔渗工艺的有利条件。

试验表明 ,合适的熔渗材料对形成金属件的致密性有较大影响。

所选渗入金属必须比“褐件”中金属的熔点低 ,以保证在较低温度下渗入。

3 直接烧结成型工艺图4为基于较大功率的激光烧结金属零件快速制造的工艺过程简图。

由图可知 , 成型过程明显缩短 ,无需间接烧结时复杂的后处理阶段。

但必须有较大功率的激光器 , 以保证直接烧结过程中金属粉末的直接熔化。

因而,直接烧结中激光参数的选择 ,被烧结金属粉末材料的熔凝过程及控制是烧结成型中的关键。

激光功率是激光直接烧结工艺中的一个重要影响因素。

功率越高 , 激光作用范围内能量密度越高 , 材料熔化越充分 , 同时烧结过程中参与熔化的材料就越多,形成的熔池尺寸也就越大,粉末烧结固化后易生成凸凹不平的烧结层面,激光功率高到一定程度 ,激光作用区内粉末材料急剧升温 ,能量来不及扩散,易造成部分材料甚至不经过熔化阶段直接汽化 , 产生金属蒸汽。

在激光作用下该部分金属蒸汽与粉末材料中的空气一道在激光作用区内汇聚、膨胀、爆破 ,形成剧烈的烧结飞溅现象 ,带走熔池内及周边大量金属 , 形成不连续表面 , 严重影响烧结工艺的进行 ,甚至导致烧结无法继续进行。

同时这种状况下的飞溅产物也容易造成烧结过程的“夹杂”。

光斑直径是激光烧结工艺的另外一个重要影响因素。

总的来说 , 在满足烧结基本条件的前提下 , 光斑直径越小 , 熔池的尺寸也就可以控制得越小 , 越易在烧结过程中形成致密、精细、均匀一致的微观组织。

同时 ,光斑越细 ,越容易得到精度较好的三维空间结构 ,但是光斑直径的减小 , 预示着激光作用区内能量密度的提高 ,光斑直径过小 ,易引起上述烧结飞溅现象。

扫描间隔是选择性激光烧结工艺的又一个重要影响因素 , 它的合理选择对形成较好的层面质量与层间结合 , 提高烧结效率均有直接影响。

同间接工艺一样 , 合理的扫描间隔应保证烧结线间、层面间有少许重叠 [7 - 8 ]。

在激光连续烧结成形过程中 , 整个金属熔池的凝固结晶是一个动态的过程。

随着激光束向前移动 , 在熔池中金属的熔化和凝固过程是同时进行的。

在熔池的前半部分 , 固态金属不断进入熔池处于熔化状态 ,而在熔池的后半部分 ,液态金属不断脱离熔池而处于凝固状态。

由于熔池内各处的温度、熔体的流速和散热条件是不同的 ,在其冷却凝固过程中 ,各处的凝固特征也存在一定的差别。

对多层多道激光烧结的样品 ,每道熔区分为熔化过渡区和熔化区。

熔化过渡区是指熔池和基体的交界处 , 在这区域内晶粒处于部分熔化状态 , 存在大量的晶粒残骸和微熔晶粒 , 它并不是构成一条线,而是一个区域 , 即半熔化区。

半熔化区的晶粒残骸和微熔晶粒都有可能作为在凝固开始时的新晶粒形核核心。

对 Ni 基金属粉末烧结成形的试样分析表明: 在熔化过渡区其主要机制为微熔晶核作为异质外延 , 形成的枝晶取向沿着固—液界面的法向方向。

熔池中除熔化过渡区外 ,其余部分受到熔体对流的作用较强 , 金属原子迁移距离大 ,称为熔化区。

该区域在对流熔体的作用下 ,将大量的金属粉末粘接到熔池中 , 由于粉末颗粒尺寸的不一致 (粉末的粒径分布为 15~130μm) , 当激光功率不太大时 ,小尺寸粉末颗粒可能完全熔化 ,而大尺寸粉末颗粒只能部分熔化,这样在熔化区中存在部分熔化的颗粒 , 这部分的颗粒有可能作为异质形核核心 ;当激光功率较高时 ,能够完全熔化熔池中的粉末 ,在这种情况下 ,该区域主要为均质形核。

在激光功率较小时,容易形球 , 且形球对烧结成形不利 , 因此对 Ni 基金属粉末烧结成形通常采用较大的功率密度,其熔化区其主要为均质形核 ,形成等轴晶。

4 结论基于小功率激光烧结系统 , 采用间接烧结工艺 , 可以实现金属零件的快速烧结成型。

但成型过程中影响质量的因素较多,必须统筹兼顾合理选取,才能获得高质量的成型零件。

参考文献 :[1] 张可朋,郝昱宇,王鹏.金属烧结过程中温度场分布的有限元分析[J].黑龙江冶金.2015(06)[2] 罗新华 ,花国然.快速原型制造技术的应用及进展[J ].机械制造 ,1998 ,(3) :7 - 9.[3] 尚晓峰,刘伟军,王天然,王志坚.金属粉末激光成形扫描方式[J]. 机械工程学报.2005(07)[4] 凡进军,赵剑峰,肖猛.基于直接激光金属烧结的金属粉末扫描路径实验研究[J]. 热加工工艺. 2010(13)[5] 王家金. 激光加工技术[M]. 北京:中国计量出版社 ,1992 ,63 - 66.[6] 潘海鹏.快速成型制造中分层处理技术的研究[D]. 南昌大学 2007JIANG SU UNIVERSITY《快速成型技术及应用》课程论文班级:机械卓越1301学号:3130301006学生姓名:齐作霖。

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