快速成型技术
四种常见快速成型技术
四种常见快速成型技术第一种常见快速成型技术:数控加工技术。
数控加工技术是一种机器控制加工技术,利用计算机及其相应的程序控制生产设备,进行机械加工,使得一次处理能完成的で一台以上的机器工具构成的加工中心,部件在台面上面固定,四个或以上的自动工具装在滑轨上, 根据电脑程序指定的加工参数,自动更换、安装选择夹具,分别做加工工作,从而完成制件定位、撬开、冲孔、攻丝、开槽、铰榫等复杂加工工作。
数控加工技术主要采用机械加工加工,适用于大批量生产或多种多样零件快速、高效率、低成本加工,且图纸精度高、表面光洁度高等。
第二种常见快速成型技术:熔融塑料成型技术。
熔融塑料成型技术首先将原料加工成模板,然后将模板放入机器中,当原料温度到达要求时,机器自动把原料按照设定的温度、时间及力度压入模具内,形成冷却后的成型物体。
这种技术利用塑料的特性,具有效率高,成型精度高,成型时根据原料的特性可以做出不同的加工处理,并且具有强度大,防水,耐高低温的特点,适用于各种塑料制品的快速成型。
第三种常见快速成型技术:射出成型技术。
射出成型技术指在机械压力下将原料熔融输送到射出模具成型模块中,随后由冷却系统冷却,完成制件的快速成型。
这种技术主要用于金属铸件、塑料件等的制造,具有造件精度高,尺寸稳定性好,表面光洁,强度高,厚度一致,成型快,节省材料等优点。
第四种常见快速成型技术:热压成型技术。
热压成型技术是把金属或塑料原料置于型模具内,用压力和热量同时共同作用,使金属和塑料原料发生塑性变形而成型的一种快速成型技术。
该技术采用型模具可以实现造型精度高、制件造型美观,制造完后制件可以免去热处理步骤;并且利用该技术进行多余的金属屑的再生,形成复合制件,极大的降低了制件的生产成本。
快速成型技术名词解释
快速成型技术名词解释快速成型技术是一项技术,它可以使制造业的工人以更快的速度制造出更加精细的产品。
近年来,快速成型技术受到越来越多的注意,应用于各种行业,被广泛用于产品设计和制造。
快速成型技术是由计算机控制的,可以控制机器运动,形成有规律的加工过程,以此实现零件的快速成型。
它主要分为三类:数控加工,三维打印以及机器视觉技术。
数控加工是一种用计算机控制机器,根据3D模型和CAM程序来制造产品的技术。
这种技术有助于实现快速的成型,准确的加工尺寸,低成本,高效的加工过程。
三维打印是一种通过添加一层又一层的材料,利用计算机模型制造物品的技术。
它的优点是快速、正确,可以在非常短的时间内创建出复杂的模型,可以根据需要自由更改模型,减少加工时间,并有效地提高产品质量。
机器视觉技术是一种通过计算机分析图像来实现三维定位的技术。
它可以把机器与环境中的物体联系起来,使机器能够捕获到物体的形状、尺寸、位置等信息,用于快速成型。
在快速成型技术中,数控加工是一种关键技术。
它可以准确控制和执行加工程序,使零件具有更高的一致性,并可以实现更精细、更复杂的加工。
三维打印可以用于制造一些复杂的零件,它可以更有效地制造零件,并且具有非常快的速度。
机器视觉技术则可以实现对被加工零部件的快速、精确的过程检测,以便快速成型。
总的来说,快速成型技术的应用可以提高制造业的生产效率,减少成本,提升产品质量,为制造业提供了一种新的制造模式。
它不仅可以大大提高制造业的生产效率,还可以增强了制造业运作的灵活性,满足当下客户对于快速交付的需求。
快速成型技术的应用不仅有利于提高产品质量,也实现了资源的有效利用,促进了社会的可持续发展。
在未来,将会有更多的应用程序和新的技术出现,更好地满足客户的需求,使制造业更加先进和可持续。
快速成型技术
其在处理速度上都可以很好的满足需求,而且时间跨度不大,有利于实现产品开发的高速闭环反馈。 其二:集成化,快速成型技术使得设计环节和制造环节达到了很好的统一,我们知道在快速 成型的操作过程中,计算机中
的CAD模型数据会通过软件转化的方式,自动生成数控指令,依据数据的转化实现对于部件的合理加工。由此看来设计和 制造之间的鸿沟不再存在,达到了高度的集约化。 其三:适用性,快速成型技术,适翻分层技术制造工艺,将复杂的三维切成二维来处理,极大的简化了加工流程,在不存 在三维刀具的干涉的前提下,高效的处理好复杂的中空结构。无论是从理论上来讲,还是从实践上来讲,其技术的适用性 可以应对任何的复杂构件制造。 其四:可调整性,快速成型技术,即真正意义上的数字化系统,是制造业中的利器,我们操作员仅仅需要合理设置一下相 关的参数和属性, 就可以有针对性的处理好各种产品的样品制造和小批量生产;而且在此过程中,保证了成型过程的柔韧 性。 其五:自动化,快速成型技术,实现了完全的自动化成型,只要操作人员输入相关的参数,在不需要多少干涉的情况下,实 现整个过程的自动运行。
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。
快速成型技术
知识创造未来
快速成型技术
快速成型技术(Rapid Prototyping,RP)是一种快速制造技术,又称为3D打印技术。
它利用计算机辅助设计(CAD)文件为基础,通过逐层堆积材料以构建三维实体模型。
快速成型技术的原理是将CAD文件切割为一系列薄片,并逐层堆积材料形成实体模型。
常用的堆积方式包括层叠堆积、液体固化和粉末烧结等。
材料可以是塑料、金属、陶瓷等。
快速成型技术具有快速、灵活、低成本等优点。
它可以迅速制造出产品的样品,帮助设计师进行实物验证和功能测试。
同时,快速成型技术也可以用于批量生产少量产品或个性化定制产品。
目前,快速成型技术已广泛应用于各个领域,包括汽车、航空航天、医疗器械、消费品等。
它在产品开发和制造过程中起到了重要的作用,提高了设计效率和产品质量,同时缩短了产品上市时间。
1。
快速成型技术
快速成型技术(RP)的成型过程
快速成型技术(RP)的成型过程:
首先建立目标件的三维计算机辅助设计(CAD 3D)模型,
设计
设计
快
铸造 锻压 焊接
模具
模具
速
毛坯
成
去
(大于工件)
形
除
半成品
加
半成品
工
工件
样品
模具
a)
b)
传统加工与快速成型比较
快速成型技术(RP)的定义
快速成型技术(Rapid Prototyping & Manufacturing, 缩写为(RP) 技术,又叫快速原型技术。
RP技术是将计算机辅助设计(CAD) 、计算机辅助制造(CAM) 、计 算机数控技术(CNC) 、材料学和激光结合起来的综合性造型技术。
快速成型技术 (RP)
快速成型技术(RP)的起源
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AlanJ. 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),各自独立地首次提出了RP的 概念,即利用连续层的选区固化制作三维实体的新思想。 Charles W. Hull在UVP的资助下,完成了第1个RP系统Stereo lithography Apparatus (SLA),并于1986年获得专利,这是RP发展的一个里程碑。随后许多 快速成形概念、技术及相应的成形机也相继出现。
快速成型的技术ppt课件
• 该工艺的特点是成形速度快,成形材料价格低,适合做 桌面型的快速成形设备。并且可以在粘结剂中添加颜料, 可以制作彩色原型,这是该工艺最具竞争力的特点之一, 有限元分析模型和多部件装配体非常适合用该工艺制造。 缺点是成形件的强度较低,只能做概念型使用,而不能做 功能性试验。
• 三维印刷(3DP)--高速多彩的快速成型工艺
料(ABS等)、陶瓷粉、金属粉、砂等,可以在航空,机 械,家电,建筑,医疗等各个领域应用。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
• 主要工艺:
•
RP技术结合了众多当代高新技术:计算机辅助设计、
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 )-制作大型铸件的快速成型工艺
快速成型技术
快速成型技术(RPM)快速成型技术(RPM)是集CAD/CAM技术、激光加工技术、数控技术和新材料等技术领域的最新成果于一体的零件原型制造技术。
它不同于传统的用材料去除方式制造零件的方法,而是用材料一层一层积累的方式构造零件模型.它利用所要制造零件的三维CAD模型数据直接生成产品原型,并且可以方便地修改CAD模型后重新制造产品原型.由于该技术不像传统的零件制造方法需要制作木模、塑料模和陶瓷模等,可以把零件原型的制造时间减少为几天、几小时,大大缩短了产品开发周期,减少了开发成本。
随着计算机技术的决速发展和三维CAD软件应用的不断推广,越来越多的产品基于三维CAD设计开发,使得快速成型技术的广泛应用成为可能。
快速成形技术已广泛应用于宇航、航空、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型(雕刻)、建筑模型、机械行业等领域.快速成型制造技术(Rapid Prototyp ingManufac2turing, RPM) ,就是根据零件的三维模型数据,迅速而精确地制造出该零件。
它是在20世纪80年代后期发展起来的,被认为是最近20年来制造领域的一次重大突破,是目前先进制造领域研究的热点之一.快速成型制造技术是集CAD技术、数控技术、激光加工、新材料科学、机械电子工程等多学科、多技术为一体的新技术。
传统的零件制造过程往往需要车、钳、铣、磨等多种机加工设备和各种夹具、刀具、模具,制造成本高,周期长,对于一个比较复杂的零件,其加工周期甚至以月计,很难适应低成本、高效率的加工要求。
快速成型制造技术能够适应这种要求,是现代制造技术的一次重大变革1。
快速成型技术原理与特点随着CAD建模和光、机、电一体化技术的发展,快速成型技术的工艺方法发展很快。
目前已有光固法(SLA )、层叠法(LOM) 、激光选区烧结法(SLS)、熔融沉积法(FDM) 、掩模固化法( SGC) 、三维印刷法( TDP)、喷粒法(BPM)等10余种。
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。
快速成型技术概述
快速成型技术概述
快速成型技术是一种用于生产快速成型零件的制造技术,它能够使用多种不同的材料,在短时间内产生复杂形状的平面或立体物品。
快速成型技术可以大大减少制造时间,提高生产效率,大大降低成本,并提供更多的可能性来实现复杂的设计。
快速成型技术主要有三类:3D打印,热成型和激光熔融成形。
3D打印技术是一种基于数字模型的直接成型技术,用于制造复杂的塑料零件。
它是一种层层堆积的3D打印技术,通过连续堆积多层薄膜的方式在物料上建立3D零件的模型,从而直接制作出3D零件。
热成型技术是用热力加工膜材,使材料形状发生变形,从而制造出所需的三维形状的一种成型技术。
它是一种快速、简单、经济的加工技术,热成型技术用于制造塑料、橡胶、金属、纤维等多种材料的形状。
激光熔融成型技术是一种采用激光技术,将金属粉末逐层熔融成形的成型加工技术。
它通过激光产生高温熔融,从而将金属粉末熔融到形状模具中,形成三维零件。
FDM快速成型技术及其应用
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4、医疗行业:在医疗领域,FDM技术被用于制造人体植入物、医疗器械等。 由于其制造的材料安全、无毒,且精度高,使得FDM成为医疗行业的重要选择。
5、教育行业:在教育领域,FDM技术常被用于教学示范和实验中,通过打印 出三维模型来帮助学生更好地理解复杂的概念和结构。此外,学生也可以使用 FDM技术来制作自己的设计项目,提高实践能力和创新思维。
六、未来展望
随着科技的快速发展和社会的不断进步,我们期待快速成型技术能够在以下 几个方面有所突破:首先,设备的效率和稳定性还有待提高,以提高生产效率和 质量;其次,材料的种类和性能需要进一步拓展和优化,以满足不同应用场景的 需求;最后,我们期待这种技术能够更好地融入环保理念,以实现可持续的制造 和发展。
(4)材料广泛:光敏树脂种类繁多,可以满足各种不同类型制品的需求。
2、不足
然而,光固化快速成型技术也存在以下不足之处:
(1)成本较高:光固化快速成型技术的设备、材料和维护成本较高,限制 了其广泛应用。
(2)技术难度较大:光固化快速成型技术的技术门槛较高,需要专业人员 进行操作和维护。
(3)环境影响:光固化过程会产生有害的紫外光和挥发性有机化合物,对 环境和操作者的健康有一定影响。
8、环保行业:在环保领域,FDM技术提供了一种可持续的制造方法。通过使 用可降解或可回收的材料进行打印,可以减少废弃物的产生和对环境的影响。此 外,FDM技术还可以用于制造环保设备零件等。
9、科研领域:在科学研究领域,FDM技术常被用于制造实验模型和测试样品。 例如在材料科学中,研究人员可以使用FDM来制造不同材料的复合结构以研究其 物理和化学性能。此外在生物学领域,FDM技术也被用于制造生物组织的复杂结 构以研究其生长和发育的机制。
快速成型技术
谢谢
Thanks for you attenti速成型技术简介 • 二. 快速成型技术的现状及其应用 • 三. 快速成型技术展望
一.快速成型技术简介
什么是快速成型技术?
答:快速成型技术是在现代 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 型系统因所用成型材料不同,成 型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”, 类似于数学上积分过程。
快速成型的种类
• • • • 1.分层实体制造 2.选区激光烧结 3.熔丝沉积制造 4.三维印刷
二. 快速成型技术的现状及其应用
• 快速成型技术的核心竞争力是其制造成本 低和市场响应速度快。 • 生产厂家基于利润和速度的考量,使得快 速成型技术得以迅速发展和推广使用。
快速成型技术的应用
• 1.设计和功能验证 • 通过快速成型技术可以快速制作产品的 物理模型,以验证设计人员的构思,发现 产品设计中存在的问题。从而 迅速完善产 品的结构和性能、相应的工艺及所需模具 的设计。
RP原型 砂套造型
灌陶瓷浆料
结胶硬化
清理抛光
合箱浇注
喷烧
起模
• 小结:目前国内外快速成型技术研究、开 发的重点是其基本理论、新的快速成型方 法、新材料开发、模具制造技术、金属零 件的直接制造以及生物技术与工程的开发 与应用。
三. 快速成型技术展望
• 1.金属零件、功能梯度零件的直接快速成型 制造技术。 • 2.概念创新与工艺改进。 • 3.优化数据处理技术。 • 4.开发专用快速成型设备。 • 5.成型材料系列化、标准化。 • 6.拓展新的应用领域。
• 2.非功能性样品制作 • 在新产品正式投产之前或按照订单制造时, 需要制作产品的展览样品或摄制产品样本 照片。采用快速成型是最为理想的方法。
快速成型技术概述
三、快速成型技术的特点 优点: • 制造任意复杂的三维几何实体。 • 快速成型产品单价与原型的复杂程度和制造 数量无关。 • 高度的柔性。 • பைடு நூலகம்型的快速性 • 信息过程和材料过程一体化。 • 技术的高度集成。
缺点: • 成型后的残余应力难以消除。 • RP技术能够处理的材料种类有限。 • 成型材料和设备价格高 • 只适用小批量生产 • 成型精度和速度不够。
四、快速成型制造工艺分类 按制造工艺原理分:
1)光固化成型(SLA)★ 2)分层实体制造(LOM) 3) 选择性激光烧结(SLS) 4) 熔融沉积制造(FDM) 5) 三维打印(3DP)
五、快速成型技术的应用:
1、在新产品研发中的应用: • 概念模型的可视化、设计评价。 • 结构设计验证与装配干涉校验。 • 性能和功能测试 2、在模具中的应用:(RT—快速模具制造) • 直接快速模具制造(树脂模、陶瓷模、金属模) • 间接快速模具制造(软质模具—硅胶模具、环氧 树脂、低熔点合金模具;硬质模具—精密铸造、 熔模铸造法、电火花加工等)。
3.在快速铸造中的应用 利用快速成型技术直接制造铸造用的蜡膜、消 失模、模样、模板、型芯或型壳等。
4.在艺术领域的应用 工艺品的制造和古文物的仿制。 • 在艺术家的创作中的应用,把创作灵感变成成品, 可以进行修改。 • 在珍稀艺术品复制或修复中的应用。 5.在医学领域的应用 • 设计和制作可植入假体 • 外科手术规划
六、快速成型技术的现状和发展趋势 现状: 快速成型技术工艺日趋成熟。 在功能上从原型制造到批量定制发展; 在应用上集中在产品的设计、测试、装配。 从RP—RM的转变。 发展趋势: 1.材料成型和材料制备 2.生物制造和生长成型 3.计算机外设和网络制造 4.快速成型与微纳米制造 5.直写技术与信息处理
快速成型技术的种类
快速成型技术的种类
快速成型技术是一种通过计算机辅助设计和制造的方法,可以快速制造出复杂的三维模型。
这种技术已经被广泛应用于各种领域,包括汽车、医疗、航空航天等。
本文将介绍几种常见的快速成型技术。
1. 光固化技术
光固化技术是一种通过紫外线或激光束将液态光敏树脂固化成固体的方法。
这种技术可以制造出非常精细的模型,适用于制造小型零件和精密零件。
光固化技术的优点是制造速度快,精度高,但成本较高。
2. 熔融沉积技术
熔融沉积技术是一种通过将熔融材料喷射到建模平台上,逐层堆积成三维模型的方法。
这种技术适用于制造大型零件和复杂零件。
熔融沉积技术的优点是制造速度快,成本低,但精度较低。
3. 熔融层压技术
熔融层压技术是一种通过将熔融材料喷射到建模平台上,然后用热压力将其压缩成固体的方法。
这种技术适用于制造大型零件和复杂零件。
熔融层压技术的优点是制造速度快,成本低,精度高。
4. 粉末烧结技术
粉末烧结技术是一种通过将金属或陶瓷粉末喷射到建模平台上,然后用激光束或电子束将其烧结成固体的方法。
这种技术适用于制造金属和陶瓷零件。
粉末烧结技术的优点是制造速度快,成本低,精度高。
快速成型技术已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
随着技术的不断发展,这些技术将会越来越成熟,应用范围也会越来越广泛。
先进制造技术——快速成型技术-PPT
FDM 原理 图
二、特点
优点:
1、采用热熔挤压头专利技术,系统结构原理和操作简 单,且使用无毒的原材料,设备可安装在办公环境中。
2、成型速度快。不需要SLA中的刮板工序。 3、用蜡成型的零件原型,可以直接用于熔模铸造。 4、可以成型任意复杂程度的零件。如复杂的内腔、孔 等。 5、原材料在成型过程中无化学变化,制件的翘曲变形 小。 6、原材料利用率高。 7、支撑去除简单。
快速成形技术
概述:
快速成形技术(Rapid Prototyping,简称RP)20世 纪80年代发展起来的,它综合了机械工程、CAD、 数控技术、激光技术及材料科学技术,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,从而大大缩短产品的研 制周期。因而,被认为是近20来制造领域的一个重 大突破。影响力与数控技术相当。
SLS工艺是利用粉末材料(金属粉末或非金属粉末) 在激光照射下烧结的原理,在计算机控制下层层堆积 成形。
SLS原理图
工作台上均匀铺上一 层很薄(0.1~0.2mm) 的粉末,激光束在计算 机的控制下按照零件分 层轮廓有选择性地进行 烧结,一层完成后再进 行下一层烧结。全部烧 结完成后去掉多余的粉 末,再进行打磨、烘干 等处理便获得零件。
又称熔丝沉积,它是将丝状的热熔性材料加热融化, 通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。喷头沿零件截 面轮廓和填充轨迹运动,挤出的材料迅速固化并与周围 材料粘结,层层堆积而成。
主要适用于模具行业新产品开发和医疗、考古等基 于数字成像技术的三维实体模型制造。
FDM工艺由美国学者Dr.Scott Crump于1988年研制 成功,并由美国Stratasys公司推出商品化的机器。1993 年开发第一台FDM1650机型后,先后推出FDM2000、 FDM3000、FDM8000等。
快速成型技术
2)三维模型的近似处理。 由于产品往往有一些不规则的自由曲面,加工前要对模型进行近似处理, 以方便后续的数据处理工作。由于STL格式文件格式简单、实用,目前 已经成为快速成型领域的准标准接口文件。它是用一系列的小三角形平 面来逼近原来的模型,每个小三角形用3个顶点坐标和一个法向量来描 述,三角形的大小可以根据精度要求进行选择。STL文件有二进制码和 ASCll码两种输出形式,二进制码输出形式所占的空间比ASCII码输出 形式的文件所占用的空间小得多,但ASCII码输出形式可以阅读和检查。 典型的CAD软件都带有转换和输出STL格式文件的功能。
2)快速性。通过对一个CAD模型的修改或重组就可获 得一个新零件的设计和加工信息。从几个小时到几十个 小时就可制造出零件,具有快速制造的突出特点。
3)高度柔性。无需任何专用夹具或工具即可完成复杂的 制造过程,快速制造工模具、原型或零件。
4)快速成型技术实现了机械工程学科多年来追求的两 大先进目标.即材料的提取(气、液固相)过程与制造 过程一体化和设计(CAD)与制造(CAM)一体化。
型头(激光头或喷头)按各截面轮廓信息做扫描运动,在工 作台上一层一层地堆积材料,然后将各层相粘结,最终得到 原型产品。
5)成型零件的后处理 从成型系统里取出成型件,进行打磨、抛光、涂挂,或放在 高温炉中进行后烧结,进一步提高其强度。
3、特点
1)可以制造任意复杂的三维几何实体。由于采用离散/堆 积成型的原理.它将一个十分复杂的三维制造过程简化为二 维过程的叠加,可实现对任意复杂形状零件的加工。越是复 杂的零件越能显示出RP技术的优越性此外,RP技术特别适 合于复杂型腔、复杂型面等传统方法难以制造甚至无法制造 的零件。
3)三维模型的切片处理。 根据被加工模型的特征选择合适的加工方向,在成型高度 方向上用一系列一定间隔的平面切割近似后的模型,以便 提取截面的轮廓信息。间隔一般取0.05mm~0.5mm,常 用0.1mm。间隔越小,成型精度越高,但成型时间也越长, 效率就越低,反之则精度低,但效率高。
快速成型技术
快速成型技术快速成型技术简介快速成型技术(Rapid Prototyping Technology-RPT)属于先进制造技术范畴机械工程学科非传统加工工艺(或称为特种加工)是将CAD、CAM、、激光、精密伺服驱动和新材料等先进技术集成的一种全新制造技术。
它通过叠加成型方法可以自动而迅速地将设计的三维CAD模型转化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零件。
与传统的制造方法相比,它具有生产周期短,成本低的优势,并且可以灵活地改变设计方案,实现柔性生产,在新产品的开发中具有广阔的应用前景。
目前世界上投入应用的快速成形的方法有十多种,主要包括立体印刷(SLA-StereoLithgraphy Apparatus)、分层实体制造(LOM-Laminated obxxxxject Manufacturing)、选择性激光烧结(SLS—Selective Laser Sintering)、熔化沉积制造(FDM-Fused Deposition Modeling)、固基光敏液相(SGC-Solid Ground Curing)等方法。
其中选择性激光烧结(SLS)技术具有成型材料选择范围宽、应用领域广的突出优点,得到了迅速发展,正受到越来越多的重视。
SLS方法具有以下的优点:由于粉末具有自支撑作用,不需另外支撑;材料广泛,不仅包括各种塑料材料、蜡和覆膜砂,还可以直接生产金属和陶瓷零件。
且材料可重复使用,利用率高。
快速成型技术工作原理使用CO2 激光器烧结粉末材料(如蜡粉、PS粉、ABS粉、尼龙粉、覆膜陶瓷和金属粉等)。
成型时先在工作台上铺上一层粉末材料激光束在计算机的控制下按照截面轮廓的信息对制件实心部分所在的粉末进行烧结。
一层完成后工作台下降一个层厚再进行下一层的铺粉烧结。
如此循环,最终形成三维产品。
快速成型技术应用选择性激光烧结快速成型(Selective Laser Sintering Rapid Prototyping) 技术(简称SLS技术)由于具有成型材料选择范围宽、应用领域广的突出优点,得到了迅速的发展,正受到越来越多的重视。
快速成型技术方案
快速成型技术方案
快速成型技术(Rapid Prototyping, RP)是一种快速制作三维
物理模型的方法,用于在产品开发过程中快速验证和优化设计。
以下是一些常见的快速成型技术方案。
1. 基于激光烧结的3D打印:使用激光束将粉末材料逐层烧结,从而构建三维模型。
这种方法适用于金属、塑料和陶瓷等多种材料。
2. 光固化3D打印:利用光敏树脂通过紫外线光束逐层固化,
构建模型。
这种方法适用于制作局部细节较为复杂的模型。
3. 熔融沉积3D打印:将材料加热至熔融状态后通过挤出头喷
射或滴注的方式逐层堆积。
这种方法适用于金属和塑料等材料。
4. 粉末熔融3D打印:将粉末材料通过热源加热至熔融状态后
通过喷头喷射到基板上,逐层堆积。
这种方法适用于金属材料的制作。
5. 线条熔融3D打印:使用金属丝或塑料线条通过加热源加热
至熔化状态,通过控制喷头的移动轨迹逐层堆积。
这种方法适用于金属和塑料等材料。
6. CNC加工:利用数控机床以三维坐标系控制刀具进行切削,将零件从固态材料中削减出来。
这种方法适用于金属和塑料等材料。
7. 快速硅胶模具制作:通过3D打印或其他快速成型技术制作模型原型,再通过注塑或浇铸等方法制作硅胶模具,用于快速复制多个产品原型。
以上是一些常见的快速成型技术方案,具体选择哪种技术要根据零件的要求、材料的特性和制造成本等因素进行综合考虑。
快速成型技术
现代设计与加工方法——快速成型技术快速成型技术(Rapid Prototyping & Manufacturing, 缩写为RP)是二十世纪八十年代末九十年代初兴起并迅速发展起来的新的先进制造技术. 其特点是可以不需机加工设备或者模具即可快速制造形状极为复杂的工件,从而在小批量产品生产或新产品试制时节省时间和初始投资.快速成型技术(RP)的成型原理是基于离散-叠加原理而实现快速加工原型或零件。
这里所说的快速加工原型是指能代表一切性质和功能的实验件,一般数量较少,常用来在新产品试制时作评价之用. 而这里所说的快速成型零件是指最终产品,已经具有最佳的特性,功能和经济性.快速成型技术(RP)的成型过程: 首先建立目标件的三维计算机辅助设计(CAD 3D)模型, 然后对该实体模型在计算机内进行模拟切片分层,沿同一方向(比如Z轴)将CAD实体模型离散为一片片很薄的平行平面; 把这些薄平面的数据信息传输给快速成型系统中的工作执行部件,将控制成型系统所用的成型原材料有规律地一层层复现原来的薄平面, 并层层堆积形成实际的三维实体,最后经过处理成为实际零件。
经过20多年的发展, 快速成型技术(RP)有较大发展, 应用非常广泛,尤其在汽车制造,航天航空,建筑,家电,卫生医疗及娱乐等领域有强大的应用.快速成型技术优点快速成型技术优点:不同于传统成型加工方法,利用RP技术加工零件,不需要刀具和模具,而是利用光、热、电等手段,通过固化、烧结、聚合等作用,实现材料的堆积,并从液态、粉末态过渡到实体状态从而完成造型过程。
技术集成程度高,从CAD数据到物理实体转换过程快,周期短,成本低。
快速制模是寻求更快更好地开发新产品的一种强有力手段。
现在和将来,使用快速制模,采用客户所希望的材料来制造零件,都可以大幅度减少零件的交货时间。
目前,扩大快速制模的应用范围可能还存在一些问题,但是快速制模进一步更大范围的应用,必将成为一种强大的。
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快速成型在新产品研发中的应用
1.概念模型的可视化、设计评价
2.结构设计验证与装配干涉校验
3.性能和功能测试
1.概念模型的可视化、设计评价
2.结构设计验证与装配干涉校验
车灯快速成型样件性能测试
汽车前保险杠
3.性能和功能测试
快速成型在模具制造中的应用
传统模具制造的方法很多,如数控铣削加工、成形 磨削、电火花加工、线切割加工、铸造模具、电解加工、 电铸加工、压力加工和照相腐蚀等。由于这些工艺复杂、 加工周期长、费用高而影响了新产品对于市场的响应速 度。而传统的快速模具(例如中低熔点合金模具、电铸 模、喷涂模具等) 因其工艺粗糙、精度低、寿命短,很 难完全满足用户的要求。
2)三维模型的分层处理
3)层层制造,堆积成型
根据切片处理的截面轮廓,在计算机控制 下,相应的成型头(激光头或喷头)按各截面轮廓 信息作扫描运动,在工作台上一层一层地堆积材 料,然后将各层粘结,最终得到原型产品。
4)后处理
从成型系统里取出成型件,进行剥离、后 固化、修补、打磨、抛光、涂挂等处理,降低其 表面粗糙度,提高强度等。
快速成型技术的特点
1)可以制造任意复杂的三维几何实体。 2)快速成型产品单价与原型的复杂程度和原型的制造数 量均无关。 3)高度的柔性。 4)成型的快速性。 5)成型过程中信息过程和材料过程的一体化,尤其适合 成型材料为非均质并具有功能梯度或有孔隙要求的原型。 6)技术的高度集成性。
1)可以制造任意复杂的三维几何实体
2)快速成型制造技术在珍稀艺术品复制或修复中的应用: 在考古及保存过程中都可能造成艺术品破损,传统的人 工修复方法要求修复人员有高超的技艺和丰富的经验, 且往往要花费较长的时间。
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快速成型在医学领域的应用
1.设计和制作可植入假体 2.外科手术规划
2.外科手术规划
8.2 光敏树脂液相固化成型SL
8.1 概述
什么是快速成型RP(RAPID PROTOTYPING)?
快速成型又称快速原型,原型是被仿制或 研制的第一个模型或最原始的模型。要求原型尽 可能与样品相像,能精确地再现样品的形状。
RP就是可以不用模具也可制作模型的 技术,可制作出任意复杂形状或极细微结 构,不用分割。
典型成型方式
光敏树脂液相固化成型
SL基本原理
光敏树脂液相固化成型的基本原理
液槽中盛满液相光敏树脂,激光束在偏 转镜作用下,在液体表面扫描,扫描的轨 迹和有无由计算机控制,光点扫描到的地 方,液体就固化。
快速模具制造(Rapid Tooling,简称RT)技术是用 快速成型技术及相应的后续加工来快速制作模具的技术。 应用快速模具制造技术制造模具,在最终生产模具开模 之前进行新产品试制与小批量生产,可以大大提高产品 开发的一次成功率,制造周期仅为原来的1/3~1/10, 生产成本仅为原来的1/3~1/5,这些优点使RT技术具 有很好的发展条件。由于市场需求旺盛,许多公司都研 制出RT 新工艺、新设备,并且取得了良好的经济效益。 由于这些技术中高新技术的含量高,并且涉及许多科技 领域,解决了以前难以解决甚至认为是不可能解决的技 术难题,所以得到了广泛的关注。 快速模具制造技术在快速成型技术领域中,发展 最迅速,产值增长最明显。
4)ห้องสมุดไป่ตู้型的快速性
从CAD设计到原型(或零件)加工完毕,只需 几十分钟至几十小时,能够适应现代竞争激烈的 产品市场。
6)技术的高度集成性
RP技术与逆向工程、CAD技术、网络技术 等相结合,实现了设计制造的高度集成,成为产 品快速开发的有力工具。
快速成型技术的应用
目前,就RP技术的发展水平而言,在国内 主要是应用于新产品(包括产品的更新换代)开 发的设计验证和模拟样品的试制上,即完成从产 品的概念设计(或改型设计)——造型设计—— 结构设计——基本功能评估——模拟样件试制这 段开发过程。但实际上,快速成型技术应用的领 域几乎包括了制造领域的所有行业,以及医疗、 人体工程、文物保护等领域。
4)后处理。
1)产品CAD实体模型的构建
由于RP系统是由三维CAD模型直接驱动,因此首 先要构建成型产品的三维CAD模型。三维CAD模型可 以利用计算机辅助设计软件(如Pro/E,IDEAS,Solid Works,UG等)直接构建;也可以将已有产品的二维图 样进行转换而形成三维模型;或对产品实体进行激光扫 描、CT断层扫描,得到点云数据,然后利用逆向工程 的方法来构造三维模型。由于目前快速成型软件接受的 数据文件一般为STL格式,所以必须对三维模型进行近 似处理,用一系列的小三角形平面逼近原来的模型。一 般的CAD软件都带有转换和输出STL格式文件的功能。
快速成型在艺术领域的应用
1)快速成型制造技术在艺术家创作中的应用:艺术家在 利用陶瓷、玻璃、石材及其他材料进行三维艺术创作时, 从创作灵感的萌发到作品的完成需经历几个月乃至几年 的时间,其中绝大多数时间为创作思想的物化过程,如 力求三维表达的准确而作的逐步修正,艺术品制作过程 中因各种失误造成作品残缺而返工。
选择性激光粉末烧结成型 薄片分层叠加成型
熔丝堆积成型
3D打印快速成型
增 材 加 工
快速成型技术过程示意
分层制造
创建CAD 模型
最终零件
软件分层 或 离散化
逐层制造 直至完成
取出零件 必要的 后处理
快速成型过程
1)产品CAD实体模型的构建。 2)三维模型的分层处理。
3)层层制造,堆积成型。
快速成型在快速铸造中的应用
1.直接成型熔模铸造用蜡模 2.直接成型铸造用可消失模 3.直接成型砂型铸造用砂型(芯)或木模 4.直接成型精密铸造用型壳 5.用快速样件成型方法制造压型
1.直接成型熔模铸造用蜡模
汽车发动机进气歧管
2.直接成型铸造用可消失模
3.直接成型砂型铸造用砂型(芯)或木模
直接制得的铸模
RP技术采用离散/堆积成型的原理,将十分 复杂的三维制造过程简化为二维制造过程的叠加, 越是复杂的零件越能显示RP技术的优越性。
2)快速成型产品单价与原型的复杂 程度和原型的制造数量均无关
3)高度的柔性
成型过程无需专用的工具或夹具即可以完 成任意复杂形状的三维实体的制造,通过对 CAD模型的修改重组就可获得新零件的设计和 加工信息。