快速原型制造技术155580
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
国 Helisys 公 司 的 LOM-1050 和 LOM-
2030原型机，日本Kira公司的KSC-50原型机。
现代制造技术
5-8
分层实体制造（LOM）产品的特点
1. 由于LOM工艺只须在片材上切割出零件截面的轮廓， 而不用扫描整个截面，因此工艺简单，成型速度快， 易于制造大型零件；
Mark1000,德 国 EOS公司 的 STEREOS 系列。
08.08.2020
现代制造技术
5-5
立体光刻(SLA)工艺原型的产品特点
照相机激光树脂原型
光鼠 树标 脂外 原壳 型激
08.08.2020
SLA 方 法 是 目 前 快 速 原 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。
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。
商品化，推出SLS Model125原型
机。德国EOS公司和我国的北京
隆源自动原型系统有限公司也分
别推出了各自的SLS工艺原型机。
08.08.2020
现代制造技术
5-11
选择性激光烧结（SLS）的产品特点
1. 材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还 能制造陶瓷、蜡等材料的零件。特别是可 以制造出能直接使用的金属零件。这使 SLS工艺颇具吸引力。
2. 工艺过程中不存在材料相变，因此不易引起翘曲变形， 零件的精度较高，激光切割为0.1mm，刀具切割为 0.15mm；
3. 工件外框与截面轮廓之间的多余材料在加工中起到了 支撑作用，所以LOM工艺无需加支撑；
4. 材料广泛，成本低，用纸制原料还有利于环保； 5. 力学性能差，只适合做外形检查。
08.08.2020
现代制造技术
5-1
快速原型制造的基本过程
➢ CAD建模 ➢ 分层
由CAD软件设计出所 需曲零面件或的实计体算模将（机型三通三维常维模为型Z向沿）一离定散方成向一
➢ 层面信息处理
系列有序的二维层片（习 惯称为分层）
➢ 层面加工与粘接
根据每层轮廓信息， 进行工艺规划，选择
➢ 层层堆积
加工参数，自动生成
1988年美国3D System公司推出的商品化
样机SLA—1，是世界上第一台快速原型技
术 原 型 机 。 目 前 ， SLA 各 型 原 型 机 占 据 着
RP设备市场的较大份额。这种方法的代表
还有日本DMET公司的SOUP系列、D-MEC
公 司 的 SCS 系 列 和 Teijin Seiki 公 司 的
快速原型制造技术
（Rapid Prototype Manufacturing）
本章主要内容：
➢ 快速原型制造的基本过程 ➢ 快速原型制造的主要方法 ➢ 快速原型技术的主要特征 ➢ 对快速原型技术的理解 ➢ 快速原型制造技术的基本概念 ➢ 快速原型制造技术的应用 ➢ 与快速原型制造相关的技术
08.08.2020
➢ 后处理
数控代码 原型机制造一系列层
片并自动将它们联接
清理零件表面，去 起来，得到三维物理
除辅助支撑结构 实体
08.08.2020
现代制造技术
5-2
快速原型制造的主要方法
✓选择性液体固化（SLA） ✓选择性层片粘接（LOM） ✓选择性激光烧结（SLS） ✓熔融沉积原型（FDM）
08.08.2020
结或粘接，如此层层叠加
现代制造技术 为一个三维实体。
5-10
选择性激光烧结工艺 —— SLS
选择性激光烧结（SLS)
(Selective Laser Sintering）， 又称
激光熔结（LF)
(Laser Fusion）。
选择性激光烧结工艺由美国
德克萨斯大学奥斯汀分校于1989
年研制成功，已被美国DTM公司
现代制造技术
5-9
08.08.2020
选择性激光烧结的基本原理
SLS 工 艺 是 利 用 粉 末
状材料原型的。先在工作
台上铺上一层有很好密实
度和平整度的粉末，用高
强度的CO2激光器在上面 扫描出零件截面，有选择
地将粉末熔化或粘接，形
成一个层面，利用滚子铺
粉压实，再熔结或粘接成
另一个层面并与原层面熔
08.08.2020
现代制造技术
5-4
选择性液体固化工艺 —— SLA
立体光刻（SLA —— Stereo
Lithography Apparatus)，又称
立体印刷，光原型
光固化立体造型
(Stereo Lithography),
激光光印刷
（Laser Photolithography), SLA 工 艺 于 1984 年 获 美 国 专 利 ，
现代制造技术
5-3
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。
08.08.2020
现代制造技术
5-7
选择性层片粘接工艺 —— LOM
分层实体制造（LOM ） (Laminated Object Manufacturing)，又称 固体切片制造（SSM） (Solid Slicing Manufacturing)
08.08.2020
LOM工艺由美国Helisys公司于1986年研制成功。 这
2. SLS工艺不需加支撑，因为没有烧结的粉 末起到了支撑的作用。
3. 精度不高。平均精度为
±0.15~±0.2mm，表面粗糙度不好，不
08.宜08.2做020薄壁件；
现代制造技术
5-12
选择性激光烧结（SLS）的产品特点
特点：
1. SLA 工艺原型的零件精度较高， 能达到0.1mm；产品透明美观， 可直接做力学实验。
2. 但这种方法也有自身的局限性， 比如需要支撑、树脂收缩导致 精度下降、光固化树脂价格昂 贵，有一定的毒性；且产品不 能溶解，不利于环保 。
现代制造技术
5-6
选择性层片粘接的基本原理
采用激光或刀具对片材进行切
2030原型机，日本Kira公司的KSC-50原型机。
现代制造技术
5-8
分层实体制造（LOM）产品的特点
1. 由于LOM工艺只须在片材上切割出零件截面的轮廓， 而不用扫描整个截面，因此工艺简单，成型速度快， 易于制造大型零件；
Mark1000,德 国 EOS公司 的 STEREOS 系列。
08.08.2020
现代制造技术
5-5
立体光刻(SLA)工艺原型的产品特点
照相机激光树脂原型
光鼠 树标 脂外 原壳 型激
08.08.2020
SLA 方 法 是 目 前 快 速 原 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。
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。
商品化，推出SLS Model125原型
机。德国EOS公司和我国的北京
隆源自动原型系统有限公司也分
别推出了各自的SLS工艺原型机。
08.08.2020
现代制造技术
5-11
选择性激光烧结（SLS）的产品特点
1. 材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还 能制造陶瓷、蜡等材料的零件。特别是可 以制造出能直接使用的金属零件。这使 SLS工艺颇具吸引力。
2. 工艺过程中不存在材料相变，因此不易引起翘曲变形， 零件的精度较高，激光切割为0.1mm，刀具切割为 0.15mm；
3. 工件外框与截面轮廓之间的多余材料在加工中起到了 支撑作用，所以LOM工艺无需加支撑；
4. 材料广泛，成本低，用纸制原料还有利于环保； 5. 力学性能差，只适合做外形检查。
08.08.2020
现代制造技术
5-1
快速原型制造的基本过程
➢ CAD建模 ➢ 分层
由CAD软件设计出所 需曲零面件或的实计体算模将（机型三通三维常维模为型Z向沿）一离定散方成向一
➢ 层面信息处理
系列有序的二维层片（习 惯称为分层）
➢ 层面加工与粘接
根据每层轮廓信息， 进行工艺规划，选择
➢ 层层堆积
加工参数，自动生成
1988年美国3D System公司推出的商品化
样机SLA—1，是世界上第一台快速原型技
术 原 型 机 。 目 前 ， SLA 各 型 原 型 机 占 据 着
RP设备市场的较大份额。这种方法的代表
还有日本DMET公司的SOUP系列、D-MEC
公 司 的 SCS 系 列 和 Teijin Seiki 公 司 的
快速原型制造技术
（Rapid Prototype Manufacturing）
本章主要内容：
➢ 快速原型制造的基本过程 ➢ 快速原型制造的主要方法 ➢ 快速原型技术的主要特征 ➢ 对快速原型技术的理解 ➢ 快速原型制造技术的基本概念 ➢ 快速原型制造技术的应用 ➢ 与快速原型制造相关的技术
08.08.2020
➢ 后处理
数控代码 原型机制造一系列层
片并自动将它们联接
清理零件表面，去 起来，得到三维物理
除辅助支撑结构 实体
08.08.2020
现代制造技术
5-2
快速原型制造的主要方法
✓选择性液体固化（SLA） ✓选择性层片粘接（LOM） ✓选择性激光烧结（SLS） ✓熔融沉积原型（FDM）
08.08.2020
结或粘接，如此层层叠加
现代制造技术 为一个三维实体。
5-10
选择性激光烧结工艺 —— SLS
选择性激光烧结（SLS)
(Selective Laser Sintering）， 又称
激光熔结（LF)
(Laser Fusion）。
选择性激光烧结工艺由美国
德克萨斯大学奥斯汀分校于1989
年研制成功，已被美国DTM公司
现代制造技术
5-9
08.08.2020
选择性激光烧结的基本原理
SLS 工 艺 是 利 用 粉 末
状材料原型的。先在工作
台上铺上一层有很好密实
度和平整度的粉末，用高
强度的CO2激光器在上面 扫描出零件截面，有选择
地将粉末熔化或粘接，形
成一个层面，利用滚子铺
粉压实，再熔结或粘接成
另一个层面并与原层面熔
08.08.2020
现代制造技术
5-4
选择性液体固化工艺 —— SLA
立体光刻（SLA —— Stereo
Lithography Apparatus)，又称
立体印刷，光原型
光固化立体造型
(Stereo Lithography),
激光光印刷
（Laser Photolithography), SLA 工 艺 于 1984 年 获 美 国 专 利 ，
现代制造技术
5-3
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。
08.08.2020
现代制造技术
5-7
选择性层片粘接工艺 —— LOM
分层实体制造（LOM ） (Laminated Object Manufacturing)，又称 固体切片制造（SSM） (Solid Slicing Manufacturing)
08.08.2020
LOM工艺由美国Helisys公司于1986年研制成功。 这
2. SLS工艺不需加支撑，因为没有烧结的粉 末起到了支撑的作用。
3. 精度不高。平均精度为
±0.15~±0.2mm，表面粗糙度不好，不
08.宜08.2做020薄壁件；
现代制造技术
5-12
选择性激光烧结（SLS）的产品特点
特点：
1. SLA 工艺原型的零件精度较高， 能达到0.1mm；产品透明美观， 可直接做力学实验。
2. 但这种方法也有自身的局限性， 比如需要支撑、树脂收缩导致 精度下降、光固化树脂价格昂 贵，有一定的毒性；且产品不 能溶解，不利于环保 。
现代制造技术
5-6
选择性层片粘接的基本原理
采用激光或刀具对片材进行切