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快速成型技术的原理介绍概况

   日期:2019-02-22     浏览:264    评论:0    
核心提示:快速成形(Rapid Prototyping,RP)技术突破了传统的加工模式,是近20年制造技术领域的一次重大突破。快速成形技术与科学计算可
快速成形(Rapid Prototyping,RP)技术突破了传统的加工模式,是近20年制造技术领域的一次重大突破。快速成形技术与科学计算可视化和虚拟现实等技术相结合,为设计者、制造者与用户之间提供了一种可测量、可触摸的新手段。快速成形技术可以自动、快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的原型或直接制造零件(模具),有效地缩短了产品的研发周期,是提高产品质量、缩减产品成本的有力工具。它的核心是基于数字化的新型成形技术。快速成形技术对制造企业的模型、原型及成形件制造方式正产生深远的影响[1]。
快速成形技术及特点
RP系统可分为两大类:基于激光或其他光源的成形技术,如立体光造型(Stereo Lithography,SL)、迭层实体制造(Laminated Object Manufacturing,LOM)、选择性激光烧结(Selected Laser Sintering,SLS)、形状沉积制造(Shape Deposition Manufacturing,SDM)等;基于喷射的成形技术,如熔融沉积制造(Fused Deposition Modeling,FDM)、三维打印制造(Three Dimensional Printing,3DP)等。RP的特点是技术集成度高和生产柔性度高[2]。
国内外快速成形技术现状
1国外快速成形技术现状
美国是世界上最重要的RP设备生产国,其RP发展水平及趋势基本代表了世界的RP发展水平及趋势。
1.1立体光造型
3DSystems公司推出的SLA27000机型扫描速度可达9.52m/s,层厚最小可达0.025mm。AUTOSTRADE公司(日本)开发了以680nm左右波长半导体激光器为光源的RP系统及针对该波长的可见光树脂。提供光固化树脂的有瑞士Ciba公司、日本旭电化公司、美国Dupont公司等。
1.2迭层实体制造
Helisys公司研制出多种LOM工艺用的成形材料,可制造用金属薄板制作的成形件。该公司还与Dayton大学合作开发基于陶瓷复合材料的LOM工艺。苏格兰的Dundee大学使用CO2激光器切割薄钢板,使用焊料或粘接剂制作成形。日本Kira公司PLT2A4成形机采用超硬质刀具切割和选择性粘接的方法制作成形件。澳大利亚的Swinburn工业大学开发了用于LOM工艺的金属-塑料复合材料。
1.3选择性激光烧结
DTM公司推出系列Sinterstation成形及多种成形材料,其中Somos材料具有橡胶特性,耐热、抗化学腐蚀,用该材料制造出了汽车上的蛇形管、密封垫等柔性零件。EOS公司研制了PA3200GF尼龙粉末材料,用其制作的零件具有较高的精度和表面粗糙度。
1.4熔融沉积制造
Stratasys公司推出FDM系列成形机,可使用2个喷头同时造形,制作速度快。该公司推出的使用热塑性塑料的Genisys成形并开发出水溶性支撑材料,解决了复杂及小型孔洞中的支撑材料难以去除的问题。
1.5三维打印
美国的Z Corp与日本的Riken Institute研制出基于喷墨打印技术的、能制作出彩色原型件的RP设备。该系统采用4种不同的颜色,能产生8种不同的色调,原型件可表现出三维空间内的热应力分布情况,切割开原型即可发现原型内的温度和应力变化情况,这对于原型的有限元分析尤其实用。荷兰的TNO和德国的BMT也在研究RP彩色制造技术。
 
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