第五章_模具光整加工與模具快速.

1、模具光整加工模具光整加工 5.1模具快速成形技術(shù)模具快速成形技術(shù) 5.2 光整加工是精加工后，在工件上不切除光整加工是精加工后，在工件上不切除或只切除極薄的材料層，以降低表面粗糙度，或只切除極薄的材料層，以降低表面粗糙度，增加表面光澤和強(qiáng)化其表面為主要目的而進(jìn)增加表面光澤和強(qiáng)化其表面為主要目的而進(jìn)行的研磨和拋光加工（簡(jiǎn)稱(chēng)研拋）。行的研磨和拋光加工（簡(jiǎn)稱(chēng)研拋）。 。1光整加工的特點(diǎn)光整加工的特點(diǎn) 光整加工的加工余量小，主要用來(lái)改善表面光整加工的加工余量小，主要用來(lái)改善表面質(zhì)量，少量用于提高加工精度（如尺寸精度、形質(zhì)量，少量用于提高加工精度（如尺寸精度、形狀精度）的加工，但不能用于提高位置精度的加

2、狀精度）的加工，但不能用于提高位置精度的加工。工。 光整加工是用細(xì)粒度的磨料對(duì)工件表面進(jìn)行光整加工是用細(xì)粒度的磨料對(duì)工件表面進(jìn)行微量切削和擠壓的過(guò)程，表面加工均勻，切削力微量切削和擠壓的過(guò)程，表面加工均勻，切削力和切削熱很小，可獲得很高的表面質(zhì)量。和切削熱很小，可獲得很高的表面質(zhì)量。 光整加工屬于微量加工，不能糾正較大的表光整加工屬于微量加工，不能糾正較大的表面缺陷，其加工前要進(jìn)行精加工。面缺陷，其加工前要進(jìn)行精加工。 手工研拋。手工研拋。 擠壓研磨。擠壓研磨。 電化學(xué)研拋。電化學(xué)研拋。 磁力研拋。磁力研拋。 超聲波研拋。超聲波研拋。 玻璃珠噴射研拋。玻璃珠噴射研拋。 2光整加工的方法光整加工

3、的方法 研磨時(shí)，在模具工作表面嵌入或涂覆磨料，研磨時(shí)，在模具工作表面嵌入或涂覆磨料，并添加研磨液與輔助填料，在研具工作表面與工并添加研磨液與輔助填料，在研具工作表面與工件被加工表面間施加一定壓力，使之接觸并作復(fù)件被加工表面間施加一定壓力，使之接觸并作復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)磨料顆粒的微切削作用和研雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)磨料顆粒的微切削作用和研磨液的物理化學(xué)作用，從工件被加工表面切除一磨液的物理化學(xué)作用，從工件被加工表面切除一層極薄的材料，以獲得尺寸精度高，表面粗糙度層極薄的材料，以獲得尺寸精度高，表面粗糙度值低的工件值低的工件. 1研磨的原理研磨的原理 研磨塑性材料時(shí)，研具與工件之間的研磨塑性材料時(shí)，

4、研具與工件之間的磨粒起滑動(dòng)、滾動(dòng)切削作用?；瑒?dòng)切削時(shí)，磨粒起滑動(dòng)、滾動(dòng)切削作用?；瑒?dòng)切削時(shí)，磨料顆粒固定在研具上，靠磨粒在工件上磨料顆粒固定在研具上，靠磨粒在工件上的移動(dòng)進(jìn)行切削；滾動(dòng)切削時(shí)，磨料顆粒的移動(dòng)進(jìn)行切削；滾動(dòng)切削時(shí)，磨料顆?；境首杂蔂顟B(tài)，在研具和磨料之間滾動(dòng)，基本呈自由狀態(tài)，在研具和磨料之間滾動(dòng)，靠滾動(dòng)進(jìn)行切削?？繚L動(dòng)進(jìn)行切削。 研磨脆性材料時(shí)，除上述作用外，在壓研磨脆性材料時(shí)，除上述作用外，在壓力力p p作用下，磨粒顆粒還會(huì)使加工表面產(chǎn)生作用下，磨粒顆粒還會(huì)使加工表面產(chǎn)生裂紋，隨著磨料顆粒運(yùn)動(dòng)，裂紋不斷擴(kuò)大、裂紋，隨著磨料顆粒運(yùn)動(dòng)，裂紋不斷擴(kuò)大、交錯(cuò)，以致形成碎片，最后成為切屑

5、脫離工交錯(cuò)，以致形成碎片，最后成為切屑脫離工件。件。 尺寸精度高。尺寸精度高。 形狀精度高。形狀精度高。 表面表面粗糙度值低。粗糙度值低。 表面耐磨性好。表面耐磨性好。 耐疲勞強(qiáng)度提高。耐疲勞強(qiáng)度提高。 研磨存在一些缺點(diǎn)。勞動(dòng)強(qiáng)度大，研磨研磨存在一些缺點(diǎn)。勞動(dòng)強(qiáng)度大，研磨時(shí)間長(zhǎng)，效率較低；不能提高各表面間的時(shí)間長(zhǎng)，效率較低；不能提高各表面間的位置精度；研磨劑易飛濺，容易污染環(huán)境，位置精度；研磨劑易飛濺，容易污染環(huán)境，使臨近的機(jī)械設(shè)備受到腐蝕。使臨近的機(jī)械設(shè)備受到腐蝕。 2研磨的特點(diǎn)研磨的特點(diǎn) （1）按研磨操作方式劃分）按研磨操作方式劃分 手工研磨。手工研磨。 機(jī)械研磨。機(jī)械研磨。（2）按磨料狀

6、態(tài)劃分）按磨料狀態(tài)劃分 濕研。濕研。 干研。干研。 半干研。半干研。 3研磨加工方法的分類(lèi)及應(yīng)用研磨加工方法的分類(lèi)及應(yīng)用 （1）磨料）磨料 常用的磨料有金剛石、氮化硼、剛玉、碳化常用的磨料有金剛石、氮化硼、剛玉、碳化硅、碳化硼、氧化鐵、氧化鉻等。硅、碳化硼、氧化鐵、氧化鉻等。 （2）研磨液）研磨液 常用的研磨液有煤油、常用的研磨液有煤油、10 # 和和20 # 機(jī)油、工機(jī)油、工業(yè)用甘油、動(dòng)物油等。業(yè)用甘油、動(dòng)物油等。 （3）研磨輔料）研磨輔料 常用的研磨輔料有硬脂酸、油酸、脂肪酸、蜂常用的研磨輔料有硬脂酸、油酸、脂肪酸、蜂蠟、工業(yè)甘油等。蠟、工業(yè)甘油等。4研磨劑研磨劑 （1）手工研具）手工研具

7、 常用的手工研具有研磨砂紙、研磨平常用的手工研具有研磨砂紙、研磨平板、外圓研磨環(huán)、內(nèi)圓研磨芯棒等，板、外圓研磨環(huán)、內(nèi)圓研磨芯棒等， （2）普通油石）普通油石 普通油石一般用于粗研。普通油石一般用于粗研。（3）電動(dòng)拋光機(jī)）電動(dòng)拋光機(jī)5研具研具 （1）研磨運(yùn)動(dòng)軌跡）研磨運(yùn)動(dòng)軌跡（2）研磨壓力）研磨壓力（3）研磨速度）研磨速度（4）研磨余量）研磨余量 （5）研磨時(shí)間）研磨時(shí)間 6研磨工藝參數(shù)研磨工藝參數(shù) 拋光除了可采用研磨工具和拋光機(jī)外，拋光除了可采用研磨工具和拋光機(jī)外，還有一些專(zhuān)用手工拋光工具，如平面拋光還有一些專(zhuān)用手工拋光工具，如平面拋光器、球面拋光器、自由曲面拋光器等。此器、球面拋光器、自由曲

8、面拋光器等。此外，還有配合拋光機(jī)使用的各種拋光磨頭、外，還有配合拋光機(jī)使用的各種拋光磨頭、拋光刷、毛氈或尼龍夾持器等。拋光刷、毛氈或尼龍夾持器等。 1拋光工具拋光工具 （1）“橘子皮”問(wèn)題 拋光時(shí)壓力過(guò)大、拋光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)易出拋光時(shí)壓力過(guò)大、拋光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)易出現(xiàn)這種情況，在拋光表面出現(xiàn)橘子皮狀紋現(xiàn)這種情況，在拋光表面出現(xiàn)橘子皮狀紋路，拋光工件材質(zhì)較軟時(shí)易出現(xiàn)。主要原路，拋光工件材質(zhì)較軟時(shí)易出現(xiàn)。主要原因拋光表面壓力過(guò)大，導(dǎo)致表面產(chǎn)生微小因拋光表面壓力過(guò)大，導(dǎo)致表面產(chǎn)生微小的塑性變形。解決方法是對(duì)工件表面進(jìn)行的塑性變形。解決方法是對(duì)工件表面進(jìn)行硬化處理或采用較軟質(zhì)拋光工具。硬化處理或采用較軟質(zhì)拋光

9、工具。2影響拋光質(zhì)量因素影響拋光質(zhì)量因素 （2）“針孔狀”問(wèn)題 由于工件材料內(nèi)含有雜質(zhì)，拋光時(shí)這些由于工件材料內(nèi)含有雜質(zhì)，拋光時(shí)這些雜質(zhì)從金屬組織中脫離出來(lái)，形成針狀小雜質(zhì)從金屬組織中脫離出來(lái)，形成針狀小坑。解決方法是避免用含氧化物拋光膏進(jìn)坑。解決方法是避免用含氧化物拋光膏進(jìn)行機(jī)械拋光，控制好拋光時(shí)間，換用優(yōu)質(zhì)行機(jī)械拋光，控制好拋光時(shí)間，換用優(yōu)質(zhì)鋼材。鋼材。 拋光過(guò)程中更換磨料粒度時(shí)，應(yīng)清洗干凈，拋光過(guò)程中更換磨料粒度時(shí)，應(yīng)清洗干凈，不能把上一道拋光工序的磨料帶到下一道拋光工不能把上一道拋光工序的磨料帶到下一道拋光工序。序。 每個(gè)拋光工具只能用同一粒度的研磨膏。每個(gè)拋光工具只能用同一粒度的研磨

10、膏。 根據(jù)拋光工具硬度和研磨膏粒度選擇適當(dāng)?shù)膾伕鶕?jù)拋光工具硬度和研磨膏粒度選擇適當(dāng)?shù)膾伖鈮毫?，磨料粒度越?xì)，則拋光壓力應(yīng)越低。光壓力，磨料粒度越細(xì)，則拋光壓力應(yīng)越低。 先拋光工件的角部、凸臺(tái)、邊緣及較難拋光先拋光工件的角部、凸臺(tái)、邊緣及較難拋光部位，最終拋光方向應(yīng)與模具開(kāi)啟方向一致。對(duì)部位，最終拋光方向應(yīng)與模具開(kāi)啟方向一致。對(duì)于尖銳的邊緣和角，宜采用較硬的拋光工具。于尖銳的邊緣和角，宜采用較硬的拋光工具。 3拋光工藝拋光工藝 又稱(chēng)又稱(chēng)“電解拋光電解拋光”，是利用金屬在電解液中，是利用金屬在電解液中的電化學(xué)陽(yáng)極溶解現(xiàn)象，使工件表面溶解形成光的電化學(xué)陽(yáng)極溶解現(xiàn)象，使工件表面溶解形成光滑表面的一種拋

11、光方法，其原理如圖滑表面的一種拋光方法，其原理如圖5-55-5所示。所示。 電化學(xué)拋光后表面粗糙度一般可達(dá)電化學(xué)拋光后表面粗糙度一般可達(dá)Ra = 0.1 m，還可改善工件表面的物理性能，但不適用于形狀還可改善工件表面的物理性能，但不適用于形狀和尺寸加工。和尺寸加工。1電化學(xué)拋光電化學(xué)拋光 其特點(diǎn)如下。其特點(diǎn)如下。 電解拋光不受工件材質(zhì)和性能的限制，硬質(zhì)電解拋光不受工件材質(zhì)和性能的限制，硬質(zhì)合金、粉末冶金、淬火鋼、不銹鋼、耐熱鋼等都合金、粉末冶金、淬火鋼、不銹鋼、耐熱鋼等都可進(jìn)行拋光。可進(jìn)行拋光。 電解拋光后，在工件表面常常生成致密、牢電解拋光后，在工件表面常常生成致密、牢固的氧化膜，可提高工件

12、表面的耐蝕性能，不產(chǎn)固的氧化膜，可提高工件表面的耐蝕性能，不產(chǎn)生新的變質(zhì)層及表面殘余應(yīng)力。生新的變質(zhì)層及表面殘余應(yīng)力。 拋光效率高，如拋光余量為拋光效率高，如拋光余量為0.100.100.150.15mmmm時(shí)，電解拋光時(shí)間為時(shí)，電解拋光時(shí)間為10101515minmin，是，是手工拋光效率的幾倍。手工拋光效率的幾倍。 工藝簡(jiǎn)單，操作容易，設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝簡(jiǎn)單，操作容易，設(shè)備簡(jiǎn)單，投資小。投資小。 電解磨削拋光是將金屬的電化學(xué)陽(yáng)極電解磨削拋光是將金屬的電化學(xué)陽(yáng)極溶解作用和機(jī)械磨削作用相結(jié)合的一種磨溶解作用和機(jī)械磨削作用相結(jié)合的一種磨削工藝。它是靠金屬的溶解（占削工藝。它是靠金屬的溶解（占95%9

13、5%98%98%）和機(jī)械磨削（占和機(jī)械磨削（占2%2%5%5%）的綜合作用來(lái)實(shí)）的綜合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)加工的，其加工原理如圖現(xiàn)加工的，其加工原理如圖5-65-6所示。所示。 2電解磨削拋光電解磨削拋光 電解磨削拋光特點(diǎn)如下。電解磨削拋光特點(diǎn)如下。 加工范圍廣，生產(chǎn)效率高。加工范圍廣，生產(chǎn)效率高。 加工精度高，表面質(zhì)量好。加工精度高，表面質(zhì)量好。 砂輪磨損量小。砂輪磨損量小。 電解磨削拋光裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，工電解磨削拋光裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，工作電壓低，電解液無(wú)毒，適于拋光尺寸要求不太作電壓低，電解液無(wú)毒，適于拋光尺寸要求不太嚴(yán)格的塑料模、壓鑄模、橡膠模等。嚴(yán)格的塑料模、壓鑄模、橡膠模等。 電

14、解磨削拋光的局限性。拋光后質(zhì)電解磨削拋光的局限性。拋光后質(zhì)量不高，且殘留氧化膜，所以拋光后仍需量不高，且殘留氧化膜，所以拋光后仍需手工拋光處理；電解磨削拋光模具刃口時(shí)，手工拋光處理；電解磨削拋光模具刃口時(shí)，不易磨得非常鋒利。不易磨得非常鋒利。 超聲波拋光是利用超聲波能傳遞高能量的特超聲波拋光是利用超聲波能傳遞高能量的特性，通過(guò)產(chǎn)生超聲振動(dòng)的裝置，帶動(dòng)工具端面作性，通過(guò)產(chǎn)生超聲振動(dòng)的裝置，帶動(dòng)工具端面作超聲頻振動(dòng)，迫使工具和工件間的磨料懸浮液撞超聲頻振動(dòng)，迫使工具和工件間的磨料懸浮液撞擊被加工部位而實(shí)現(xiàn)加工的一種方法。超聲波拋擊被加工部位而實(shí)現(xiàn)加工的一種方法。超聲波拋光適合于脆硬材料的拋光，其基

15、本原理如圖光適合于脆硬材料的拋光，其基本原理如圖5-75-7所示。所示。3超聲波拋光超聲波拋光 超聲波拋光有如下特點(diǎn)。超聲波拋光有如下特點(diǎn)。 超聲波拋光適用于加工各種硬脆材料，特別超聲波拋光適用于加工各種硬脆材料，特別是不導(dǎo)電的非金屬材料，如玻璃、陶瓷、石英、是不導(dǎo)電的非金屬材料，如玻璃、陶瓷、石英、金剛石等。金剛石等。 超聲波拋光設(shè)備簡(jiǎn)單，使用和維修方便，可超聲波拋光設(shè)備簡(jiǎn)單，使用和維修方便，可用比工件軟的材料做成形狀復(fù)雜的拋光工具，且用比工件軟的材料做成形狀復(fù)雜的拋光工具，且加工時(shí)工具和工件間不需作復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)即可加工時(shí)工具和工件間不需作復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)即可對(duì)復(fù)雜型面、型腔進(jìn)行拋光。對(duì)復(fù)雜

16、型面、型腔進(jìn)行拋光。 對(duì)材料的作用力和熱影響力小，不對(duì)材料的作用力和熱影響力小，不會(huì)產(chǎn)生變形、燒傷和變質(zhì)層，可以拋光薄會(huì)產(chǎn)生變形、燒傷和變質(zhì)層，可以拋光薄壁、薄片、窄縫及低剛度零件，加工精度壁、薄片、窄縫及低剛度零件，加工精度可達(dá)可達(dá)0.010.010.020.02mmmm，表面粗糙度，表面粗糙度R Ra a值可達(dá)值可達(dá)0.630.630.080.08 m m。 又稱(chēng)磨料流動(dòng)加工，是利用一種將磨料和黏又稱(chēng)磨料流動(dòng)加工，是利用一種將磨料和黏度大的有機(jī)高分子介質(zhì)混合組成的油泥狀研磨拋度大的有機(jī)高分子介質(zhì)混合組成的油泥狀研磨拋光劑，在壓力作用下通過(guò)被加工表面，由磨料的光劑，在壓力作用下通過(guò)被加工表面

17、，由磨料的刮削作用去除被加工表面的微觀不平材料的工藝刮削作用去除被加工表面的微觀不平材料的工藝方法。擠壓研磨拋光原理如圖方法。擠壓研磨拋光原理如圖5-8所示。所示。 4擠壓研磨拋光擠壓研磨拋光 擠壓研磨拋光具有如下特點(diǎn)。擠壓研磨拋光具有如下特點(diǎn)。 使用范圍廣。由于研磨拋光劑是一種半使用范圍廣。由于研磨拋光劑是一種半流體狀的黏性物質(zhì)，可以通過(guò)任何復(fù)雜的流體狀的黏性物質(zhì)，可以通過(guò)任何復(fù)雜的被加工表面。同時(shí)加工材料范圍廣，金屬被加工表面。同時(shí)加工材料范圍廣，金屬材料、陶瓷及硬塑料等都可加工。材料、陶瓷及硬塑料等都可加工。 加工質(zhì)量好。這是由于刮削均勻性好，可加工質(zhì)量好。這是由于刮削均勻性好，可去除前

18、工序中形成的表面變質(zhì)層和微觀不平等缺去除前工序中形成的表面變質(zhì)層和微觀不平等缺陷，而不破壞工件原始形狀精度。一般擠壓研磨陷，而不破壞工件原始形狀精度。一般擠壓研磨拋光的尺寸精度可達(dá)拋光的尺寸精度可達(dá)0.010.010.00250.0025mmmm，表面粗糙，表面粗糙度度R Ra a值可達(dá)值可達(dá)0.040.040.0250.025 m m。 加工效率高。擠壓研磨拋光時(shí)間短，一般加工效率高。擠壓研磨拋光時(shí)間短，一般只需幾分鐘至十幾分鐘，是手工研磨效率的只需幾分鐘至十幾分鐘，是手工研磨效率的1010倍倍以上，而且可以實(shí)現(xiàn)多件同時(shí)拋光。以上，而且可以實(shí)現(xiàn)多件同時(shí)拋光。 快速成形基本原理是首先利用計(jì)算機(jī)

19、對(duì)產(chǎn)品快速成形基本原理是首先利用計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行三維造型，然后進(jìn)行平面分層處理，再零件進(jìn)行三維造型，然后進(jìn)行平面分層處理，再由計(jì)算機(jī)控制成形裝置從零件基層開(kāi)始，按每層由計(jì)算機(jī)控制成形裝置從零件基層開(kāi)始，按每層信息控制成形頭逐層選擇性成形和固化材料，得信息控制成形頭逐層選擇性成形和固化材料，得到與計(jì)算機(jī)三維造形相對(duì)應(yīng)的三維實(shí)體，再進(jìn)行到與計(jì)算機(jī)三維造形相對(duì)應(yīng)的三維實(shí)體，再進(jìn)行后處理，得到所需制造的零件。后處理，得到所需制造的零件。 1快速成形的原理快速成形的原理 成形材料范圍廣。目前，樹(shù)脂、塑料、紙、成形材料范圍廣。目前，樹(shù)脂、塑料、紙、石蠟、金屬材料、陶瓷及復(fù)合材料都已在快速成石蠟、金屬材

20、料、陶瓷及復(fù)合材料都已在快速成形技術(shù)中得到應(yīng)用。形技術(shù)中得到應(yīng)用。 可進(jìn)行自由制造?？蛇M(jìn)行自由制造。RP采用將三維形體轉(zhuǎn)化為采用將三維形體轉(zhuǎn)化為二維平面分層的制造原理，不受幾何形狀限制，二維平面分層的制造原理，不受幾何形狀限制，能直接制造任意形狀復(fù)雜的制件，并能制造復(fù)合能直接制造任意形狀復(fù)雜的制件，并能制造復(fù)合材料的制件。材料的制件。 加工效率高。加工效率高。 2快速成形的特點(diǎn)快速成形的特點(diǎn) 目前，快速成形技術(shù)已有幾十種，根據(jù)成形目前，快速成形技術(shù)已有幾十種，根據(jù)成形方式大致可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是基于激光或其他光方式大致可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是基于激光或其他光源的成形技術(shù)，如立體平板印刷（源的成形技術(shù)，

21、如立體平板印刷（SLA）、疊層）、疊層實(shí)體制造（實(shí)體制造（LOM）、選擇性激光燒結(jié)（）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）等；）等；另一類(lèi)是基于噴射的成形技術(shù)，如熔融沉積成形另一類(lèi)是基于噴射的成形技術(shù)，如熔融沉積成形（FDM）、三維印刷等。）、三維印刷等。 （1）成形原理）成形原理 首先采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)構(gòu)建零件的首先采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)構(gòu)建零件的CAD三維三維立體模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)模型進(jìn)行平面分層，立體模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)模型進(jìn)行平面分層，提取每一層截面的形狀信息。然后由激光發(fā)生器提取每一層截面的形狀信息。然后由激光發(fā)生器1發(fā)出激光束發(fā)出激光束2，按照截面的形狀數(shù)據(jù)，從基層形，按照截面的形狀數(shù)據(jù)，

22、從基層形狀開(kāi)始逐點(diǎn)掃描，如圖狀開(kāi)始逐點(diǎn)掃描，如圖5-9所示。所示。 當(dāng)激光束照射到液態(tài)光敏樹(shù)脂當(dāng)激光束照射到液態(tài)光敏樹(shù)脂6時(shí)，被照射時(shí)，被照射的液態(tài)光敏樹(shù)脂發(fā)生固化反應(yīng)，即可形成一層薄的液態(tài)光敏樹(shù)脂發(fā)生固化反應(yīng)，即可形成一層薄薄的固化層，即零件的截面形狀。薄的固化層，即零件的截面形狀。1立體平板印刷立體平板印刷 （2）立體平板印刷特點(diǎn)）立體平板印刷特點(diǎn) 立體平板印刷的優(yōu)點(diǎn)。制件尺寸精度高，尺寸立體平板印刷的優(yōu)點(diǎn)。制件尺寸精度高，尺寸誤差可控制在誤差可控制在0.10.1mmmm以?xún)?nèi)；表面質(zhì)量好，尤其是上以?xún)?nèi)；表面質(zhì)量好，尤其是上表面非常光滑，可直接制造塑料件；表面非常光滑，可直接制造塑料件；SL

23、ASLA系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定性好，可制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的中空、精細(xì)制件。性好，可制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的中空、精細(xì)制件。 立體平板印刷的局限性。成形時(shí)需要對(duì)整個(gè)二立體平板印刷的局限性。成形時(shí)需要對(duì)整個(gè)二維截面輪廓進(jìn)行掃描固化，成形效率低，設(shè)備昂維截面輪廓進(jìn)行掃描固化，成形效率低，設(shè)備昂貴；制作材料必須是光敏樹(shù)脂，運(yùn)行費(fèi)用很高，貴；制作材料必須是光敏樹(shù)脂，運(yùn)行費(fèi)用很高，且光敏樹(shù)脂性能不如工業(yè)塑料，較脆，易斷裂，且光敏樹(shù)脂性能不如工業(yè)塑料，較脆，易斷裂，不便于機(jī)械加工。不便于機(jī)械加工。2疊層實(shí)體制造疊層實(shí)體制造 （1）成形原理）成形原理 疊層實(shí)體制造加工原理如圖疊層實(shí)體制造加工原理如圖5-11所示，首先所示，首先在供

24、料滾筒在供料滾筒6的作用下，底面涂有熱熔膠和添加的作用下，底面涂有熱熔膠和添加劑的膠紙帶劑的膠紙帶5在工作臺(tái)在工作臺(tái)7上自右向左移動(dòng)預(yù)定的距上自右向左移動(dòng)預(yù)定的距離，同時(shí)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到離，同時(shí)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到Z向預(yù)定位置，再通過(guò)熱向預(yù)定位置，再通過(guò)熱壓輥壓輥4滾動(dòng)來(lái)加熱加壓，使這層紙帶通過(guò)熱熔膠滾動(dòng)來(lái)加熱加壓，使這層紙帶通過(guò)熱熔膠和下層粘接到一起，激光束在控制系統(tǒng)作用下根和下層粘接到一起，激光束在控制系統(tǒng)作用下根據(jù)從構(gòu)建的制件據(jù)從構(gòu)建的制件CAD三維模型中提取想對(duì)應(yīng)層的三維模型中提取想對(duì)應(yīng)層的二維截面輪廓信息切割出二維截面輪廓線，同時(shí)二維截面輪廓信息切割出二維截面輪廓線，同時(shí)為了成形后能夠除去廢料，

25、將無(wú)輪廓區(qū)域切割成為了成形后能夠除去廢料，將無(wú)輪廓區(qū)域切割成小方形網(wǎng)格，完成此層的制作。小方形網(wǎng)格，完成此層的制作。 （2）疊層實(shí)體制造特點(diǎn)）疊層實(shí)體制造特點(diǎn) 疊層實(shí)體制造的優(yōu)點(diǎn)。與疊層實(shí)體制造的優(yōu)點(diǎn)。與SLA相比設(shè)備加工低相比設(shè)備加工低廉，需要的激光器功率小，使用壽命長(zhǎng)，造型材廉，需要的激光器功率小，使用壽命長(zhǎng)，造型材料便宜，因而總的成本低，且不污染環(huán)境；料便宜，因而總的成本低，且不污染環(huán)境；LOM方法只需切割輪廓截面，成形速度快，且方法只需切割輪廓截面，成形速度快，且無(wú)需設(shè)計(jì)支撐，制造時(shí)間短。無(wú)需設(shè)計(jì)支撐，制造時(shí)間短。 疊層實(shí)體制造的局限性。可供疊層實(shí)體制造的局限性?？晒㎜OM制造材料制造

26、材料種類(lèi)少，目前具有商業(yè)用途的只有紙，其他材料種類(lèi)少，目前具有商業(yè)用途的只有紙，其他材料尚在研制中。尚在研制中。 （1）選擇性激光燒結(jié)原理）選擇性激光燒結(jié)原理SLS工作原理如圖工作原理如圖5-13所示，先將充有氬氣的工所示，先將充有氬氣的工作室升溫，并使溫度低于粉末熔點(diǎn)。成形時(shí)，送作室升溫，并使溫度低于粉末熔點(diǎn)。成形時(shí)，送料筒上升，鋪粉滾筒料筒上升，鋪粉滾筒6滾動(dòng)，在工作臺(tái)滾動(dòng)，在工作臺(tái)7上鋪上一上鋪上一層粉末材料層粉末材料1，激光束根據(jù)計(jì)算機(jī)從構(gòu)建的制件，激光束根據(jù)計(jì)算機(jī)從構(gòu)建的制件三維三維CAD模型中提取二維截面輪廓信息對(duì)粉末進(jìn)模型中提取二維截面輪廓信息對(duì)粉末進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，使粉末熔化相互黏

27、結(jié)形成一層截面行逐點(diǎn)掃描，使粉末熔化相互黏結(jié)形成一層截面輪廓，未照射的粉末作為原型支撐。一層成形后，輪廓，未照射的粉末作為原型支撐。一層成形后，工作臺(tái)下降一個(gè)截面層厚度，再鋪上一層粉末，工作臺(tái)下降一個(gè)截面層厚度，再鋪上一層粉末，進(jìn)行下一層成形。進(jìn)行下一層成形。3選擇性激光燒結(jié)選擇性激光燒結(jié) （2）選擇性激光燒結(jié)特點(diǎn)）選擇性激光燒結(jié)特點(diǎn) 選擇性激光燒結(jié)優(yōu)點(diǎn)。成形材料種類(lèi)多，如塑選擇性激光燒結(jié)優(yōu)點(diǎn)。成形材料種類(lèi)多，如塑料、金屬、陶瓷等都可作料、金屬、陶瓷等都可作SLS材料；成形工藝簡(jiǎn)材料；成形工藝簡(jiǎn)單，可直接制造形狀復(fù)雜的型腔，尺寸精度可達(dá)單，可直接制造形狀復(fù)雜的型腔，尺寸精度可達(dá)0.1mm，無(wú)方

28、向差別，余料去除方便。，無(wú)方向差別，余料去除方便。 選擇性激光燒結(jié)的局限性。預(yù)熱和冷卻時(shí)間長(zhǎng)，選擇性激光燒結(jié)的局限性。預(yù)熱和冷卻時(shí)間長(zhǎng)，成形效率低；成形效率低；SLS制件表面一般是多孔性的，表制件表面一般是多孔性的，表面粗糙度受粉末顆粒及激光焦點(diǎn)大小的限制，后面粗糙度受粉末顆粒及激光焦點(diǎn)大小的限制，后處理工藝較復(fù)雜。處理工藝較復(fù)雜。 4熔融沉積成形熔融沉積成形 （1）熔融沉積成形原理）熔融沉積成形原理 成形原理如圖成形原理如圖5-14所示，加熱噴頭所示，加熱噴頭4在控制系在控制系統(tǒng)作用下根據(jù)從構(gòu)建的制件三維統(tǒng)作用下根據(jù)從構(gòu)建的制件三維CAD模型中提取模型中提取二維截面輪廓信息作二維截面輪廓信息

29、作XY平面運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，纏繞在平面運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，纏繞在絲輥絲輥1上的絲狀上的絲狀FDM材料由原材料存儲(chǔ)及送絲機(jī)材料由原材料存儲(chǔ)及送絲機(jī)構(gòu)送至加熱噴頭構(gòu)送至加熱噴頭4中，并在加熱噴頭中加熱至熔中，并在加熱噴頭中加熱至熔融態(tài)，然后通過(guò)噴頭的微細(xì)噴嘴有選擇地涂覆在融態(tài)，然后通過(guò)噴頭的微細(xì)噴嘴有選擇地涂覆在工作臺(tái)上，冷卻后形成截面輪廓，一層成形完成工作臺(tái)上，冷卻后形成截面輪廓，一層成形完成后，噴頭上升一截面層高度，再進(jìn)行下一層的涂后，噴頭上升一截面層高度，再進(jìn)行下一層的涂覆，如此循環(huán)，直至整個(gè)原型制造完畢。覆，如此循環(huán)，直至整個(gè)原型制造完畢。 （2）熔融沉積成形特點(diǎn)）熔融沉積成形特點(diǎn) 熔融沉積成形優(yōu)點(diǎn)。成

30、形材料種類(lèi)多，常用熔融沉積成形優(yōu)點(diǎn)。成形材料種類(lèi)多，常用的材料有石蠟、尼龍、的材料有石蠟、尼龍、ABS和低熔點(diǎn)金屬等材料。和低熔點(diǎn)金屬等材料。這些材料在成形過(guò)程中，無(wú)化學(xué)變化，原型成形這些材料在成形過(guò)程中，無(wú)化學(xué)變化，原型成形后變形小，使用壽命長(zhǎng)；可以成型瓶狀或中空零后變形小，使用壽命長(zhǎng)；可以成型瓶狀或中空零件，原型支撐容易去除。件，原型支撐容易去除。 熔融沉積成形的局限性。成形制件的精度較熔融沉積成形的局限性。成形制件的精度較低，表面有明顯條紋，且沿成形軸垂直方向的強(qiáng)低，表面有明顯條紋，且沿成形軸垂直方向的強(qiáng)度比較弱；不適合制造大尺寸制件和形狀復(fù)雜制度比較弱；不適合制造大尺寸制件和形狀復(fù)雜制件。件。 將快速成形技術(shù)應(yīng)用到模具制造中稱(chēng)為將快速成形技術(shù)應(yīng)用到模具制造中稱(chēng)為快速模具制造（快速模具制造（Rapid ToolingRapid Tooling，RTRT）。）。RTRT具有制模周期短、成本低的特點(diǎn)，特別適合具有制模周期短、成本低的特點(diǎn)，特別適合于產(chǎn)品試制與小批量生產(chǎn)，是目前