快速成型技術(shù)課件- 快速成形制造技術(shù)概論

1、快速成型技術(shù)及應(yīng)用緒論1快速成形與快速制模技術(shù)簡(jiǎn)介 隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨劇烈，這在汽車、電子、家電、輕工及模具制造等領(lǐng)域尤為明顯。 因此，縮短新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)周期，降低研制本錢(qián)，已成為企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)和面臨的迫切問(wèn)題。 緒論 20世紀(jì)80年代中期，在工業(yè)興旺國(guó)家出現(xiàn)了一項(xiàng)高新制造技術(shù)激光快速原型制造技術(shù)，簡(jiǎn)稱快速成形技術(shù)，該技術(shù)可以將三維CAD模型迅速轉(zhuǎn)化為實(shí)物模型，被認(rèn)為是繼NC技術(shù)后制造業(yè)的又一次革命。經(jīng)過(guò)十余年的開(kāi)展，現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)生了10余種基于快速原型制造原理的工藝方法?？焖俪尚蔚姆诸愝^常見(jiàn)的有四種：1 液態(tài)光敏聚合物選擇性固化2 薄型材料選擇性切割3 絲狀材料選擇

2、性熔覆4 粉末材料選擇性燒結(jié)快速成型制品快速制模技術(shù) 快速制模技術(shù)基于快速成形技術(shù)開(kāi)展起來(lái)的一種快速制造模具的技術(shù)。有兩層含義：1 直接利用快速成形技術(shù)來(lái)制造模具 利用四種快速成形方法來(lái)制作模具，包括注塑模、沖壓模。2 利用各種方法把快速成形技術(shù)得到的實(shí)物原型轉(zhuǎn)換成模具快速成形工作室快速模具實(shí)例學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求1 學(xué)習(xí)本課程的目的 了解制造業(yè)最前沿的動(dòng)態(tài)(快速成型技術(shù) 拓寬知識(shí)面2 本課程要掌握和了解的主要內(nèi)容：需要掌握的內(nèi)容：1掌握快速成形原理；2掌握四大快速成形技術(shù)的根本原理和工藝過(guò)程；3掌握一些快速制模技術(shù)的原理學(xué)習(xí)內(nèi)容需要了解的內(nèi)容：1了解快速成形系統(tǒng)的組成以及各部件的作用2了解快速

3、成形用材料3了解四大快速成形技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)學(xué)習(xí)要求1 記必要的筆記2 按時(shí)上課3 認(rèn)真完成作業(yè)第一章快速成形制造技術(shù)概論快速成形技術(shù)產(chǎn)生的背景一 快速成形技術(shù)產(chǎn)生的背景 快速成形Rapid Prototyping，簡(jiǎn)稱RP技術(shù)是伴隨著制造業(yè)的開(kāi)展而開(kāi)展起來(lái)的。5060年代 規(guī)模效益第一7080年代 價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)第一90年代市場(chǎng)響應(yīng)速度第一時(shí)間因素被提到了首要地位傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺陷去除法快速成形技術(shù)RP技術(shù) 疊加法快速成形技術(shù)產(chǎn)生的歷史技術(shù)最早出現(xiàn)在制造業(yè)并不興旺的19世紀(jì)，早在1892年，Blanthre主張用三維方法制造三維地圖模型；年，日本東京大學(xué)的中川威雄教授，利用分層技術(shù)制造了金屬?zèng)_裁模、成形模

4、和注塑模；世紀(jì)年代末到80年代初期，美國(guó)3M公司的、日本的小玉秀男、美國(guó)UVP公司的Charles 和日本的丸骨洋二各自提出了RP的概念； 快速成形技術(shù)產(chǎn)生的歷史4.Charles 在UVP公司的支持下，完成了一個(gè)能自動(dòng)制造零件的完整系統(tǒng)，稱為Stero lithography ApparatusSLA，并于1986年獲得了專利，這是RP開(kāi)展史上的一個(gè)里程碑。同年，Charles 和UVP的一些股東一起建立了3D Systerm公司，隨后許多關(guān)于快速成形的概念和技術(shù)在3D Systerm開(kāi)展成熟；快速成形技術(shù)產(chǎn)生的歷史5. 1984年，Michael Feygin 提出了分層實(shí)體制造的方法，稱

5、為L(zhǎng)aminated Object ManufacturingLOM，1985年組建Helisys公司，并在1990年前后開(kāi)發(fā)出了第一臺(tái)商業(yè)機(jī)型LOM1015；6. 1986年，美國(guó)Texas大學(xué)的研究生C. Deckaed提出了slective Laser SinteringSLS的思想，隨后組建成DTM公司，并于1992年開(kāi)發(fā)出了基于SLS的商業(yè)成型機(jī)Sinteration。 快速成形技術(shù)產(chǎn)生的歷史7. ScottCrump在1988年提出了Fused Deposition ModelingFUM的思想，1992年開(kāi)發(fā)了第一臺(tái)商業(yè)機(jī)型3DMoldeler。8. 此后，還出現(xiàn)了3DP，SDM

6、，SGC等等，但是都不成熟，目前SLA、LOM、SLS、FUM四種技術(shù)比較成熟?？焖俪尚渭夹g(shù)分布快速成形技術(shù)分布快速成形技術(shù)在我國(guó)的開(kāi)展我國(guó)最早在快速成型技術(shù)方面開(kāi)展工作的有清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)和北京隆源自動(dòng)成形系統(tǒng)。 這些單位早期在開(kāi)發(fā)系統(tǒng)設(shè)備方面各有側(cè)重。其中， 清華大學(xué)以FDM 和LOM 為主, 西安交通大學(xué)那么是SLA ，北京隆源自動(dòng)成形系統(tǒng)為SLS ，而華中理工大學(xué)主要為L(zhǎng)OM。快速成形技術(shù)在我國(guó)的開(kāi)展此外, 南京航天大學(xué)、上海交通大學(xué)、華北工學(xué)院等在該領(lǐng)域也做了許多工作。國(guó)內(nèi)的家電行業(yè)是對(duì)快速成形技術(shù)反響最為敏捷的行業(yè)，廣東的美的、華寶、江蘇的春蘭、小天鵝，青島的海

7、爾等，都先后采用快速成形系統(tǒng)來(lái)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品, 收到了很好的效果.快速成形定義及原理其根本原理為： 1.先由CAD軟件設(shè)計(jì)出所需件的計(jì)算機(jī)三維曲面或?qū)嶓w模型，如右圖a； 2.根據(jù)工藝要求，把三維模型按一定厚度進(jìn)行切片得到二維信息，并將分層后的二維信息轉(zhuǎn)換成數(shù)控代碼，如右圖b ； 3.將數(shù)控代碼傳到快速自動(dòng)成型機(jī)中去，類似于計(jì)算機(jī)向打印機(jī)傳遞打印信息，形成各個(gè)截面輪廓，同時(shí)逐步累積，直到完成整個(gè)零件，如右圖c、b ?？焖俪尚渭夹g(shù)：快速制造新產(chǎn)品樣件的技術(shù) ?？焖俪尚卧?簡(jiǎn)單的說(shuō)，快速成形就是由三維轉(zhuǎn)換成二維(用軟件將三維模型離散化)，再由二維到三維(材料堆積)的工作過(guò)程?？焖俪尚渭夹g(shù)理論根底CAD

8、/CAM 技術(shù)激光技術(shù)數(shù)控技術(shù)新材料技術(shù)RP技術(shù)快速成型技術(shù)建立的理論根底？新材料技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和激光技術(shù)快速成形的特點(diǎn) 1.快速性：從CAD設(shè)計(jì)到原型零件制成，一般只需幾個(gè)小時(shí)至幾十個(gè)小時(shí)，速度比傳統(tǒng)的成形方法快得多，使快速成型技術(shù)尤其適合于新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與管理； 2.自由性：一是指可以根據(jù)零件的形狀，無(wú)需專用工具的限制而自由地成形，可以大大縮短新產(chǎn)品的試制時(shí)間；二是指不受零件形狀復(fù)雜程度限制，零件的復(fù)雜程度和生產(chǎn)批量與制造本錢(qián)根本無(wú)關(guān)； 快速成形的特點(diǎn)3.高度柔性：僅需改變CAD模型，重新調(diào)整和設(shè)置參數(shù)即可生產(chǎn)出不同形狀的零件模型；4.設(shè)計(jì)制造一體化：快速成型由于采用了離散堆積的

9、加工工藝，使得CAD和CAM能夠很好地結(jié)合；快速成形的特點(diǎn)5.材料的廣泛性：快速成型技術(shù)可以制造樹(shù)脂類、塑料類原型，還可以制造出紙類、石蠟類、復(fù)合材料以及金屬材料和陶瓷材料的原型。6.技術(shù)的高度集成性：RP技術(shù)是計(jì)算機(jī)、數(shù)控、激光、材料的綜合集成，只有在計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光器件和功率控制技術(shù)高度開(kāi)展的今天才可能誕生，因此快速成型技術(shù)帶有鮮明的時(shí)代特征。快速成形技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用 1.可以及時(shí)的校核產(chǎn)品的設(shè)計(jì)缺陷以及性能。 傳統(tǒng)的制件方法從概念構(gòu)思到設(shè)計(jì)圖紙，到制造出第一個(gè)制件時(shí)才能發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)，并且要修改的話，必須回到設(shè)計(jì)圖紙這一步，這往往要經(jīng)歷數(shù)天或者數(shù)月，大大消耗人力和物力。 而快速成形從概念構(gòu)思到原形制造出來(lái)只要幾個(gè)小時(shí)至幾十小時(shí)，而且整個(gè)過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化生產(chǎn)，即使發(fā)現(xiàn)缺陷也可以及時(shí)在計(jì)算機(jī)中修改?？焖俪尚渭夹g(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用2.利用RP技術(shù)可以快速制造產(chǎn)品樣品 RP技術(shù)制造產(chǎn)品樣品，只需傳統(tǒng)方法的3050的工時(shí)，2035的本錢(qián)，快速成形的制品在尺寸上和真實(shí)零件是一樣的，并可以供客戶直觀的判斷。快速成形技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用快速成形技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用3.在模具制造中的應(yīng)用 利用快速成形件直接用作模具，或者用快速成形件作母模，翻制模具?？焖俪尚渭夹g(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用4.在矯形醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 醫(yī)