幾種常見快速成型工藝優(yōu)缺點(diǎn)比較樣稿

H:\精品資料\建筑精品網(wǎng)原稿ok（刪除公文）\建筑精品網(wǎng)5未上傳百度幾種常見快速成型工藝優(yōu)缺點(diǎn)比較FDM絲狀材料選擇性熔覆(FusedDepositionModeling)快速原型工藝是一種不依靠激光作為成型能源、而將各種絲材加熱溶化的成型方法,簡稱FDM。絲狀材料選擇性熔覆的原理室,加熱噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下,根據(jù)產(chǎn)品零件的截面輪廓信息,作X-Y平面運(yùn)動(dòng)。熱塑性絲狀材料(如直徑為1.78mm的塑料絲)由供絲機(jī)構(gòu)送至噴頭,并在噴頭中加熱和溶化成半液態(tài),然后被擠壓出來,有選擇性的涂覆在工作臺(tái)上,快速冷卻后形成一層大約0.127mm厚的薄片輪廓。一層截面成型完成后工作臺(tái)下降一定高度,再進(jìn)行下一層的熔覆,仿佛一層層"畫出"截面輪廓,如此循環(huán),最終形成三維產(chǎn)品零件。這種工藝方法同樣有多種材料選用,如ABS塑料、澆鑄用蠟、人造橡膠等。這種工藝干凈,易于操作,不產(chǎn)生垃圾,小型系統(tǒng)可用于辦公環(huán)境,沒有產(chǎn)生毒氣和化學(xué)污染的危險(xiǎn)。但仍需對整個(gè)截面進(jìn)行掃描涂覆,成型時(shí)間長。適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念建模以及產(chǎn)品的形狀及功能測試。由于甲基丙烯酸ABS(MABS)材料具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性,可采用加碼射線消毒,特別適用于醫(yī)用。但成型精度相對較低,不適合于制作結(jié)構(gòu)過分復(fù)雜的零件。FDM快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:1、制造系統(tǒng)可用于辦公環(huán)境,沒有毒氣或化學(xué)物質(zhì)的危險(xiǎn)。2、工藝干凈、簡單、易于材作且不產(chǎn)生垃圾。3、可快速構(gòu)建瓶狀或中空零件。4、原材料以卷軸絲的形式提供,易于搬運(yùn)和快速更換。5、原材料費(fèi)用低,一般零件均低于20美元。6、可選用多種材料,如可染色的ABS和醫(yī)用ABS、澆鑄用蠟和人造橡膠。FDM快速原型技術(shù)的缺點(diǎn)是:1、精度較低,難以構(gòu)建結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件。2、垂直方向強(qiáng)度小。3、速度較慢,不適合構(gòu)建大型零件。SLA敏樹脂選擇性固化是采用立體雕刻(Stereolithography)原理的一種工藝,簡稱SLA,也是最早出現(xiàn)的、技術(shù)最成熟和應(yīng)用最廣泛的快速原型技術(shù)。在樹脂液槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂,它在紫外激光束的照射下會(huì)快速固化。成型過程開始時(shí),可升降的工作臺(tái)處于液面下一個(gè)截面層厚的高度,聚焦后的激光束,在計(jì)算機(jī)的控制下,按照截面輪廓的要求,沿液面進(jìn)行掃描,使被掃描區(qū)域的樹脂固化,從而得到該截面輪廓的塑料薄片。然后,工作臺(tái)下降一層薄片的高度,以固化的塑料薄片就被一層新的液態(tài)樹脂所覆蓋,以便進(jìn)行第二層激光掃描固化,新固化的一層牢固的粘結(jié)在前一層上,如此重復(fù)不已,知道整個(gè)產(chǎn)品成型完畢。最后升降臺(tái)升出液體樹脂表面,即可取出工件,進(jìn)行清洗和表面光潔處理。光敏樹脂選擇性固化快速原型技術(shù)適合于制作中小形工件,能直接得到塑料產(chǎn)品。主要用于概念模型的原型制作,或用來做裝配檢驗(yàn)和工藝規(guī)劃。它還能代替臘模制作澆鑄模具,以及作為金屬噴涂模、環(huán)氧樹脂模和其它軟模的母模,使當(dāng)前較為成熟的快速原型工藝。SLA快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:1、系統(tǒng)工作穩(wěn)定。系統(tǒng)一旦開始工作,構(gòu)建零件的全過程完全自動(dòng)運(yùn)行,無需專人看管,直到整個(gè)工藝過程結(jié)束。2、尺寸精度較高,可確保工件的尺寸精度在0.1mm以內(nèi)。3、表面質(zhì)量較好,工件的最上層表面很光滑,側(cè)面可能有臺(tái)階不平及不同層面間的曲面不平。4、系統(tǒng)分辨率較高,因此能構(gòu)建復(fù)雜結(jié)構(gòu)的工件。SLA快速原型的技術(shù)缺點(diǎn):1、隨著時(shí)間推移,樹脂會(huì)吸收空氣中的水分,導(dǎo)致軟薄部分的彎曲和卷翅。2、氦-鎘激光管的壽命僅3000小時(shí),價(jià)格較昂貴。同時(shí)需對整個(gè)截面進(jìn)行掃描固化,成型時(shí)間較長,因此制作成本相對較高。3、可選擇的材料種類有限,必須是光敏樹脂。由這類樹脂制成的工件在大多數(shù)情況下都不能進(jìn)行耐久性和熱性能試驗(yàn),且光敏樹脂對環(huán)境有污染,使皮膚過敏。4、需要設(shè)計(jì)工件的支撐結(jié)構(gòu),以便確保在成型過程中制作的每一個(gè)結(jié)構(gòu)部委都能可靠定位。SLS粉末材料選擇性燒結(jié)(SelectedLaserSintering)是一種快速原型工藝,簡稱SLS。粉末材料選擇性燒結(jié)采用二氧化碳激光器對粉末材料(塑料粉、陶瓷與粘結(jié)劑的混合粉、金屬與粘結(jié)劑的混合粉等)進(jìn)行選擇性燒結(jié),是一種由離散點(diǎn)一層層對集成三維實(shí)體的工藝方法。在開始加工之前,先將充有氮?dú)獾墓ぷ魇疑郎?并保持在粉末的熔點(diǎn)一下。成型時(shí),送料筒上升,鋪粉滾筒移動(dòng),先在工作平臺(tái)上鋪一層粉末材料,然后激光束在計(jì)算機(jī)控制下按照截面輪廓對實(shí)心部分所在的粉末進(jìn)行燒結(jié),使粉末溶化繼而形成一層固體輪廓。第一層燒結(jié)完成后,工作臺(tái)下降一截面層的高度,在鋪上一層粉末,進(jìn)行下一層燒結(jié),如此循環(huán),形成三維的原型零件。最后經(jīng)過5-10小時(shí)冷卻,即可從粉末缸中取出零件。未經(jīng)燒結(jié)的粉末能承托正在燒結(jié)的工件,當(dāng)燒結(jié)工序完成后,取出零件。粉末材料選擇性燒結(jié)工藝適合成型中小件,能直接的到塑料、陶瓷或金屬零件,零件的翹曲變形比液態(tài)光敏樹脂選擇性固化工藝要小。但這種工藝仍需對整個(gè)截面進(jìn)行掃描和燒結(jié),加上工作室需要升溫和冷卻,成型時(shí)間較長。另外,由于受到粉末顆粒大小及激光點(diǎn)的限制,零件的表面一般呈多孔性。在燒結(jié)陶瓷、金屬與粘結(jié)劑的混合粉并得到原型零件后,須將它置于加熱爐中,燒掉其中的粘結(jié)劑,并在孔隙中滲入填充物,其后處理復(fù)雜。粉末材料選擇性燒結(jié)快速原型工藝適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可視化表現(xiàn)和制作功能測試零件。由于它可采用各種不同成分的金屬粉末進(jìn)行燒結(jié)、進(jìn)行滲銅等后處理,因而其制成的產(chǎn)品可具有與金屬零件相近的機(jī)械性能,故可用于制作EDM電極、直接制造金屬模以及進(jìn)行小批量零件生產(chǎn)。SLS快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:1、與其它工藝相比,能生產(chǎn)最硬的模具。2、能夠采用多種原料,例如絕大多數(shù)工程用塑料、蠟、金屬、陶瓷等。3、零件的構(gòu)建時(shí)間短,可達(dá)到1in/h高度。4、無需對零件進(jìn)行后矯正。5、無需設(shè)計(jì)和構(gòu)造支撐。選擇性燒結(jié)的最大優(yōu)點(diǎn)是可選用多種材料,適合不同的用途、所制作的原型產(chǎn)品具有較高的硬度,可進(jìn)行功能試驗(yàn)。SLS快速原型技術(shù)缺點(diǎn)是:1、在加工前,要花近2小時(shí)的時(shí)間將粉末加熱到熔點(diǎn)以下,當(dāng)零件構(gòu)建之后,還要花5-10小時(shí)冷卻,然后才能將零件從粉末缸中取出。2、表面的粗糙度收粉末顆粒大小及激光點(diǎn)的限制。3、零件的表面一般是多孔性的,為了使表面光滑必須進(jìn)行后處理。4、需要對加工室不斷充氮?dú)庖源_保燒結(jié)過程的安全性,加工的成本高。5、該工藝產(chǎn)生有毒氣體,污染環(huán)境。LOM箔材疊層實(shí)體制作(LaminatedObjectManufacturing)快速原型技術(shù)是薄片材料疊加工藝,簡稱LOM。箔材疊層實(shí)體制作是根據(jù)三維CAD模型每個(gè)截面的輪廓線,在計(jì)算機(jī)控制下,發(fā)出控制激光切割系統(tǒng)的指令,使切割頭作X和Y方向的移動(dòng)。供料機(jī)構(gòu)將地面涂有熱溶膠的箔材(如涂覆紙、涂覆陶瓷箔、金屬箔、塑料箔材)一段段的送至工作臺(tái)的上方。激光切割系統(tǒng)按照計(jì)算機(jī)提取的橫截面輪廓用二氧化碳激光束對箔材沿輪廓線將工作臺(tái)上的紙割出輪廓線,并將紙的無輪廓區(qū)切割成小碎片。然后,由熱壓機(jī)構(gòu)將一層層紙壓緊并粘合在一起?？缮倒ぷ髋_(tái)支撐正在成型的工件,并在每層成型之后,降低一個(gè)紙厚,以便送進(jìn)、粘合和切割新的一層紙。最后形成由許多小廢料塊包圍的三維原型零件。然后取出,將多余的廢料小塊剔除,最終獲得三維產(chǎn)品。疊層實(shí)體制作快速原型工藝適合制作大中型原型件,翹曲變形較小,尺寸精度較高,成型時(shí)間較短,激光器使用壽命長,制成件有良好的機(jī)械性能,適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念建模和功能性測試零件。且由于制成的零件具有木質(zhì)屬性,特別適合于直接制作砂型鑄造模。LOM快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:1、由于只需要使激光束沿著物體的輪廓進(jìn)行切割,無需掃描整個(gè)斷面,因此這是一個(gè)高速的快速原型工藝。零件體積越大,效率越高。2、加工后零件能夠直接使用,無需進(jìn)行后矯正。3、無需設(shè)計(jì)和構(gòu)建支撐結(jié)構(gòu)。4、易于使用,無環(huán)境污染。LOM快速原型技術(shù)的缺點(diǎn)是:1、可實(shí)際應(yīng)用的原材