逆向工程與快速成型技術應用 第4版 課件 4-1 認識快速成型技術

蘇州職業(yè)大學孫春華了解快速成型技術目錄CONTENTS1.物體成型方式了解4種成型方式2.快速成型技術的定義清晰快速成型技術層層疊加的制造方式3.快速成型技術的工作流程知曉快速成型流程中前處理、成型、后處理各階段的重點。4.快速成型技術的特點了解快速成型技術的優(yōu)點和缺點Part1物體成型的方式去除成型（減材制造）:運用分離的方法，把一部分材料有序地從基體上分離出去而成型的方法。傳統(tǒng)的車、銑、刨、磨、鉆、電火花加工、激光切割等都屬于去除成型。是目前最主要的成型方式。受迫成型（等材制造）：利用材料的可成型性在特定的外界約束（邊界約束或外力約束）下成型。傳統(tǒng)的鍛壓、鑄造、粉末冶金等成型方式,現(xiàn)代的沖壓成型、注塑成型等成型方式。Part1物體成型的方式堆積成型（增材制造）:把材料（液、固相）有序地堆積起來的成型。快速成型屬于堆積成型（先離散再堆積）近凈成型工藝。

生長成型（增材制造）：利用材料的活性進行成型的方法。

自然界中的生物（植物、動物）個體發(fā)育均屬于生長成型，是最高層次的成型方法。Part2快速成型技術的定義快速成型（RapidPrototype，簡稱RP)，俗稱：3D打印”(3Dprinting)，又稱：增材制造（AdditiveManufacturing，AM)材料累加制造(MaterialIncreaseManufacturing)分層制造(LayeredManufacturing，LM)實體自由制造(SolidFree-FormFabrication)等。定義：以三維模型數(shù)據(jù)為基礎，通過材料堆積的方式制造零件或實物的工藝?！狦B/T35351-2017快速成型又可寫為快速成形第三次工業(yè)革命的關鍵技術Part3快速成型技術的工作流程三維模型：正向設計、逆向設計、下載前處理：包括STL文件的處理、支撐構建和分層切片處理?？焖俪尚停豪貌煌墓に嚪椒焖偌庸?。后處理：去除支撐、提升強度和表面質量。Part4快速成型技術的特點

可制造復雜形狀的物體三維模型轉化為二維加工，理論上，可以加工制造任何復雜的中空結構且不存在三維加工刀具干涉的問題，降低了產(chǎn)品制造的復雜程度。2009年，王華明院士團隊利用激光快速成形技術制造出我國自主研發(fā)的大型客機C919的主風擋窗框，在此之前只有歐洲一家公司能夠做，僅每件模具費就高達50萬美元，而利用該技術的零件成本不及模具的1/10。Part4快速成型技術的特點

產(chǎn)品單價與復雜程度和制造數(shù)量無關

新產(chǎn)品無須添加工夾具和新設備，因此產(chǎn)品的單價與其復雜程度和生產(chǎn)批量無關。Part4快速成型技術的特點

一體化制造，無須裝配。26→1整體式燃油噴嘴可以省略組裝環(huán)節(jié)，從而縮短了產(chǎn)品供應鏈，節(jié)省了勞動力和運輸成本，減少了污染。機加件

焊接件3D打印成型件衛(wèi)星鋁質支架Part4快速成型技術的特點

按需制造成為可能。Part4快速成型技術的特點

材料利用率提高——近凈成型Part4快速成型技術的特點

材料利用率提高。?2010年，利用激光直接制造C919中央翼根肋，傳統(tǒng)鍛件重達1607千克，而利用該技術的精坯重量僅為136千克，節(jié)省了91.5%的材料，并且經(jīng)過性能測試，其性能比傳統(tǒng)鍛件還要好。?美國的F-22飛機中尺寸最大的Ti6Al4V鈦合金整體加強框，所需毛坯模鍛件2796千克，而實際成形零件重量不足144千克，材料利用率不到4.90%。Part4快速成型技術的特點

釋放了設計自由度。趨勢：

一體化結構點陣結構拓撲結構Part4快速成型技術的特點

真正實現(xiàn)拓撲優(yōu)化。直接零件替換的AM設計適應AM的設計面向AM的設計4.6kg1.0kg減重78%0.4kg減重91%，改善了流體流動和產(chǎn)品內(nèi)部的配合。產(chǎn)品所需空間較小，裝配更容易1）利用原模型或重構模型——直接零件替換的AM設計；2）修改零件形狀，易于AM工藝——適應AM的設計；3）重新設計以最大限度地發(fā)揮AM優(yōu)勢——面向AM的設計。面向增材制造設計的三個層次Part4快速成型技術的特點存在臺階效應，加工精度不高。

原理性誤差。與減材制造方法一起使用，揚長避短。所能使用的材料有限。

開發(fā)新材料及新工藝將是快速成型技術未來發(fā)展的方向之一。思考與練習1.物體的成型方式有哪些？各自的最主要特點是什么？2.快速成型技術的別稱有哪些？為什么獲得這些稱呼？3.快速成型技術的工作原理是什么？與傳統(tǒng)減材制造相比，該技術具有哪些特點？4.

簡述快速成型技術的工作流程。該環(huán)節(jié)中的前處理該做哪些事情？5.為什么快速成型技術