[转载]关于快速成型的基本资料

快速成型(RP)是一种创新技术,它可以在几个小时内利用三维CAD设计的图形直接生产出复杂零件。自从1988年第一台快速成型系统出现以后,超过二十种以上的系统被开发,每一种系统都有一些细小的差别。最初,这些系统应用于汽车和航空领域,之后在许多其它的领域,例如玩具、电脑、珠宝及医药等领域都得到了应用。目前的国内快速成型主要分为以下五大类,国产的进口的设备都有。

◆立体光固化(SLA)

  SLA 法是最早商品化、市场占有率最高的RP技术,它以光敏树脂为原料,计算机控制紫外激光按零件的各分层截面信息在光敏树脂表面进行逐点扫描,使被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化,形成零件的一个薄层。一层固化完毕后,工作台下移一个层厚的距离,以使在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂,然后就可进行下一层的扫描加工。新固化的一层牢固地粘在前一层上,如此反复直到整个原型制造完毕。
   这种成型的产品对贮藏环境有很高的要求,温度过高会融化。还有高紫外线等等的制约,耗材的价格也不便宜!成型时需要支撑,但是成型的表面质量可以。精度高。生产效率较高,运营成本较高,设备费用较贵。材料利用率约100%。适合医学,电子,汽车,鞋业,消费品,娱乐等等。


◆叠层法(LOM)

  LOM法出现于1985年。首先在基板上铺上一层箔材(如纸张),然后用一定功率的红外激光在计算机的控制下按分层信息切出轮廓,同时将非零件部分按一定的网格形状切成碎片以便去除,加工完一层后,再铺上一层箔材,用热辊碾压,使新铺上的一层在粘接剂的作用下粘在已成型体上,再切割该层的形状,如此反复直至加工完毕。最后去除切碎的多余部分,便可得到完整的零件。
  这种技术是最早使用于RP市场,我对它的了解不是很多,但是本人的感觉比较浪费材料。成型的精度也不是太高。不需要支撑。生产效率较低,运营成本较低,设备费用较便宜。适合的行业有限。


◆激光选区烧结法(SLS)

  SLS法采用红外激光器作能源,使用的造型材料多为粉末材料。加工时,首先将粉末预热到稍低于其熔点的温度,然后在刮平棍子的作用下将粉末铺平;激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结,一层完成后再进行下一层烧结,全部烧结完后去掉多余的粉末,则就可以得到一烧结好的零件。目前成熟的工艺材料为蜡粉及塑料粉,用金属粉或陶瓷粉进行烧结的工艺还在研究之中。
在成型的过程中因为是把粉末烧结,所以工作中会有很多的粉状物体污染办公空间,一般设备要有单独的办公室放置。另外成型后的产品是一个实体,一般不能直接装配进行性能验证。另外产品存储时间过长后会因为内应力释放而变形。对容易发生变形的地方设计支撑,表面质量一般。生产效率较高,运营成本较高,设备费用较贵。能耗通常在8000瓦以上。材料利用率约100%。


◆融熔沉积法(FDM)

  FDM法是1988年发明的。喷头中喷出的熔化材料在X-Y工作台的带动下,按截面形状铺在底板上,一层一层加工,最终制造出零件。商品化的FDM设备使用的材料范围很广,如铸造石蜡、尼龙、热塑性塑料、ABS等。此外为提高效率可以采用多个喷头。现阶段又开发来水溶性支撑,大大的提高了成型后处理的速度和可行度!
该成型机是目前市场上占有量最大的,成型的便面质量很好,可以直接进行装配和性能验证。耗材是PC,ABS,原厂耗材价格也不便宜。成型后产品可以支持再加工。需要支撑。生产效率较低,运营成本一般,设备费用便宜。总体材料利用率约100%。适用医学,设计研发,教学及研究机构,航空航天,家电以及大地测量。


◆黏合剂粘结法(3D-P三维打印)

    3D-P三维打印是利用喷头喷粘结剂选择性粘结粉末成型。首先铺粉机构在加工平台上精确地铺上一薄层粉末材料,然后喷墨打印头根据这一层的截面形状在粉末上喷出一层特殊的胶水,喷到胶水的薄层粉末发生固化。然后在这一层上再铺上一层一定厚度的粉末,打印头按下一截面的形状喷胶水。如此层层叠加,从下到上,直到把一个零件的所有层打印完毕。然后把未固化的粉末清理掉,得到一个三维实物原型。
这个最早是麻省理工大学研制的,耗材很便宜,一般的石膏粉都可以,成型的速度快,因为是粉末粘合在一起,所以表面比较粗糙,强度也不高。不需要支撑。可以全彩色成型样件。适合行业也很有限,一般教育,和大地地貌,楼盘设计。


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