快速成形技术及其常用工艺

第!"卷第#期#$$%年&月宁波高等专科学校学报’()*+,-(.+/+01(2(--3034567!"+57#’89:7#$$%

快速成形技术及其常用工艺

程晓民

陈伟文

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=宁波高等专科学校浙江宁波

摘作用。

关键词：快速成形；成型工艺；立体光固化成型；熔融沉积成型中图分类号：@A!&

文献标识码：,

要：将快速成形技术与传统加工方式进行比较，介绍了快速成形的原理、分类，以及主要的快速成形工艺。快速成

形是一种具有广阔应用前景的技术，在新产品开发、零件的多品种小批量生产及快速模具制造等领域正在发挥日益重要的

文章编号：!$$B;C!$D（#$$%）$#;$$#!;$"

!快速成形技术与传统加工方式的区别

技术是有别于传统加工方式的制造新技术，它于#$世纪B$年代后快速成形*E（*FGHIEJ5K5KLGH9M）期首先在美国产生并商品化，D$年代在全球迅速发展起来。*E技术是继&$年代+2技术之后制造领域的又一重大突破，是先进制造技术群中的重要组成部分。*E技术综合运用2,N?2,O技术、激光技术和材料技术，在没有传统模具和夹具的情况下，快速制造出任意复杂形状而又具有一定功能的三维实体模型或零件。快速成形技术的推广应用将明显缩短新产品的上市时间，节约新产品开发和模具制造的费用，广泛应用于航空航天、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型（雕刻）、建筑模型、机械等领域。

快速成形技术在原理上与现有的制造技术存在着明显的区别，如表!所示，压力加工属于受迫成型，切削加工属于去除成型，而快速成形采用的是堆积成型原理。

*E技术具有如下特点：

!7!制造快速

从产品2,N模型或从实体反求获得数*E技术是并行工程中进行复杂原型和零件制造的有效手段，

据到制成原型，一般只需要几小时至几十小时，速度比传统成型加工方法快得多。

!7#技术高度集成

数据采集与处理技术、材料工程、机电加工与控制技术的综合体现，是实现设*E技术是计算机技术、

收稿日期：#$$#;!#;!<

作者简介：程晓民，女，宁波高等专科学校副教授7

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计与制造一体化的技术。

宁波高等专科学校学报!""#年第!

期

$%#自由成型制造

无需使用工具、模具，自由地成型，大大缩短了新产品开发周&’技术可以根据原型或零件的形状，

期，节省工具或样件模具费用；同时不受零件形状复杂程度限制，能够制造任意复杂形状与结构、不同材料复合的原型或零件。

$%(广泛的应用领域

除制造原型外，特别适合于新产品开发、快速单件及小批量零件制造、不规则零件或复杂形状零件的制造、模具及模型的设计与制造、外形设计检查、装配检验、快速反求与复制，也适合难加工材料的制造等。

!快速成形制造原理与分类

快速成形是一种基于离散堆积成形思想的数字化成形技术：通过离散，把复杂的三维制造转化为一系列有序的低维制造的叠加，把整个零件的制造过程转化为有序的简单单元体的制造与结合过程。按不同的分类方法，快速成形分类如图$所示。快速成形技术的基本工作过程如图!所示：首先由三维)*+软件设计出零件的)*+“电子模型,，然后根据具体工艺要求，按照一定规则将该模型离散为一系列有序的单元，通常是沿-向离散为一系列二维层面，习惯上称为分层./0121345或切片，再根据这些离散信息，输入加工参数，生成6)代码。原形

机则在6)代码控制下顺序加工生成各单元体并使之彼此结合，从而得到与“电子模型,对应的三维实体.又称物理模型或原型5。

#常用的快速成形工艺

#%$立体光固化成型/7*（/89:9;018<;4:=><?*>>=:=8@A）

技术是美国的)%于$CDE$CDF年获专利，年由美国公司推出

程晓民、陈伟文：快速成形技术及其常用工艺

世界上第一台’(商用样机)*+,-，其后相继推出)*+,!./0)*+,.//0)*+,.///和)*+,1///等。

紫外波长的激光束在偏转镜作用下于)*+是基于液态光敏树脂的光固化原理工作的。如图"所示，液面上按离散路径信息扫描，光点经过的地方，受辐射的液体就固化，这样一次平面扫描便加工出一个与分层平面图形相对应的层面0并与前一层已固化部分自动结合起来，而每一层内的激光扫描路径完全由数据处理软件根据2+%模型的分层信息自动生成。当一层加工完成后，机器读入下一层路径信息，使工作台下降一层厚度，液体重新浸铺上来，激光再次扫描加工下一层。这样层层加工直到整个过程结束，得到三维实体模型。在)*+工艺中，普遍使用的激光器为34,25激光器、而成+6离子激光器或固态激光器；型材料则以含感光剂的环氧类树脂为主，它比原先使用的丙烯酸类树脂具有更高的固化精度和机械性能。)*+工艺需要支撑，其作用是支撑零件的倒挂结构部分，当零件成型完成后，这些支撑结构必须去

除。支撑结构由数据处理软件自动生成，必要时需要进行一定的人为干预。)*+的支撑结构与零件本体部分一样也是层层堆积而成的，主要区别仅在于激光扫描的参数不同。

除"%)7894:8公司外，其它一些厂商也开发)*+是零件精度和表面质量比较高而且稳定的’(工艺，了基于)*+工艺的设 …… 此处隐藏：3470字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……