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详析3D打印、快速成型与快速制造技术

时间:07-04 来源:互联网 点击:

输出黑白色的Bitmap档。每一层的Bitmap档会由DLPR投影机投射到工作台上的感光树脂,使其固化成型。DLP投影式三维打印的优点: 利用机器出厂时配备的软件,可以自动生成支撑结构并打印出完美的三维部件。相比于快速成型领域其他的设备,独有的voxelisation专利技术保证了成型产品的精度与表面光洁度。

  

  3. 熔融沉积造型(FDM——Fused Deposition Modeling)

  FDM工艺,也叫挤出成型,关键是保持半流动成型材料刚好在熔点之上(通常控制在比熔点高1 0C左右)。 FDM喷头受CAD分层数据控制使半流动状态的熔丝材料(丝材直径般在1.5mm 以上)从啧头中挤压出来,凝固形成轮廓形状的薄层,一层叠一层最后形成整个零件模型。美国3DSYSTEMS 公司的BFB系列和Rapman系列产品全部采用了FDM技术,其工艺特点是直接采用工程材料ABS 、PC等材料进行制作,适合设计的不同阶段。缺点是表面光洁度较差。

  

  熔融挤压3D打印机样品

  4. 造择性激光烧结(SLS——Se1ected Laser Sintering)

  该法采用C02激光器作能源,目前使用的造型材料多为各种粉未材料。在工作台上均匀铺上一层很薄的(100μ-200μ) 粉未,激光束在计算机控制下按照零件分层轮廓有选择性地进行烧结,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未,再进行打磨、烘干等处理便获得零件。目前,工艺材料为尼龙粉及塑料粉,还有使用金属粉进行烧结的。德国EOS公司的P系列塑料成型机和M系列金属成型机产品,是全球最好的SLS技术设备。

  SLS技术既可以归入快速成型的范畴,也可以归入快速制造的范畴,因为使用SLS技术可以直接快速制造最终产品。

  

  4.多层激光熔覆(DED,Direct Metal Deposition)

  相当于多层激光熔覆,利用激光或其它能源在材料从喷嘴输出时同步熔化材料,凝固后形成实体层,逐层叠加,最终形成三维实体零件。DED的成型精度较低,但是成型空间不受限制,因而常用于制作大型金属零件的毛坯。

  

  5.薄板层压成型(LOM,Layered Object Manufacturing)

  基本原理:利用激光等工具逐层切割、堆积薄板材料,最终形成三维实体。利用纸板、塑料板和金属板可分别制造出木纹状零件、塑料零件和金属零件。各层纸板或塑料板之间的结合常用粘接剂实现,而各层金属板直接的结合常用焊接(如热钎焊、熔化焊或超声焊接)和螺栓连接来实现。最大缺点:做不了太复杂的零件,材料范围很窄,每层厚度不可调整,精度有限。

  

  解析三:几种主流的快速制造工艺的原理及优缺点

  1. 造择性激光烧结(SLS——Se1ected Laser Sintering)

  使用SLS设备,可以直接制造金属模具和注塑模具的异形热流道系统,其硬度可达较高洛氏硬度,性能达到锻件级别, 也可以直接制造特殊、复杂功能零件。正是由于SLS技术的小批量特殊、复杂功能件的快速制造能力,且可以多个零件一次性成型制造,实现多品种、个性化的小批量快速制造,使该种技术在航空航天、军工、汽车发动机测试和开发、医疗领域得到了广泛的认可和应用。

  

  

  2. 真空灌注成型快速模具(VCM——Se1ected Laser Sintering)

  也叫"真空注型复模",即利用原有的样板, 在真空状态下制作出硅胶模具,并在真空状态下采用PU 材料进行浇注,从而克隆出与原样板相同的复制件,是一种最常用的快速模具技术,通过这种技术,可以生产出满足各种功能特性的类似工程塑料的产品,同时可以进行小批量生产。

  一般一套VCM硅胶模具可以复制20套产品,尤其适合中小型、精细件的复制,比如仪器仪表、汽车零配件制造行业。这种加工工艺可以满足在产品试制过程中的应用,时间短,成本低,速度快。

  通常工艺流程是:3DP/SLA快速成型(手板、原型制作)-----VCM真空注型机(快速模具制作)------小批量复制、生产

  

  

  3. 低压反应注射成型 (Reaction Injection Moulding,RIM)

  又名"低压灌注",是应用于快速模制品生产的一项新工艺,它将双组份聚氨酯材料经混合后,在常温、低压环境下注入快速模具内,通过材料的聚合、交联、固化等化学和物理过程形成制品。由于所用原料是液体,用较小压力即能快速充满模腔,所以降低了合模力和模具造价,特别适用于生产大尺寸、大面积的制件,比如汽车保险杠、仪表台、尾翼等。 一套RIM模具可以复制200件产品,已在汽车研发试制、仪器仪表、雕塑创意、建筑设计等领域得到运用。

一般工艺流程是:SLS/CNC快速成型(手板、原型制作)------RIM快速模具制作------注射

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