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1、熔融成型技术简述（MEM）MEM原理简述熔融挤压成形工艺是利用热塑性材料的热熔性、粘结性，在计算机控制下层层堆积成型。熔融挤压成形工艺原理是材料先抽成丝状，通过送丝机构送进喷头，在喷头内被加热熔化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结，层层堆积成型。图1为熔融挤压工艺原理图图1MEM熔融挤压技术的特点1、优点：运行费用最低：MEM熔融挤压技术是国内外现有设备中运行成本最低的，此种工艺的设备无需激光器，不仅在初期投入时费用低，而且能够省掉激光器、振镜系统更换所需的二次投入的大量费用。精度比较高：熔融挤压快速成形技术能够达到的精度为0.2mm/1
2、00mm，可以制造复杂的各种模型。制作出来的模型可以用于装配验证。熔融挤压成形件打磨非常方便，打磨后可以实现间隙配合或过赢配合。其成形精度对于大多数情况下的设计验证是完全足够的。成形材料种类较多：MEM工艺对成形材料的要求是熔融温度低、粘度低、粘结性好、收缩率小。ABS、PC、PP等材料均可应用在熔融挤压快速成形工艺中，ABS材料因为其良好的强度和弹韧性，使用率比较高。材料的利用率高：MEM工艺可以很方便的将零件的内部做成网状结构。对于一些大型实体件，如果用户只是需要验证零件的外形，用户在用MEM工艺制作样件时就可以通过参数设置将零件的内部做成稀疏网格结构，这样既可以节省成形材料，又可以大大减
3、少造型时间。对于光固化工艺而言，制作空心网格结构时需要在零件的表面开孔以保证残余的树脂能够流出，同时网格应该相互贯通，因此制作这种空心网格结构的实现难度较大。选择性激光烧结工艺也存在类似的困难。成形样件强度好，易于装配，可进行消失模铸造：MEM工艺的成形件强度高，打磨性能也比较好。在成形零件表面挂涂陶瓷浆料，经过高温焙烧后ABS件会完全气化挥发，从而可以获得陶瓷型腔，用于金属浇注即可获得金属件。采用这种办法可以间接实现金属零件的快速成形。表面质量较好：熔融挤压快速成形技术制造的模型表面比较光滑、平整，由于填充纹理比较细密，不经过打磨也可以呈现良好的表面。2、缺点 由于喷头的运动系统通常是采用皮
4、带导轨驱动或丝杠导轨驱动，扫描速度的绝对值与振镜系统相比要小得多，因此在制作一些大型零件时成形速度显得略慢。但是与光固化工艺和选择性激光烧结工艺相比，MEM工艺没有树脂涂覆过程和铺粉过程，而且实体内部可以制作空心网格结构，因此在制作有些大型零件时，MEM工艺与其它两种工艺相比速度相差并不明显。典型工艺运行成本的比较快速成形设备运行的费用主要有激光器每小时损耗、材料每小时用量、耗电量费用、设备折旧费、房租、水电、人员工资这几部分组成。而耗电量为每小时1.6元，在此我们忽略不计，设备折旧费、房租、水电、人员工资均由各单位自己制定，因此我们只比较材料每小时费用和激光器每小时损耗折损费用即可反映各种典
5、型工艺运行的成本优劣势。按照每小时计算费用比较，请见下图。一些典型MEM工艺制作的物品MEM工艺可以一次成形复杂的曲面制作。图中机器人的两个曲面可以完全的吻合，通过MEM工艺就可以实现。在产品设计时，通过将三维图形快速地制作出模型，能够更直观地体现实物的特点，及早发现产品在设计过程中存在的问题。可对话机器人MEM工艺可以实现模型的活动。图中铲土机的轮子和铲子都是可以自由活动的。玩 具 铲 土 车MEM工艺可以制作表面效果良好的作品。如图四个玩偶的各个曲面均呈现良好的、光滑的效果，玩偶的每一弧度均可以精细的表现出来。MEM工艺可以实现薄壁件的制作。图中帆船的旗杆尖端和帆的厚度仅为1mm，这种细薄
6、部分制作的可行性使得MEM工艺可以在各种物件的设计中得到很好的实现，可以将新的概念、设想很快地得到模型，缩短设计的时间。MEM工艺可以方便我们的生活。许多日常用品中的塑料制品都可以利用ABS工业塑料通过熔融挤压快速成形技术来制作，我们清洁时用的吸尘器、塑料烟灰缸等等就是很好的例子。吸 尘 器MEM工艺在各行业领域中的应用1、汽车制造业中的应用某汽车生产厂由于车型的变化要求，一些零件需要快速制作出来，验证其设计的合理性。而快速成形技术可以在零件设计出来后短时间内制作出可以装配、有一定功能性的快速成形产品。另外，如果直接将三维立体图形投入实体生产，这样产品被市场认可的风险是很大的，而MEM工艺可以
7、解决这一问题。例如空调罩产品在招标过程中，可以利用样品参加，减少了招投标成本。2、家电产品中的应用电动工具与家电产品的外形设计，是这类产品是否具有市场竞争力的重要方面。快速成形技术可以协助工业产品设计师及时修改设计方案，有效地争夺设计时间，为企业快速占领市场提供了先决条件。3、工艺品中的应用 快速成形技术可以使得工业设计更加方便、快捷、准确。将设计师的设计意图表达在快速成型模型中，短时间内验证设计理念的合理性和可行性。4、仿古建筑领域中的应用 我国古代的许多建筑都具有浓厚的历史文化气息，越来越受到人们的喜爱，将古建筑制作成精致的模型，作为工艺品来欣赏，通过MEM技术就可以方便地实现。我们可以通
8、过反求工程得到建筑物的三维CAD模型，将其输入快速成形系统，由数据处理软件进行零件信息处理和工艺规划，然后自动生成数控代码控制成形模型。这样，古建筑的历史文化信息就浓缩在了精美的模型中了。5、医学领域中的应用某公司曾经与医院进行了很好合作，在颌面骨修复手术中，快速成形技术帮助医生准确确定面部创伤的位置、创伤的面积，以保证手术安全快速的完成。另外，某公司协助军区总医院做的脊椎骨、连体婴儿的手术也非常的成功。6、考古中的应用 在考古工作中，MEM工艺也做出了巨大的贡献，某公司的MEM工艺曾在中科院鹤骨研究项目中，发挥了重要作用，很好的服务了考古工作的展开。7、铸造领域的应用 由于MEM工艺所采用的材料熔点低，在制作好的模型表面挂上陶瓷浆料，进行高温焙烧，在700800摄氏度左右ABS材料会完全气化挥发，获得的陶瓷型腔可用于金属浇注，从而可获得金属件的快速制造。熔融挤压快速成形工艺的发展趋势由于熔融挤压快速成形工艺具有的显著优点，该工艺发展极为迅速。MEN设备未来将向桌面化发展，在金属零件直接快速制造中也会得到越来越多的应用，另外，快速制造技术与传统工业、快速制造与微纳制造、快速制造与生物医学制造领域的结合应用将更加的普及和深入。部分熔融挤压成型设备熔融挤压成型三维打印机熔融挤压台式快速成型机HTS-400