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1、快速成型设施总结快速成形机系统中比较成熟的有SLA、SLS、LOM和FDM等方法。本文将对这几种 方法得成型材料、制件性能、主要用途、方法特点、优缺点及讨论单位几个方面进行介绍:一、SLA (光固化成型法)成形材料:液态光敏树脂;制件性能:相当于工程塑料或蜡模;主要用途:高精度塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。方法的特点:精度高、表面质量好、原材料采用率将近100%,能成型外形特殊简单(如 空心零件)、特殊精细(如手饰、工艺品等)的零件。缺点是设施价格相对较贵。优点:1、系统工作稳定。系统一旦开头工作,构建零件的全过程完全自动运行,无需专人看 管,直到整个工艺过程结束。2、尺寸精度较高,可确保工
2、件的尺寸精度在0.1mm以内。3、表面质量较好,工件的最上层表面很光滑,侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲 面不平。4、系统辨别率较高,因此能构建简单结构的工件。缺点:1、随着时间推移,树脂会汲取空气中的水分,导致软薄部分的弯曲和卷翅。2、氯-镉激光管的寿命仅3000小时,价格较昂贵。同时需对整个截面进行扫描固化, 成型时间较长,因此制作成本相对较高。3、可选择的材料种类有限,必需是光敏树脂。由这类树脂制成的工件在大多数状况下 都不能进行耐久性和热性能试验,且光敏树脂对环境有污染,使皮肤过敏。4、需要设计工件的支撑结构,以便确保在成型过程中制作的每一个结构部委都能牢靠 定位。讨论单位:美国:3
3、D Systems公司SLA系列,Aaroflex公司日本 SONY/D-MEC 公司,Teijin Seiki 公司德国:EOS公司(价格在百万以上)二、SLS (激光选区烧结法)成形材料:工程塑料粉末;如聚碳酸酯、尼龙、覆膜金属制件性能:相当于工程塑料、蜡模、砂型;主要用途:塑料件、铸造用蜡模、样件或模型特点:机器比较昂贵,制作的零件表面粗糙,后处理比较麻烦,例如要在表面涂敷环氧树 脂固化、打磨等。还有一个问题是成型件的致密程度较差。优点:1、与其他工艺相比,能生产最硬的模具。2、可以采纳多种原料,例如绝大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等。3、零件的构建时间短,可达到lin/h高度。4、无
4、需对零件进行后矫正。5、无需设计和构造支撑。选择性烧结的最大优点是可选用多种材料,适合不同的用途、所制|考试|大|作的原型 产品具有较高的硬度,可进行功能试验。缺点:L在加工前,要花近2小时的时间将粉末加热到熔点以下,当零件构建之后,还要花5-10小时冷却,然后才能将零件从粉末缸中取出。2、表面的粗糙度收粉末颗粒大小及激光点的限制。3、零件的表面一般是多孔性的,为了使表面光滑必需进行后处理。4、需要对加工室不断充氮气以确保烧结过程的平安性,加工的成本高。5、该工艺产生有毒气体,污染环境。讨论单位:美国的DTM公司、3D Systems公司、德国的EOS公司三、LOM (叠层实体制造法)成形材料
5、:涂敷有热敏胶的纤维纸;制件性能:相当于高级木材;主要用途:快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。优点:1、由于只需要使激光束沿着物体的轮廓进行切割,无需扫描整个断面,所以这是一个 高速的快速原型工艺。零件体积越大,效率越高。2、加工后零件可以直接使用,无|考试|大|需进行后矫正。3、无需设计和构建支撑结构。4、易于使用,无环境污染。缺点:1、可实际应用的原材料种类较少,尽管可选用若干原材料,例如纸、塑料、陶土以及 合成材料,但目前常用的只是纸,其他箔材商在研制开发中。2、纸制零件很简洁吸潮,必需马上进行后处理、上漆。3、难以构建精细外形的零件,即仅限于结构简洁的零件。4、由于难以(虽然并非不
6、行能)去除里面的废料,该工艺不宜构建内部结构简单的零 件。当加工室的温度过高时常有火灾发生。讨论单位:美国的Helisys公司日本的Kira公司,Sparx公司新加坡的Kinergy公司四、FDM (熔融沉积法)成形材料:成形材料:体丝状工程塑料;制件性能:相当于工程塑料或蜡模;主要用途:塑料件、铸造用蜡模、样件或模型特点:这种技术可在一些小型简单结构器件的一次整体制造中使用,而无需分件加工 和装配,是一个材料与结构一体化的方法,是进展微机械制造的一条有效途径。优点:1、制造系统可用于办公环境,没有毒气或化学物质的危急。2、工艺洁净、简洁、易于材作且不产生垃圾。3、可快速构建瓶状或中空零件。4、原材料以卷轴丝的形式供应,易于搬运和快速更换。5、原材料费用低,一般零件均低于20美元。6、可选用多种材料,如可染色的ABS和医用ABS、浇铸用蜡和人造橡胶。缺点:1、精度较低,难以构建结构简单的零件。2、垂直方向强度小。3、速度较慢,不适合构建大型零件。讨论单位:美国的Stratasys公司、MedModeler公司