快速成型概述PPT課件

1、第1頁(yè)/共56頁(yè)一、快速成型技術(shù)概述一、快速成型技術(shù)概述 二、快速成型技術(shù)加工方法和設(shè)備二、快速成型技術(shù)加工方法和設(shè)備 三、快速成型技術(shù)的應(yīng)用三、快速成型技術(shù)的應(yīng)用 四、快速成型技術(shù)中的問(wèn)題四、快速成型技術(shù)中的問(wèn)題五、展望五、展望第2頁(yè)/共56頁(yè)一、一、RP技術(shù)概述技術(shù)概述1、RP技術(shù)的發(fā)展歷史技術(shù)的發(fā)展歷史 快速成型快速成型(Rapid Prototyping,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱RP)技術(shù)是技術(shù)是20世紀(jì)世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來(lái)的年代后期發(fā)展起來(lái)的, 是由是由CAD模型直接驅(qū)動(dòng)的模型直接驅(qū)動(dòng)的快速制造任意復(fù)雜形狀三維物理實(shí)體的技術(shù)總稱。快速制造任意復(fù)雜形狀三維物理實(shí)體的技術(shù)總稱。 1986年美國(guó)年美國(guó)

2、3D Systems公司率先推出了稱為公司率先推出了稱為Stereolithography Apparatus （簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱SLA）的激光快）的激光快速成型制造系統(tǒng)，引起工業(yè)界的廣泛興趣并且速成型制造系統(tǒng)，引起工業(yè)界的廣泛興趣并且RP得到得到了異乎尋常的迅猛發(fā)展。了異乎尋常的迅猛發(fā)展。 第3頁(yè)/共56頁(yè) 目前美國(guó)在目前美國(guó)在RP領(lǐng)域處于主導(dǎo)地位，德國(guó)、領(lǐng)域處于主導(dǎo)地位，德國(guó)、以色列、日本也處于國(guó)際領(lǐng)先水平。以色列、日本也處于國(guó)際領(lǐng)先水平。 在在RP領(lǐng)域國(guó)內(nèi)有清華大學(xué)、西安交通大領(lǐng)域國(guó)內(nèi)有清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、華中科技大學(xué)，北京學(xué)、南京航空航天大學(xué)、華中科技大學(xué)，北京隆源公司

3、等。隆源公司等。 第4頁(yè)/共56頁(yè)2、RP技術(shù)原理和成型過(guò)程技術(shù)原理和成型過(guò)程 傳統(tǒng)加工傳統(tǒng)加工：去材法、變形法。：去材法、變形法。 RP加工加工：材料累加法。：材料累加法。計(jì)算機(jī)科學(xué)CAD/ CAM數(shù)控技術(shù)激光技術(shù)新材料RP 自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確制品第5頁(yè)/共56頁(yè)RPRP技術(shù)基本原理技術(shù)基本原理：離散離散堆積（疊加）堆積（疊加） 后處理：打磨、拋光、涂掛、燒結(jié)等三維模型構(gòu)建：Pro/E、UG、SolidWorks、激光掃描、CT斷層掃描等 三維模型的近似處理:三角形平面來(lái)逼近原來(lái)的模型（STL文件） 三維模型的切片處理：加工方向（Z方向）進(jìn)行分層成型加工：成型頭（激光頭或噴頭）按各截面輪廓信息

4、掃描間隔一般取0.05m-0.5mm，常用0.1mm 第6頁(yè)/共56頁(yè)圖3、 RP成型過(guò)程圖各層固化粘結(jié)：樹(shù)脂或塑料的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)固化、無(wú)化學(xué)反應(yīng)的熔融粘結(jié)固化和用粘結(jié)劑將片體粘結(jié)的方法。 第7頁(yè)/共56頁(yè)3、RP技術(shù)的特點(diǎn)和影技術(shù)的特點(diǎn)和影響響 新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一般過(guò)程：新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一般過(guò)程：設(shè)計(jì)試制試驗(yàn)征求用戶意見(jiàn)市場(chǎng)推銷生產(chǎn)修改定型RP：設(shè)計(jì)、成型，時(shí)間，成本 模具：制模、試模、修模，時(shí)間，成本第8頁(yè)/共56頁(yè)RPRP技術(shù)的主要特點(diǎn)：技術(shù)的主要特點(diǎn)：（1）可以制造任意復(fù)雜的三維幾何實(shí)體）可以制造任意復(fù)雜的三維幾何實(shí)體;（2）快速性）快速性 :幾個(gè)小時(shí)到幾十個(gè)小時(shí)就可制造出零件幾個(gè)小時(shí)到幾十個(gè)小時(shí)

5、就可制造出零件;（3）高度柔性：無(wú)需任何專用夾具或工具）高度柔性：無(wú)需任何專用夾具或工具;（4）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與性能的及時(shí)快速優(yōu)化）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與性能的及時(shí)快速優(yōu)化;（5）進(jìn)行小批量生產(chǎn)）進(jìn)行小批量生產(chǎn);（6）RP技術(shù)有利于環(huán)保技術(shù)有利于環(huán)保.第9頁(yè)/共56頁(yè)二、二、RPRP技術(shù)加工方法和設(shè)備技術(shù)加工方法和設(shè)備 目前RPRP技術(shù)的快速成型工藝方法有十多種?，F(xiàn)簡(jiǎn)要介紹四種比較成熟且常用的四種成型方法： (1)(1)光固化成型（ StereoLithography Apparatus ，SLASLA） (2)(2)分層實(shí)體制造（Laminated Object Manufacturing，LOMLOM） (

6、3)(3)選擇域激光粉末燒結(jié)成型（Selective Laser Sintering ，SLSSLS） (4)(4)熔融沉積成型（ Fused Deposition Modeling ，F(xiàn)DMFDM） 第10頁(yè)/共56頁(yè)1、SLA 光固化光固化法是第一個(gè)投入商業(yè)應(yīng)用的法是第一個(gè)投入商業(yè)應(yīng)用的RP技術(shù)技術(shù),它以美國(guó)它以美國(guó)3D Systems公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的SLA系系列成型機(jī)為代表。列成型機(jī)為代表。 SLA技術(shù)是基于液態(tài)光敏樹(shù)脂的光聚合技術(shù)是基于液態(tài)光敏樹(shù)脂的光聚合原理工作的原理工作的，這種液態(tài)材料在一定波長(zhǎng)和強(qiáng)度，這種液態(tài)材料在一定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的紫外光照射下能迅速發(fā)生光聚合反應(yīng)，分子的紫外光

7、照射下能迅速發(fā)生光聚合反應(yīng)，分子量急劇增大，材料也就從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)。量急劇增大，材料也就從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)。 第11頁(yè)/共56頁(yè)SLASLA工作原理工作原理: :圖4、SLA工作原理圖第12頁(yè)/共56頁(yè)第13頁(yè)/共56頁(yè)SLASLA優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： (1)原材料的利用率將近原材料的利用率將近100% ； (2)尺寸精度高尺寸精度高( 0. 1 mm)； (3)表面質(zhì)量?jī)?yōu)良；表面質(zhì)量?jī)?yōu)良； (4)可以制作結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的模型?？梢灾谱鹘Y(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的模型。SLASLA缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： (1)成型過(guò)程中伴隨著物理和化學(xué)變化，所以制件較易成型過(guò)程中伴隨著物理和化學(xué)變化，所以制件較易彎曲，需要支撐，如圖彎曲，需要支

8、撐，如圖5； (2)可使用的材料種類較少；可使用的材料種類較少； (3)液態(tài)樹(shù)脂具有氣味和毒性，并且需要避光保護(hù)，以液態(tài)樹(shù)脂具有氣味和毒性，并且需要避光保護(hù)，以防止提前發(fā)生聚合反應(yīng)，選擇時(shí)有局限性。防止提前發(fā)生聚合反應(yīng)，選擇時(shí)有局限性。第14頁(yè)/共56頁(yè)圖5、SLA成型中加入支撐示意圖第15頁(yè)/共56頁(yè)2、LOM LOMLOM工藝由美國(guó)HelisysHelisys于19861986年研制成功。LOMLOM工藝采用薄片材料，如紙、塑料薄膜等。片材表面事先涂覆上一層熱熔膠。其主要零部件有：工作平臺(tái)、COCO2 2激光器、加熱輥、供料與收料輥等。圖6、LOM原理圖熱壓輥熱壓片材激光器切割出零件截面輪

9、廓和工件外框工作臺(tái)下降滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)上升第16頁(yè)/共56頁(yè)圖7、多余網(wǎng)格部分的去除第17頁(yè)/共56頁(yè)薄殼件 頭蓋骨 LOM 2030 H機(jī)器外觀第18頁(yè)/共56頁(yè)LOMLOM優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： （1）成型效率高。成型效率高。LOM工藝只需在片材上切割出零工藝只需在片材上切割出零件截面的輪廓，而不用掃描整個(gè)截面，因此成型厚壁零件截面的輪廓，而不用掃描整個(gè)截面，因此成型厚壁零件的速度較快，易于制造大型零件；件的速度較快，易于制造大型零件； （2）無(wú)翹曲變形。無(wú)翹曲變形。工藝過(guò)程中不存在材料相變，因此工藝過(guò)程中不存在材料相變，因此沒(méi)有熱應(yīng)力、膨脹和收縮不易引起翹曲變形；沒(méi)有熱應(yīng)力、膨脹和收縮不易引起翹曲變形

10、； （3）無(wú)需加支撐。無(wú)需加支撐。工件外框與截面輪廓之間的多余材工件外框與截面輪廓之間的多余材料在加工中起到了支撐作用，所以料在加工中起到了支撐作用，所以LOM工藝無(wú)需加支工藝無(wú)需加支撐。撐。LOMLOM缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 材料浪費(fèi)嚴(yán)重，表面質(zhì)量差。材料浪費(fèi)嚴(yán)重，表面質(zhì)量差。第19頁(yè)/共56頁(yè)3、SLS SLSSLS工藝最初由美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校(UIIiversity of Texas at Austin)(UIIiversity of Texas at Austin)的Carl Carl DeckardDeckard于19891989年在其碩士論文中提出，后由TexasTexas大學(xué)組建的D

11、TMDTM公司于19921992年推出了該工藝的商業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備SinterstationSinterstation。 該工藝實(shí)用高功率的激光加熱，把粉末熔化在一起形成零件，SLSSLS工藝的重要吸引力是可用于多種熱塑性塑料的成型, ,如尼龍、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯類、聚苯乙烯、聚氯乙烯、高密度聚乙烯等。第20頁(yè)/共56頁(yè)SLS工作原理：工作原理：鋪粉激光器掃描圖8、SLS工作原理圖第21頁(yè)/共56頁(yè)第22頁(yè)/共56頁(yè) SLS方法中的方法中的工藝參數(shù)工藝參數(shù)對(duì)粉末的熔融有很大影響，對(duì)粉末的熔融有很大影響，如如激光功率激光功率、光斑大小光斑大小、掃描速度掃描速度、掃描間距掃描間距、單層厚、單層厚度、

12、度、粉床溫度粉床溫度等都會(huì)影響燒結(jié)件的性能。等都會(huì)影響燒結(jié)件的性能。 激光功率激光功率較低時(shí)較低時(shí),燒結(jié)件的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度燒結(jié)件的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度均隨激光功率的增加而增加。激光功率過(guò)大時(shí)引起粉末均隨激光功率的增加而增加。激光功率過(guò)大時(shí)引起粉末的氧化降解的氧化降解,從而降低了燒結(jié)件的強(qiáng)度。從而降低了燒結(jié)件的強(qiáng)度。 掃描速度掃描速度決定了激光束對(duì)粉末的加熱時(shí)間決定了激光束對(duì)粉末的加熱時(shí)間,在激在激光功率相同的情況下光功率相同的情況下,掃描速度越低掃描速度越低,激光對(duì)粉末的加熱激光對(duì)粉末的加熱時(shí)間越長(zhǎng)時(shí)間越長(zhǎng),傳輸?shù)臒崃慷鄠鬏數(shù)臒崃慷?粉末熔化較好粉末熔化較好,燒結(jié)件的強(qiáng)度高。燒結(jié)件的強(qiáng)度高。

13、但過(guò)低的掃描速度導(dǎo)致粉末表面的溫度過(guò)高但過(guò)低的掃描速度導(dǎo)致粉末表面的溫度過(guò)高,不僅不能不僅不能提高燒結(jié)件的強(qiáng)度提高燒結(jié)件的強(qiáng)度,還會(huì)影響成型速度。還會(huì)影響成型速度。 第23頁(yè)/共56頁(yè) 單層層厚單層層厚指鋪粉厚度指鋪粉厚度,即工作缸下降一層的高度。即工作缸下降一層的高度。對(duì)于某一制品對(duì)于某一制品,采用較大的單層厚度采用較大的單層厚度,所需制造的總層數(shù)所需制造的總層數(shù)少少,制造時(shí)間短。但由于激光在粉末中的透射強(qiáng)度隨厚制造時(shí)間短。但由于激光在粉末中的透射強(qiáng)度隨厚度的增加而急劇下降度的增加而急劇下降,單層厚度過(guò)大單層厚度過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致層與層之間會(huì)導(dǎo)致層與層之間黏結(jié)不好黏結(jié)不好,甚至出現(xiàn)分層甚至出現(xiàn)分層

14、,嚴(yán)重影響成型件的強(qiáng)度。嚴(yán)重影響成型件的強(qiáng)度。 SLS的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需支撐是無(wú)需支撐,成型的零件機(jī)械性能好成型的零件機(jī)械性能好,強(qiáng)度高。強(qiáng)度高。缺點(diǎn)缺點(diǎn)是粉末比較松散是粉末比較松散,燒結(jié)后精度不高燒結(jié)后精度不高,尤其是尤其是Z軸方向的精度難以控制。軸方向的精度難以控制。第24頁(yè)/共56頁(yè)4 4、FDMFDM FDMFDM工藝由美國(guó)工程師ScottCrumpScottCrump于19881988年研制成功。FDMFDM的材料一般是熱塑性材料，以絲狀供料。材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化，噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將熔化的材料擠出，材料迅速凝固，并與周圍的材料凝結(jié)。加熱絲狀材料噴頭掃描并噴出半

15、流動(dòng)狀材料材料固化圖9、FDM原理圖第25頁(yè)/共56頁(yè)第26頁(yè)/共56頁(yè) 噴頭是實(shí)現(xiàn)噴頭是實(shí)現(xiàn)FDM工藝的關(guān)鍵部件，噴頭結(jié)構(gòu)設(shè)工藝的關(guān)鍵部件，噴頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制方法是否合理，直接關(guān)系到成型過(guò)程能否順利計(jì)和控制方法是否合理，直接關(guān)系到成型過(guò)程能否順利進(jìn)行，并影響成型的質(zhì)量進(jìn)行，并影響成型的質(zhì)量 ，另一方面為了提高生產(chǎn)效，另一方面為了提高生產(chǎn)效率可以采用多噴頭，美國(guó)率可以采用多噴頭，美國(guó)3D公司推出的公司推出的Actua2100,其其噴頭數(shù)多達(dá)噴頭數(shù)多達(dá)96個(gè)。個(gè)。 在成型有支撐制件時(shí)單噴頭和雙噴頭的比較：在成型有支撐制件時(shí)單噴頭和雙噴頭的比較：成型材料支撐材料單噴頭雙噴頭密實(shí)疏松水溶性或低熔點(diǎn)材

16、料溶于水或加熱剝離第27頁(yè)/共56頁(yè) 目前，目前，F(xiàn)DM系統(tǒng)采用柱塞式噴頭（如圖系統(tǒng)采用柱塞式噴頭（如圖10）和）和螺桿式擠出噴頭（如圖螺桿式擠出噴頭（如圖11）。）。 圖10、柱塞式噴頭圖11、螺桿式噴頭第28頁(yè)/共56頁(yè)FDMFDM的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)：(1)由于熱融擠壓頭系統(tǒng)構(gòu)造原理和操作簡(jiǎn)單，維護(hù)成本由于熱融擠壓頭系統(tǒng)構(gòu)造原理和操作簡(jiǎn)單，維護(hù)成本低，系統(tǒng)運(yùn)行安全；低，系統(tǒng)運(yùn)行安全；(2)原材料在成型過(guò)程中無(wú)化學(xué)變化，制件的翹曲變形小；原材料在成型過(guò)程中無(wú)化學(xué)變化，制件的翹曲變形小；(3)原材料利用率高，且材料壽命長(zhǎng)。原材料利用率高，且材料壽命長(zhǎng)。FDM的缺點(diǎn)：的缺點(diǎn)：(1)成型件的表面有較明顯

17、的條紋；成型件的表面有較明顯的條紋；(2)沿成型軸垂直方向的強(qiáng)度比較弱；沿成型軸垂直方向的強(qiáng)度比較弱；(3)需要設(shè)計(jì)與制作支撐結(jié)構(gòu)，如圖需要設(shè)計(jì)與制作支撐結(jié)構(gòu)，如圖12。第29頁(yè)/共56頁(yè)圖12、FDM快出成型支撐結(jié)構(gòu)圖第30頁(yè)/共56頁(yè)三、快速成型技術(shù)的應(yīng)用三、快速成型技術(shù)的應(yīng)用 快速成型技術(shù)的最初應(yīng)用主要集中在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)快速成型技術(shù)的最初應(yīng)用主要集中在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)、中的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)、 功能試驗(yàn)上。功能試驗(yàn)上。 設(shè)計(jì)人員根據(jù)快速成型設(shè)計(jì)人員根據(jù)快速成型得到的試件原型對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行試驗(yàn)分析、得到的試件原型對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行試驗(yàn)分析、 性性能評(píng)價(jià)能評(píng)價(jià) ,借此縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期、借此縮

18、短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期、 降低設(shè)計(jì)費(fèi)用。經(jīng)降低設(shè)計(jì)費(fèi)用。經(jīng)過(guò)十幾來(lái)的發(fā)展過(guò)十幾來(lái)的發(fā)展 ,快速成型技術(shù)早已突破了其最初意義快速成型技術(shù)早已突破了其最初意義上的上的 “原型原型” 概念概念 ,向著快速零件、向著快速零件、 快速工具等方向快速工具等方向發(fā)展。發(fā)展。 第31頁(yè)/共56頁(yè) 目前RPRP技術(shù)已得到了工業(yè)界的普遍關(guān)注, , 尤其在家用電器、汽車、玩具、輕工業(yè)產(chǎn)品、建筑模型、醫(yī)療器械及人造器官模型、航天器、軍事裝備、考古、工業(yè)制造、雕刻、電影制作以及從事CAD CAD 的部門(mén)都得到了良好的應(yīng)用. . 其用途主要體現(xiàn)在以下6 6個(gè)方面: :第32頁(yè)/共56頁(yè) 1 1、新產(chǎn)品研制開(kāi)發(fā)階段的試驗(yàn)驗(yàn)證;

19、; 2 2、新產(chǎn)品投放市場(chǎng)前的調(diào)研和宣傳; ; 3 3、基于快速成型技術(shù)的快速制模（RTRT，Rapid Rapid ToolingTooling）技術(shù). . RPRP方法對(duì)使用材料的限制，并不能夠完全替代最終的產(chǎn)品。 在新產(chǎn)品功能檢驗(yàn)、投放市場(chǎng)試運(yùn)行和準(zhǔn)確獲得用戶使用后的反饋信息等方面，仍需要由實(shí)際材料制造的產(chǎn)品。 因此, ,利用RPRP原型作母模來(lái)翻制模具， 這便產(chǎn)生了基于RPRP的快速模具制造技術(shù)（RTRT）。 第33頁(yè)/共56頁(yè) RP+RTRP+RT技術(shù)提供了一條從模具的CADCAD模型直接制造模具的新概念和方法。 它將模具的概念設(shè)計(jì)和加工工藝集成在一個(gè)CADCADCAMCAM系統(tǒng)內(nèi)，

20、并行工程的應(yīng)用，為信息流的暢通流動(dòng)創(chuàng)造了良好的條件。 第34頁(yè)/共56頁(yè)RT方法的分類：方法的分類： 按功能用途可分為按功能用途可分為：塑料模、鑄：塑料模、鑄(型型)模、沖壓模、模、沖壓模、鍛造模及石墨電極研磨母模。鍛造模及石墨電極研磨母模。 按制模材料可分為按制模材料可分為簡(jiǎn)易模簡(jiǎn)易模(也稱作軟模、經(jīng)濟(jì)模也稱作軟模、經(jīng)濟(jì)模或非鋼制?；蚍卿撝颇?和鋼制硬模。和鋼制硬模。 根據(jù)不同的制模工藝方法根據(jù)不同的制模工藝方法，快速模具可分直接，快速模具可分直接快速模具和間接快速模具。快速模具和間接快速模具。 直接快速模具直接快速模具，亦即快速成型模具，以快速成，亦即快速成型模具，以快速成型件直接作為成形

21、模具。型件直接作為成形模具。 間接快速模具間接快速模具，亦即型腔復(fù)制模具，以快速成，亦即型腔復(fù)制模具，以快速成型件為母模，通過(guò)型腔復(fù)制制作模具，包括硅橡膠復(fù)制、型件為母模，通過(guò)型腔復(fù)制制作模具，包括硅橡膠復(fù)制、金屬冷噴涂、精密鑄造、樹(shù)脂材料型腔復(fù)制等。金屬冷噴涂、精密鑄造、樹(shù)脂材料型腔復(fù)制等。第35頁(yè)/共56頁(yè) 目前，基于目前，基于RP的的RT的方法多為間接制模法，依的方法多為間接制模法，依據(jù)材質(zhì)不同，間接制模法生產(chǎn)出來(lái)的模具一般分為據(jù)材質(zhì)不同，間接制模法生產(chǎn)出來(lái)的模具一般分為軟質(zhì)軟質(zhì)模具模具和和硬質(zhì)模具硬質(zhì)模具兩大類。兩大類。 軟質(zhì)模具制造方法主要有軟質(zhì)模具制造方法主要有樹(shù)脂澆注法樹(shù)脂澆注法

22、、金屬噴金屬噴涂法涂法、電鍍法電鍍法、硅橡膠澆鑄法硅橡膠澆鑄法等。等。（1）硅橡膠澆注法）硅橡膠澆注法 制作過(guò)程為：制作過(guò)程為：原型的表面處理涂刷脫模劑，固定原型并放置型框 硅橡膠計(jì)量、真空脫泡后進(jìn)行混合 澆注硅橡膠混合體 硅橡膠固化后，刀剖開(kāi)模，取出原型 第36頁(yè)/共56頁(yè)以藝術(shù)品寶塔為原型制作硅橡膠模的過(guò)程：以藝術(shù)品寶塔為原型制作硅橡膠模的過(guò)程：寶塔的三維模型 模型分層處理 寶塔實(shí)物模型 制作型框并固定原型 硅橡膠的澆注 硅橡膠的固化拆除型框 原型去除 修模 第37頁(yè)/共56頁(yè)（2）樹(shù)脂澆注法）樹(shù)脂澆注法 硅橡膠模具僅適用于制品數(shù)量較少的生產(chǎn)，若制硅橡膠模具僅適用于制品數(shù)量較少的生產(chǎn)，若制

23、品數(shù)量較大時(shí)，可用快速原型翻制環(huán)氧樹(shù)脂模具。該方品數(shù)量較大時(shí)，可用快速原型翻制環(huán)氧樹(shù)脂模具。該方法是將液態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂與有機(jī)或無(wú)機(jī)材料復(fù)合作為基體法是將液態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂與有機(jī)或無(wú)機(jī)材料復(fù)合作為基體材料，以原型為母模澆注模具的一種制模方法。材料，以原型為母模澆注模具的一種制模方法。 其其工藝過(guò)程工藝過(guò)程為：為： 采用技術(shù)制作原型；將原型進(jìn)行表面處理并采用技術(shù)制作原型；將原型進(jìn)行表面處理并涂刷脫模劑；設(shè)計(jì)制作?？?；選擇和設(shè)計(jì)分型面；涂刷脫模劑；設(shè)計(jì)制作模框；選擇和設(shè)計(jì)分型面；澆注樹(shù)脂；開(kāi)模并取出原型。澆注樹(shù)脂；開(kāi)模并取出原型。 第38頁(yè)/共56頁(yè) 用樹(shù)脂澆注法快速制作模具，工藝簡(jiǎn)單、成本低廉。用樹(shù)脂澆

24、注法快速制作模具，工藝簡(jiǎn)單、成本低廉。 樹(shù)脂型模具傳熱性能好、強(qiáng)度高且型面不需加工，適用于樹(shù)脂型模具傳熱性能好、強(qiáng)度高且型面不需加工，適用于注塑模、薄板拉伸模、吸塑模及聚氨酯發(fā)泡成形模等。注塑模、薄板拉伸模、吸塑模及聚氨酯發(fā)泡成形模等。第39頁(yè)/共56頁(yè)（3）金屬噴涂法）金屬噴涂法 金屬噴涂法是以原型作基體樣模，將低熔點(diǎn)金金屬噴涂法是以原型作基體樣模，將低熔點(diǎn)金屬或合金噴涂到樣模表面上形成金屬薄殼，然后背襯充屬或合金噴涂到樣模表面上形成金屬薄殼，然后背襯充填復(fù)合材料而制作模具的方法。填復(fù)合材料而制作模具的方法。 金屬噴涂法工藝簡(jiǎn)單、周期短，型腔及其表面精金屬噴涂法工藝簡(jiǎn)單、周期短，型腔及其表面

25、精細(xì)花紋可一次同時(shí)成形。細(xì)花紋可一次同時(shí)成形。 模具耐磨性能好、尺寸精度高。制作過(guò)程中要注模具耐磨性能好、尺寸精度高。制作過(guò)程中要注意的是解決好涂層與原型表面的貼合和脫離問(wèn)題。意的是解決好涂層與原型表面的貼合和脫離問(wèn)題。第40頁(yè)/共56頁(yè)（4）電成形制模法）電成形制模法 電成形制模法又稱電成形制模法又稱電鑄制模法電鑄制模法。其原理和制造。其原理和制造過(guò)程與金屬噴涂法比較類似，又稱電鑄制模法。過(guò)程與金屬噴涂法比較類似，又稱電鑄制模法。 它是它是采用電化學(xué)原理，通過(guò)電解液使金屬沉積采用電化學(xué)原理，通過(guò)電解液使金屬沉積在原型表面，然后背襯其他充填材料來(lái)制作模具的方法在原型表面，然后背襯其他充填材料來(lái)

26、制作模具的方法。 電成形法制作的模具復(fù)制性好且尺寸精度高，適電成形法制作的模具復(fù)制性好且尺寸精度高，適合于精度要求較高、形態(tài)均勻一致和形狀、花紋不規(guī)則合于精度要求較高、形態(tài)均勻一致和形狀、花紋不規(guī)則的型腔模具，如人物造型模具、兒童玩具和鞋模等。的型腔模具，如人物造型模具、兒童玩具和鞋模等。 第41頁(yè)/共56頁(yè) 軟質(zhì)模具的壽命一般為50-5000件，對(duì)于上萬(wàn)件乃至幾十萬(wàn)件的產(chǎn)品，仍然需要傳統(tǒng)的鋼質(zhì)模具，硬質(zhì)模具指的就是鋼質(zhì)模具，利用RP成型制作鋼質(zhì)模具的主要方法有熔模鑄造法、電火花加工法、陶瓷型精密鑄造法等。第42頁(yè)/共56頁(yè)4、新材料的研、新材料的研究究 在開(kāi)發(fā)在開(kāi)發(fā)RP加工方法的過(guò)程中，需要

27、使用一些特加工方法的過(guò)程中，需要使用一些特殊的材料，甚至是開(kāi)發(fā)出適用于此方法的新材料，所以殊的材料，甚至是開(kāi)發(fā)出適用于此方法的新材料，所以在研究在研究RP加工方法的過(guò)程中也研制了新的材料。加工方法的過(guò)程中也研制了新的材料。 同時(shí)對(duì)于新研究的材料，同時(shí)對(duì)于新研究的材料，RP技術(shù)提供了檢驗(yàn)此技術(shù)提供了檢驗(yàn)此材料和其制品性能的一種方法。材料和其制品性能的一種方法。第43頁(yè)/共56頁(yè)5、修復(fù)醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用、修復(fù)醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 快速成型技術(shù)在修復(fù)醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要集中在快速成型技術(shù)在修復(fù)醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要集中在人工假體、人工活性骨等方面。比如應(yīng)用快速成型制作人工假體、人工活性骨等方面。比如應(yīng)用快速成型制作出假體

28、的原型出假體的原型,而后翻制金屬假體，植入人體而后翻制金屬假體，植入人體,取代受傷取代受傷的器官而達(dá)到康復(fù)的目的。的器官而達(dá)到康復(fù)的目的。 快速成型系統(tǒng)能夠制作出多孔性結(jié)構(gòu)快速成型系統(tǒng)能夠制作出多孔性結(jié)構(gòu),首先使用首先使用可降解材料制成內(nèi)部多孔疏松的代用骨可降解材料制成內(nèi)部多孔疏松的代用骨, 疏松孔中填以疏松孔中填以活性因子活性因子, 置入人體置入人體, 即可代替人體骨骼即可代替人體骨骼,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間經(jīng)過(guò)一段時(shí)間可降解材料被人體降解、吸收、鈣化形成新骨?？山到獠牧媳蝗梭w降解、吸收、鈣化形成新骨。第44頁(yè)/共56頁(yè)6、小批量和特殊復(fù)雜零件的直接生、小批量和特殊復(fù)雜零件的直接生產(chǎn)產(chǎn) 對(duì)于復(fù)雜的或小

29、批量生產(chǎn)的塑料、陶瓷、金屬對(duì)于復(fù)雜的或小批量生產(chǎn)的塑料、陶瓷、金屬及其復(fù)合材料的零部件及其復(fù)合材料的零部件, SLS方法可以直接快速成型。方法可以直接快速成型。 零件的直接快速成型對(duì)航空、航天及國(guó)防工業(yè)有零件的直接快速成型對(duì)航空、航天及國(guó)防工業(yè)有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。非常重要的應(yīng)用價(jià)值。第45頁(yè)/共56頁(yè)四、快速成型技術(shù)中的問(wèn)題四、快速成型技術(shù)中的問(wèn)題 從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō), ,快速成型技術(shù)可分為硬件、軟件、材料以及成型工藝四大組成部分。在RPRP技術(shù)中的問(wèn)題也是與這四個(gè)組成部分相關(guān)。 1 1、硬件方面 RPRP設(shè)備昂貴的價(jià)格嚴(yán)重制約了RPRP技術(shù)的推廣和應(yīng)用, ,尤其是對(duì)于那些資金實(shí)力不太雄厚的中小型

30、企業(yè)。這就使得各RPRP設(shè)備的供應(yīng)商和研究機(jī)構(gòu)將開(kāi)發(fā)低成本的快速成型設(shè)備作為主要目標(biāo)加以研究。第46頁(yè)/共56頁(yè)2 2、軟件方面、軟件方面 在在RP技術(shù)中技術(shù)中,軟件主要分為兩大類：一是成型系軟件主要分為兩大類：一是成型系統(tǒng)的控制軟件統(tǒng)的控制軟件,主要完成零件環(huán)切數(shù)據(jù)的掃描矢量填充主要完成零件環(huán)切數(shù)據(jù)的掃描矢量填充,激光光束的驅(qū)動(dòng)和光斑補(bǔ)償?shù)裙ぷ?；一是激光光束的?qū)動(dòng)和光斑補(bǔ)償?shù)裙ぷ?；一是CAD模型與模型與成型系統(tǒng)之間的接口軟件成型系統(tǒng)之間的接口軟件,主要完成主要完成STL文件顯示、切文件顯示、切層和加支撐等功能。層和加支撐等功能。 軟件處理的精度和速度軟件處理的精度和速度,軟件對(duì)復(fù)雜模型的處理軟件對(duì)復(fù)雜模型的處理能力就成為應(yīng)用中的一個(gè)主要瓶頸。國(guó)外的能力就成為應(yīng)用中的一個(gè)主要瓶頸。國(guó)外的RP公司和公司和研究機(jī)構(gòu)對(duì)此都非常重視并投入大量人力和資金進(jìn)行軟研究機(jī)構(gòu)對(duì)此都非常重視并投入大量人力和資金進(jìn)行軟件的研究和開(kāi)發(fā)。件的研究和開(kāi)發(fā)。第47頁(yè)/共56頁(yè)3、材料方面、材料方面 目前目前RP成型材料的成型性能大多不太理想成型材料的成型性能大多不太理想,成型成型件的物理性能還不能完全