1 引言
4R9y~~+ 'I@l$H 特種加工技術是先進制造技術的重要組成部分,是衡量一個國家制造技術水平和能力的重要標志,在我國的許多關鍵制造業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用。采用特種加工技術可以加工特殊材料,且加工中無切削力,能夠進行微細加工及復雜的空間曲面成形,所以能夠解決航空航天、軍工、汽車、
模具、冶金、機械等工業(yè)中的關鍵技術難題,從而逐步形成新興的特種加工行業(yè)。特種加工技術主要包括電加工技術、高能束流加工技術、快速成型制造技術等,其中以快速成型制造技術對現(xiàn)代制造業(yè)的影響最為重大。
N?c!uO|h| ~L9I@(/S 快速成型制造技術(Rapid Prototyping Manufac—turing,RPM),就是根據(jù)零件的三維模型數(shù)據(jù),迅速而精確地制造出該零件。它是在20世紀80年代后期發(fā)展起來的,被認為是最近20年來制造領域的一次重大突破,是目前先進制造領域研究的熱點之一。快速成型制造技術是集
CAD技術、數(shù)控技術、
激光加工、新材料科學、機械電子工程等多學科、多技術為一體的新技術。傳統(tǒng)的零件制造過程往往需要車、鉗、銑、磨等多種機加工設備和各種
夾具、
刀具、模具,制造成本高,周期長,對于一個比較復雜的零件,其加工周期甚至以月計,很難適應低成本、高效率的加工要求?焖俪尚椭圃旒夹g能夠適應這種要求,是現(xiàn)代制造技術的一次重大變革。
$kY ]HI F7JF1HfCP 2 快速成型技術原理與特點
;Lk07+3G 1-8G2e 隨著CAD建模和光、機、電一體化技術的發(fā)展,快速成型技術的工藝方法發(fā)展很快H.5 J。目前已有光固法(SLA)、層疊法(LOM)、激光選區(qū)燒結法(SLS)、熔融沉積法(FDM)、掩模固化法(SGC)、三維印刷法(TDP)、噴粒法(BPM)等10余種。
=L,7~9 P u,JR 2.1 光固化立體造型(Stereolithography,SLA)
b4>1UZGW- 4X$|jGQ\ 該技術以光敏樹脂為原料,將計算機控制下的紫外激光,以預定零件各分層截面的輪廓為軌跡,對液態(tài)樹脂逐點掃描,由點到線到面,使被掃描區(qū)的樹脂薄層產(chǎn)生聚合反應,從而形成零件的一個薄層截面。當一層固化完畢,升降工作臺移動一個層片厚度的距離,在原先固化好的樹脂表面再覆蓋一層新的液態(tài)脂以便進行新一層掃描固化。新固化的一層牢固地粘合在前一層上,如此重復直到整個零件原型制造完畢,其工作原理如圖l所示。SLA法是第一個投入商業(yè)應用的RPM技術,其方法特點是
精度高、表面質(zhì)量好、原材料利用率將近100%,可以制造形狀特別復雜、外觀特別精細的零件。
\mNN ) K@ 1"RC! :E2 ww` 圖1 光固化立體造型原理圖
Z<[:v2 X 3(*bj>P 2.2 層片疊加制造(Laminated Object Manufacturing,LOM)
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b 層片疊加制造工藝是將單面涂有熱溶膠的箔材(涂覆紙——涂有粘接劑覆層的紙、涂覆陶瓷箔、金屬箔等)通過熱輥加熱粘接在一起,位于上方的
激光器按照CAD分層模型所獲數(shù)據(jù),用
激光束將箔材切割成所制零件的內(nèi)外輪廓,然后新的1層箔材再疊加在上面,通過熱壓裝置和下面已切割層粘合在一起,激光束再次切割,這樣反復逐層切割一粘合一切割,直至整個零件模型制作完成。工作原理如圖2。
:+meaxbu ed$w5dv 圖2 片疊加造型原理圖
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