先进制造技术快速原型技术PPT学习教案

1、会计学1 先进制造技术快速原型技术先进制造技术快速原型技术 第1页/共19页 快速成形是一种离散 /堆积的加工技术，其基本过程是首先将计算机 生成的零件三维实体沿某一坐标轴进行分层处理（离散），得到每层 截面的一系列二维截面数据，按特定的成形方法（LOM、SLS、FDM 、SLA等）每次只加工一个截面，然后自动叠加（堆积）一层成形材 料，这一过程反复进行直到所有的截面加工完毕生成三维实体原型。 步骤： （1）C AD软件设计出所需零件的计算机三维曲面或实体模型； （2）将三维模型沿一定方向（通常为Z向）离散成一系列有序的二维 层片（习惯称为分层）； （3）根据每层轮廓信息，进行工艺规划，选择加

2、工参数，自动生成 数控代码； （4）成形机制造一系列层片并自动将它们堆积起来，得到三维物理 实体。 第2页/共19页 三维CAD模型 分层切片 各层截面的轮廓 激光器（或喷嘴）按各层截 面轮廓切割、固化或烧结 微小厚度的片状实体 逐层堆积 三维模型或样件 第3页/共19页 （1）成形全过程的快速性，适合现代激烈的产品市场； （2）可以制造任意复杂形状的三维实体； （3）用CAD模型直接驱动，实现设计与制造高度一体化 ，其直观性和易改性为产品的完美设计提供了优良的设计 环境； （4）成形过程无需专用夹具、模具、刀具，既节省了费 用，又缩短了制作周期。 （5）技术的高度集成性，既是现代科学技术发展

3、的必然 产物，也是对它们的综合应用，带有鲜明的高新技术 特征 。 第4页/共19页 第5页/共19页 快速成形法主要适合于新产品开发，快速单件及小批量零件制 造，复杂形状零件的制造，模具与模型设计与制造，也适合于 难加工材料的制造，外形设计检查，装配检验和快速反求工程 等 第6页/共19页 头骨模型(SLA) 机械零件(SLA)LOM 空调零件 第7页/共19页 1.材料累加法 （Material Increase Manufacturing） 2.材料去除法:三维雕刻机 （Material Increase Manufacturing） 成型工艺 加工能量 （1）Laser beam(激光束

4、)RP （2）Lamp(光照)RP （3）Heat energy(热能)RP （4）Mechanical energy(机械能)RP 第8页/共19页 激光束RP可分为： 1.立体光刻(SLA: Stereolithography)、 2.选择激光沉积(SLS: Selective Laser Sintering) 3.分层制造(LOM: Laminated Object Manufacturing) 4.形状沉积制造(SDM: Shape Deposition Manufacturing) 机械能RPM又可分为 1.冲击颗粒制造(BPM: Ballistic Particle Manufac

5、turing) 2.三维打印(3D Printing) 3.熔化沉积造型(FDM: Fused Deposition Modelling) 第9页/共19页 1.光固化立体造型 (SL-Stereolithography) 2.分层实体制造 (LOMLaminated Object Manufacturing) 3.选择性激光烧结 (SLSSelected Laser Sintering) 4.熔融沉积造型 (FDMFused Deposition Modeling) 第10页/共19页 1.光固化立体造型(SLStereo lithography) 将激光聚集到液态光固化材料（如光固化树脂）

6、表面，令其有规律地 固化，由点到线到面，完成一个层面的建造，而后升降移动一个层片 厚度的距离，重新覆盖一层液态材料，再建造一个层面，由此层层迭 加成为一个三维实体。 第11页/共19页 激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据，将背面涂有热熔胶的纸用激光切割 出工件的内外轮廓。切割完一层后，送料机构将新的一层纸叠加上去，利用热粘压装置 将已切割层粘合在一起，然后再进行切割，这样一层层地切割、粘合，最终成为三维工 件。 LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等，此方法除了可以制造模具、模 型外，还可以直接制造结构件或功能件。特点是原材料价格便宜、成本低。 主要方法及比较主要方法及比较 2

7、.分层实体制造(LOMLaminated Object Manufacturing) 第12页/共19页 3.选择性激光烧结(SLSSelected Laser Sintering) 对于由粉末铺成的有好密实度和平整度的层面，有选择地直接或间接 将粉末熔化或粘接，形成一个层面，铺粉压实，再熔结或粘接成另一 个层面并与原层面熔结或粘接，如此层层叠加为一个三维实体。 第13页/共19页 4.熔融沉积造型(FDMFused Deposition Modeling) 将热熔性材料（ABS、尼龙或蜡）通过加热器熔化，挤压喷出并堆积 一个层面，然后将第二个层面用同样的方法建造出来，并与前一个层 面熔结在一

8、起，如此层层堆积而获得一个三维实体。 第14页/共19页 成形系统 成形材料制件性能主要用途扫描路径 光固化 立体造 型 （SL） 液态光敏树 脂 相 当 于 工 程 塑料或蜡模 高精度塑料件、铸 造用蜡模、样件或 模型 截 面 轮 廓 线 所 包 围 的 区 域 分层实 体制造 （LOM ） 涂敷有热敏 胶的纤维纸 相 当 于 高 级 木材 快速制造新产品样 件、模型或铸造用 木模 截面轮廓线 选择性 激光烧 结（SLS ） 工程塑料粉 末 相 当 于 工 程 塑 料 、 蜡 模 、砂型 塑料件、铸造用蜡 模、样件或模型 截 面 轮 廓 线 所 包 围 的 区 域 熔融沉 积造型 （FDM ） 固体丝状工 程塑料 相 当 于 工 程 塑料或蜡模 塑料件、铸造用蜡模 、样件或模型 截面轮廓线所 包围的区域 第15页/共19页 技 术 类 型 精 度 表 面 质 量 材料 价格 材料利用 率 运行 成本 生 产 效 率 设备 费用 市场占 有率 (%) SL好好较贵 接近 100% 较高高较贵78 LO M 一 般 较 差 较便 宜 较差较低高 较便 宜 7.3 SLS 一 般 一 般 较贵 接近 100% 较高 一 般 较贵6.0 FD M 较 差 较 差 较贵 接近