模具制造工艺及失效分析快速成型

1、模具制造工艺及失效分析Die manufacturing and fault analysis1第5章 模具特种加工电化学加工：溶液中正负离子的定向移动称为电荷迁移，在阳、阴极表面产生得、失电子的化学反应叫做电化学反应，利用电化学反应进行加工的工艺称为电化学加工。三、电化学加工1、电化学加工的原理2第5章 模具特种加工2、模具电化学加工的应用 A 阳极溶解法 电解加工电解拋光 电解磨削3第5章 模具特种加工2、模具电化学加工的应用B 阴极沉积法 电镀电铸 4第5章 模具特种加工模具硬铬电镀5第5章 模具特种加工C 复合加工法 电化学加工 机械加工电解磨削2、模具电化学加工的应用6类別加工方法(

2、及原理)加工类型电解加工(阳极溶解)电解拋光(阳极溶解)用于形狀、尺寸加工用于表面加工，去毛边电镀(阴极沉积)局部涂镀(阴极沉积)复合电镀(阴极沉积)电铸(阴极沉积)用于表面加工，装饰用于表面加工，尺寸修复用于表面加工，磨具制造用于复杂形状的电极电解磨削，包括电解珩磨、电解研磨(阳极溶解、机械刮除)电解放电复合加工(阳极溶解，放电蚀除)电化学阳极机械加工(阳极溶解、机械刮除)用于形状、尺寸加工，超精、光整加工，镜面加工用于形状、尺寸加工用于形状、尺寸加工，高速切断、下料电化学加工的分类表7第5章 模具特种加工电解拋光去毛刺 8第5章 模具特种加工3、模具电解加工(阳极溶解)的应用 B 型腔加工

3、A 型孔加工9第5章 模具特种加工C 电解抛光间隙:40100mm;电阻大（小），溶解慢（快）；电解液、加工参数；应用：电火花后型腔模的抛光（Ra=0.4 m ）。10电化学抛光方式整体式逐步式11电化学抛光方式电解抛光设备12第5章 模具特种加工D 电解磨削主要作用：阳极电化学溶解磨轮的作用：磨去电解产物，整平工件表面关键：电解液的选择Ra低于0.16 m 13电解磨削设备金刚石磨床（HPD型）14第6章 模具快速成形加工 第六章 模具快速成形加工 一、快速成形加工的概念二、快速成形加工的原理三、快速成形加工的特点四、快速成形加工的方法五、快速成形加工在模具制造中的应用15快速原型制造技术产

4、生的背景市场变化 客户要求计算机技术材料科学CAD/CAM 能源科学RP16第6章 模具快速成形加工 20世纪80年代（起步）：美国UVP，Charles 利用连续层的选区固化产生三维实体，SLA-11984年申请专利Charles + UVP股东=3D System 公司1987年底，第一台现代快速成形机SLA-25020世纪90年代（应用）：美国波音和通用、德国奥迪和宝马等1992，17个国家500个项目1994，9，800多台设备，美国占绝大多数，日本100多台1996年底，全世界1400多台1998年底，27家公司设计制造设备，全球4259台，投入使用2000台 17看看产品快速成形技

5、术（RP技术）: 立体打印机快速成形系统18快速成型制件19快速成型制件还有吗？20快速成型制件2122快速成形加工（rapid prototyping manufacturing, RP技术）：一、快速成形加工的概念第6章 模具快速成形加工 是一种用材料逐层或逐点堆积出制件的制造方法。 集成：机械工程、CAD、数控、激光、材料科学231、基本原理：离散、堆积 离散：数字化过程，模型设计按高度方向离散化获得各层几何信息控制成形设备。堆积：实体化过程，二维实体三维实体。 离散是堆积的基础。二、快速成形加工的原理第6章 模具快速成形加工 24第5章 模具特种加工RP技术 原理示意图25第6章 模具

6、快速成形加工 2、快速成形加工的基本过程 26快速成形数据模型的转换与处理：是指CAD数据处理、转换以及将处理后的数据送到成型机生成数控代码的过程，即CAD图形与制件之间数据交换与传输的过程。第6章 模具快速成形加工 3、快速成形数据模型的转换与处理27第6章 模具快速成形加工 4、快速成形的数据格式 CAD实体数据STL文件（三维多面体模型）三角形网格化STL文件：CAD模型与RP设备之间数据转换的文件格式， RP技术领域“准”工业标准。28第6章 模具快速成形加工 4、快速成形的数据格式 STL文件：三角形小平面数据，位置任意 一个法向量N和三个顶点坐标（x,y,z）。29第6章 模具快速

7、成形加工 STL文件格式的规则 取向规则：顶点排序逆时针：外表面顺时针：内表面相邻小三角形取向一致30第6章 模具快速成形加工 STL文件格式的规则 共顶点规则：每相邻两个三角形平面只能共享两个顶点。取值规则：每个三角形平面的顶点坐标值必须是正数。 实体封闭规则：在三维模型所有表面上，必须布满小三角形平面。31第6章 模具快速成形加工 STL文件格式的错误及其修复 出现错误的裂缝或孔洞 三角形过多或过少 微小特征遗漏或出错32第6章 模具快速成形加工 CAD造型软件输出STL文件方法CAD造型软件：Alibre 、AutoCAD 、CADKey 、I-DEAS 、Inventor 、IronC

8、AD 、Mechanical Desktop 、Pro/E 、ProE Wildfire 、Rhino 、SolidDesigner (Version 8.x) 、SolidDesigner (not sure of version) 、SolidEdge 、SolidWorks 、Think3 、Unigraphics 33第6章 模具快速成形加工 CAD造型软件输出STL文件方法CAD造型软件输出STL文件方法：Ug ：1.File（文件）- Export（输出）- Rapid Prototyping（快速原型） - 设定类型为 Binary （二进制） 2.设定Triangle Tole

9、rance（三角误差）为 0.0025 设定Adjacency Tolerance（邻接误差）为 0.12 设定Auto Normal Gen（自动法向生成）为 On（开启） 设定Normal Display（法向显示）为 Off（关闭） 设定Triangle Display（三角显示）为On（开启） 34 制造的快速性 制造技术的高度集成化 制造的自由性 制造过程的高柔性三、快速成形加工的特点第6章 模具快速成形加工 35 立体印刷成形SLA（Stereo Lithography Apparatus） 层合实体制造LOM（Laminated Object Manufacturing） 选区激

10、光烧结SLS（Selected Laser Sintering） 熔融沉积制造FDM（Fused Deposition Modeling）四、快速成形加工的方法第6章 模具快速成形加工 36又名：光造型或立体光刻原料：液态光敏树脂需要支撑结构加工精度能达到0.1mm最为成熟、应用最多第6章 模具快速成形加工 1、立体印刷成形SLA 37第6章 模具快速成形加工 SLA产品 38第6章 模具快速成形加工 SLA设备 美国3D System:SLA日本CMET:SOUP; SONY:SCS; Teijinseiki:Soliform欧洲：德国EOS:STEREOS FockeleSchwarze:

11、LMS 法国Laser 3D:SPL39又名：分层实体制造 材料：薄片材料。 常用：纸、金属箔带、塑料膜、陶瓷膜等。2、层合实体制造LOM40第6章 模具快速成形加工 模具、模型、结构件、功能件需要再处理效率高，速度快，成本低无需支撑结构41LOM42第6章 模具快速成形加工 LOM产品43第6章 模具快速成形加工 LOM设备44又名：选择性激光烧结 材料：粉末状材料 塑料、蜡、陶瓷、金属及其复合物粉体消失模、精密铸造蜡模、铸造型壳、型芯、陶瓷件、金属件最大的优点：选材较为广泛 ，无需支撑第6章 模具快速成形加工 3、选区激光烧结SLS45第6章 模具快速成形加工 SLS产品46第6章 模具快速成形加工 SLS设备47第6章 模具快速成形加工 4、熔融沉积制造FDM又名：熔融挤出成型材料：热塑性材料，如蜡、ABS、PC、尼龙等，以丝状供料48第6章 模具快速成形加工 不用激光，使用、维护简单，成本较低 失蜡铸造 、产品设计、测试与评估 三维打印机研究热点 49第6章 模具快速成形加工 FDM产品50第6章 模具快速成形加工 FDM设备51第6章 模具快速成形加工 快速成形加工现场52利用电脑辅助设计软件重建原始模型经过逆向工程重建的实体效果图三维激光扫描机 53五、快速成形加工在模具制造中的应用第6章 模具快速成形加工 1、模具在现代工业生产中的地位模具工业已