快速原型制造技術(shù)

快速原型制造技術(shù)


圖 快速成形法原理


快速成形法與反求工程
2、幾種典型的RPM技術(shù)
目前，國外幾種典型和較成熟的商品化RPM技術(shù)簡介如下：
（1）立體印刷(SLA--Stereolithgraphy apparatus)又稱立體光刻、光造型(見圖1)。液槽中盛滿液態(tài)光固化樹脂(如Ciba-Geijy公司的XB5149)，它在一定劑量的紫外激光照射下就會(huì)在一定區(qū)域內(nèi)固化。成形開始時(shí)，工作平臺(tái)在液面下，聚焦后的激光光點(diǎn)在液面上按計(jì)算機(jī)的指令逐點(diǎn)掃描，在同一層內(nèi)則逐點(diǎn)固化。當(dāng)一層掃描完成后被照射的地方就固化，未被照射的地方仍然是液態(tài)樹脂。然后升降架帶動(dòng)平臺(tái)再下降一層高度，上面又布滿一層樹脂，以便進(jìn)行第二層掃描，新固化的一層牢固地粘在前一層上，如此重復(fù)直到三維零件制作完成。立體印刷目前已可達(dá)±0．1mm左右的制作精度，較廣泛地用來為產(chǎn)品和模型的CAD設(shè)計(jì)提供樣件和試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?
SLA方法是最早出現(xiàn)的一種RP工藝，目前是RPM技術(shù)領(lǐng)域中研究最多、技術(shù)最為成熟方法。但這種方法有其自身的局限性，如需要支撐、樹脂收縮導(dǎo)致精度下降、光固化樹脂有一定的毒性而不符合綠色制造發(fā)展趨勢。

圖1 SL法原理圖 1—激光束 2—掃描鏡 3—Z軸升降 4—樹脂槽 5—托盤 6—光敏樹脂 7—零件原型

圖2 LOM法原理圖 1—掃描系統(tǒng) 2—光路系統(tǒng) 3—激光器 4—加熱器 5—紙料 6—滾筒 7—工作平臺(tái) 8—邊角 9—零件原形

圖3 SLS法原理圖 1—掃描鏡 2—透鏡 3—激光器 4—壓平輥?zhàn)?5—零件原理 6—激光束

圖4 FDM法原理圖 1—加熱裝置 2—絲材 3—z向送絲 4—x-y驅(qū)動(dòng) 5—零件原型


RPM技術(shù)是實(shí)現(xiàn)并行工程、靈捷制造和可持續(xù)發(fā)展制造戰(zhàn)略的有效途徑，應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)及集成制造等方面：產(chǎn)品開發(fā)中的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)、功能試驗(yàn)、可制造性與可裝配性檢驗(yàn)、非功能性樣品制作、快速模具制造、快速制造金屬型零件、微型機(jī)械制造研究開發(fā)以及快速反求工程等。
總之，RPM技術(shù)是一種快速產(chǎn)品開發(fā)和制造的技術(shù)，作為一種關(guān)鍵的先進(jìn)制造技術(shù)，其對(duì)國家制造能力及企業(yè)市場競爭力有極大影響，RPM技術(shù)的發(fā)展也有著巨大的產(chǎn)業(yè)化前景。
4快速成形法的特點(diǎn)及適用范圍
快速成形法具有下列特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：
——更適合于形狀復(fù)雜的、不規(guī)則零件的加工；
——減少了對(duì)熟練技術(shù)工人的需求；
——沒有或極少下腳料，是一種環(huán)保型制造技術(shù)；
——成功的解決了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中三維造型“看得見，摸不著”的問題，
——系統(tǒng)柔性高，只需修改CAD模型就可生成各種不同形狀的零件；
——技術(shù)集成，設(shè)計(jì)制造一體化；
——具有廣泛的材料適應(yīng)性；
——不需要專用的工裝夾具和模具，大大縮短新產(chǎn)品試制時(shí);
——零件的復(fù)雜程度與制造成本關(guān)系不大。
以上特點(diǎn)決定了快速成形法主要適合于新產(chǎn)品開發(fā)，快速單件及小批量零件制造，復(fù)雜形 狀零件的制造，模具設(shè)計(jì)與制造，也適合與難加工材料的制造，外形設(shè)計(jì)檢查，裝配檢驗(yàn)和快速
反求工程等。

快速原型制造技術(shù)