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快速成型(RP)技术将一个实体的复杂的三维加工离散成一系列层片的加工,降低了加工难度,具有如下特点:
(1)成型全过程的快速性,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设计提供了优良的设计环境;
(4)成型过程*夹具、模具、,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的必然产物,也是对它们的综合应用,带有鲜明的**特征。
以上特点决定了RP技术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。
农业机械生产过程具有性。零件多具有较复杂的形状,如耕地机械、整地机械和收获机械等。此外,复杂曲面较多,如犁体曲面、旋耕机旋刀、水泵叶轮和送料螺旋等,而且根据具体的生产情况不同,其形状还需相应调整。
因此,利用传统的机械加工方法研制这种农业机械零件,不仅研制开发时间长,加工工艺复杂,而且很难达到理想的效果。运用的激光快速成型集成技术,不仅缩短新产品的开发周期,降低开发成本,而且制造质量也优于传统制造方法。
激光选区烧结是快速成型制造中的重要工艺方法。该技术采用逐层材料添加的原理,对三维实体模型进行切片分区处理,生成激光烧结的扫描路径.
然后,通过x-Y激光扫捕仪使激光束沿扫描路径扫描,逐层烧结同化同体粉末材料(如塑料粉、尼龙粉、蜡、陶瓷或)、金属与粘结剂的混合粉或金属粉等,经过烧结与层层叠加后,终形成所需的三维工件。
这种制造方法具有成型速度快、精度高、表面质量好、后置处理简单和省时等特点,是一个具有生命力的技术,为制造技术的发展创造了一种新方法。
快速成型技术就是直接根据CAD模型快速生产样件或零件的技术总称。它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果,是制造技术的重要组成部分。
它能根据CAD模型(电子模型)自动、直接、快速、地将设计思想物化为具有一定功能的原型或直接制造零件,在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件,解决了从设计到制造的快速对接问题。
因此,该技术可以对产品设计进行快速评价及,有效地缩短了产品的研发周期,降低了开发成本,满足了当今竞争口益激烈的市场对新产品快速开发和快速制造的要求,提高了产品的市场竞争力和企业的综合竞争能力。
SLA快速成形即为立体光固化成型法.用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体.
SLA是早实用化的快速成形技术,采用液态光敏树脂原料,工艺原理如图所示。其工艺过程是,首先通过CAD设计出三维实体模型,利用离散程序将模型进行切片处理,设计扫描路径,产生的数据将控制激光扫描器和升降台的运动。
激光光束通过 数控装置控制的扫描器,按设计的扫描路径 照射到液态光敏树脂表面 , 使表面特定区域内的一层树脂固化后, 当一层加工完毕后,就生成零件的一个截面;然后 升降台下降一定距离 , 固化层上覆盖另一层液态树脂,再进行*二层扫描,*二固化层牢固地粘结在**固化层上,这样一层层叠加而成三维工件原型。将原型从树脂中取出后,进行终固化,再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。
SLA技术主要用于制造多种模具、模型等;还可以在原料中通过加入其它成分,用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快,精度较高,但由于树脂固化过程中产生收缩,不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。
快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing,简称RPM)技术,诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种高新制造技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即,快速成形技术就是利用三维CAD的数据,通过快速成型机,将一层层的材料堆积成实体原型。接下来了解一下RP技术产生背景。
(1)随着**市场一体化的形成,制造业的竞争十分激烈,产品的开发速度日益成为主要矛盾。在这种情况下,自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业**竞争的实力基础。
(2)制造业为满足日益变化的用户需求,要求制造技术有较强的灵活性,能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。因此,产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。
(3)从技术发展角度看,计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。
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