金屬材料的快速成型技術(shù)
快速成型的過程如下:l)產(chǎn)品三維模型的構(gòu)建 。由于快速成型系統(tǒng)是由三維CAD模型直接驅(qū)動的 , 所以首先要建立待加工工件的三維CAD模型 。三維CAD模型可以通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件(如Pro/E、I-DEAS、SolidWorks、UG等)直接構(gòu)建 。) , 或者將現(xiàn)有產(chǎn)品的2D圖紙轉(zhuǎn)換成三維模型,或者通過產(chǎn)品實(shí)體的激光掃描和CT掃描獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù),然后通過逆向工程構(gòu)建三維模型 。2)三維模型的近似處理 。由于產(chǎn)品往往具有一些不規(guī)則的自由曲面,因此在加工前需要對模型進(jìn)行近似,以方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理 。STL文件由于其簡單實(shí)用的格式,已經(jīng)成為快速成型領(lǐng)域的準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)接口文件 。它使用一系列小三角形平面來近似原始模型 。每個小三角形由三個頂點(diǎn)坐標(biāo)和一個法向量描述 。三角形的大小可以根據(jù)精度要求來選擇 。STL文件有兩種輸出形式:二進(jìn)制代碼和ASCll代碼 。二進(jìn)制代碼的輸出形式比ASCII代碼的輸出形式占用的空間小得多,但ASCII代碼的輸出形式是可以讀取和檢查的 。典型的CAD軟件都有轉(zhuǎn)換輸出STL格式文件的功能 。3)三維模型的切片處理 。根據(jù)被加工模型的特點(diǎn) , 選擇合適的加工方向,在成型高度方向上以一定間隔用一系列平面切割近似模型,從而提取截面的輪廓信息 。一般間隔為0.05mm~0.5mm,一般為0.1 mm,間隔越?。?成型精度越高,但成型時間越長,效率越低,否則精度低,但效率高 。4)成型加工 。根據(jù)切片的截面輪廓 , 在計(jì)算機(jī)的控制下,相應(yīng)的成型頭(激光頭或噴頭)根據(jù)截面輪廓信息做掃描運(yùn)動,在工作臺上逐層堆積材料 , 然后進(jìn)行層間粘接,最終得到原型產(chǎn)品 。5)成型件的后處理 。將成型后的零件從成型系統(tǒng)中取出,并進(jìn)行打磨、拋光、涂層、懸掛,或放入高溫爐中進(jìn)行后燒結(jié),以進(jìn)一步提高其強(qiáng)度 。快速成型技術(shù)具有以下重要特征:l)可以制造任何復(fù)雜的三維幾何實(shí)體 。由于離散/累積成型的原理 , 它將非常復(fù)雜的三維制造過程簡化為2D過程的疊加,可以實(shí)現(xiàn)任何復(fù)雜形狀零件的加工 。零件越復(fù)雜,RP技術(shù)的優(yōu)勢就越能體現(xiàn)出來 。此外,RP技術(shù)特別適用于具有復(fù)雜型腔和復(fù)雜型面的零件 , 這些零件用傳統(tǒng)方法很難甚至不可能制造 。2)快速性 。通過修改或重組CAD模型 , 可以獲得新零件的設(shè)計(jì)和加工信息 。零件可以從幾個小時到幾十個小時制造出來,特點(diǎn)是快速制造 。3)靈活性高 。不需要任何特殊的夾具或工具就可以完成復(fù)雜的制造過程 。快速制造工具、原型或零件4)快速原型技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械工程學(xué)科多年來追求的兩個高級目標(biāo),即材料提取(氣體、液體和固體)過程與制造過程的集成和設(shè)計(jì)(CAD)與制造(CAM)的集成5)逆向工程、CAD技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)的結(jié)合 。因此,快速成型技術(shù)在制造領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用,并將對制造業(yè)產(chǎn)生重要影響 。快速成型技術(shù)的分類:快速成型技術(shù)按成型方式可分為兩大類:基于激光和其他光源的激光技術(shù),如立體光刻機(jī)(SLA)、分層實(shí)體制造(LOM)、選擇性激光粉末燒結(jié)(SLS)、形狀沉積成型(SDM)等噴射技術(shù),如熔融沉積成型(FDM)、三維打印(3DP)和多相噴射沉積(MJD) 。下面簡單介紹一下比較成熟的工藝 。1.SLA(stereolithographyApparatus)工藝SLA工藝又稱光刻或立體平版印刷 , 1984年由美國的CharlesHul獲得專利 。
1988年,美國3D系統(tǒng)公司推出商用樣機(jī)SLA-I,這是世界上第一臺快速成型機(jī) 。SLA成型機(jī)占據(jù)了RP設(shè)備市場的很大份額 。SLA技術(shù)是基于液態(tài)光敏樹脂光聚合的原理 。這種液體材料在一定波長和強(qiáng)度的紫外光照射下,可以發(fā)生快速光聚合反應(yīng),分子量急劇增加,使材料由液體變?yōu)楣腆w 。SLA的工作原理:液槽中充滿液態(tài)光固化樹脂的激光束 , 在偏轉(zhuǎn)鏡的作用下,可以在液面上進(jìn)行掃描 。掃描軌跡和光的有無由電腦控制,光斑打到的地方液體就凝固了 。成型開始時,工作平臺在液面以下一定深度 。聚焦光斑根據(jù)計(jì)算機(jī)的指令在液面上逐點(diǎn)掃描,即逐點(diǎn)固化 。當(dāng)一層掃描完成后,未曝光的區(qū)域仍然是液態(tài)樹脂 。然后升降平臺帶動平臺下降一層,成型的一層再覆蓋一層樹脂 。刮刀將高粘度樹脂的液面刮開,然后掃描下一層 。新的一層與前一層牢固地粘附在一起,重復(fù)該過程,直到整個零件被制造出來 , 從而獲得三維實(shí)體模型 。SLA是快速成型技術(shù)領(lǐng)域研究最多的方法,也是技術(shù)上最成熟的方法 。SLA型零件精度高,加工精度一般可達(dá)0.1 mm,原材料利用率近100% 。但這種方法也有白車身的局限性 , 如需要支撐、樹脂收縮導(dǎo)致精度下降、光固化樹脂有毒性等 。2.LOM(層壓對象制造 , LAMINATEDObjectManufacturing,LOM)工藝,又稱層壓實(shí)體制造或分層實(shí)體制造,是由Helisys公司的MichaelFeygin于1986年開發(fā)成功的 。LOM工藝使用紙張、塑料薄膜等片狀材料 。片材表面預(yù)先涂有一層熱熔膠 。加工時,熱壓輥對板材進(jìn)行熱壓,使其與下面成型的工件粘合 。用CO2激光在新粘接層上切出零件的橫截面輪廓和工件的外框 , 在橫截面輪廓和外框之間的多余區(qū)域切出垂直網(wǎng)格 。激光切割完成后,工作臺帶動成型的工件下降并與條狀板材分離 。支流
構(gòu)轉(zhuǎn)動收料軸和供料軸 , 帶動料帶移動,使新層移到加工區(qū)域 。工作合上升到加工平面,熱壓輥熱壓,工件的層數(shù)增加一層,高度增加一個料厚 。再在新層上切割截面輪廓 。如此反復(fù)直至零件的所有截面粘接、切割完 。最后,去除切碎的多余部分,得到分層制造的實(shí)體零件 。LOM 工藝只需在片材上切割出零件截面的輪廓 , 而不用掃描整個截面 。因此成型厚壁零件的速度較快,易于制造大型零件 。工藝過程中不存在材料相變,因此不易引起翹曲變形 。工件外框與截面輪廓之間的多余材料在加工中起到了支撐作用 , 所以 LOM 工藝無需加支撐 。缺點(diǎn)是材料浪費(fèi)嚴(yán)重,表面質(zhì)量差 。3、SLS(Selective Laser Sintering)工藝 SLS工藝稱為選域激光燒結(jié) , 由美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的C.R.Dechard于 1989 年研制成功 。SLS工藝是利用粉末狀材料成型的 。將材料粉末鋪灑在已成型零件的上表面,并刮平,用高強(qiáng)度的CO2激光器在剛鋪的新層上掃描出零件截面,材料粉末在高強(qiáng)度的激光照射下被燒結(jié)在一起,得到零件的截面,并與下面已成型的部分連接 。當(dāng)一層截面燒結(jié)完后,鋪上新的一層材料粉末,有選擇地?zé)Y(jié)下層截面 。燒結(jié)完成后去掉多余的粉末,再進(jìn)行打磨、烘干等處理得到零件 。SLS工藝的特點(diǎn)是材料適應(yīng)面廣,不僅能制造塑料零件,還能制造陶瓷、蠟等材料的零件,特別是可以制造金屬零件 。這使SLS工藝頗具吸引力 。SLS工藝無需加支撐,因?yàn)闆]有燒結(jié)的粉末起到了支撐的作用 。4、3DP (Three Dimension Printing)工藝三維印刷工藝是美國麻省理工學(xué)院E-manual Sachs等人研制的 。已被美國的Soligen公司以DSPC(Direct Shell Proction Casting)名義商品化,用以制造鑄造用的陶瓷殼體和型芯 。3DP 工藝與SLS工藝類似,采用粉末材料成型,如陶瓷粉末、金屬粉末 。所不同的是材料粉末不是通過燒結(jié)連結(jié)起來的,而是通過噴頭用粘結(jié)劑(如硅膠)將零件的截面“印刷”在材料粉來上面 。用粘結(jié)劑粘接的零件強(qiáng)度較低 , 還須后處理 。先燒掉粘結(jié)劑,然后在高溫下滲人金屬,使零件致密化,提高強(qiáng)度 。5 . FDM (Fused Depostion Modeling)工藝 熔融沉積制造(FDM)工藝由美國學(xué)者Scott Crump于 1988 年研制成功 。FDM 的材料一般是熱塑性材料,如蠟、 ABS 、尼龍等 。以絲狀供料 。材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化 。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動,同時將熔化的材料擠出,材料迅速凝固,并與周圍的材料凝結(jié) 。FDM技術(shù)是由Stratasys公司所設(shè)計(jì)與制造,可應(yīng)用于一系列的系統(tǒng)中 。這些系統(tǒng)為FDM Maxum,F(xiàn)DM Titan,Prodigy Plus以及Dimension 。FDM技術(shù)利用ABS,polycarbonate(PC),polyphenylsulfone (PPSF)以及其它材料 。這些熱塑性材料受到擠壓成為半熔融狀態(tài)的細(xì)絲,由沉積在層層堆棧基礎(chǔ)上的方式,從3D CAD資料直接建構(gòu)原型 。該技術(shù)通常應(yīng)用于塑型,裝配,功能性測試以及概念設(shè)計(jì) 。此外,F(xiàn)DM技術(shù)可以應(yīng)用于打樣與快速制造 。其它材料: FDM技術(shù)還有其它的專用材料 。這些包含polyphenylsulfone、橡膠材質(zhì)以及蠟材 。橡膠材質(zhì)是用來作類似橡膠特性的功能性原型 。蠟材是特別設(shè)計(jì)來建立脫蠟鑄造的樣品 。蠟材的屬性讓FDM的樣品可以用來生產(chǎn)類似鑄造廠中的傳統(tǒng)蠟?zāi)?。Polyphenylsulfone,一種應(yīng)用于Titan機(jī)型的新工程材料 , 提供高耐熱性與抗化學(xué)性以及強(qiáng)度與硬度,其耐熱度為攝氏207.2度 。Stratasys宣布已經(jīng)針對FDM快速原型系統(tǒng)Titan發(fā)表PPSF材料 。在各種快速原型材料之中 , PPSF (或是稱為 polyphenylsulfone)有著最高的強(qiáng)韌性、耐熱性、以及抗化學(xué)性 。航天工業(yè)、汽車工業(yè)以及醫(yī)療產(chǎn)品業(yè)的生產(chǎn)制造商是第一批期待使用這種PPSF材料的用戶 。航天業(yè)將會喜歡該材料的難燃屬性;汽車制造業(yè)也非常想應(yīng)用其抗化學(xué)性以及在400度以上還能持續(xù)運(yùn)作的能力;而醫(yī)療產(chǎn)品制造商將對PPSF材質(zhì)的原型可以進(jìn)行消毒的能力感到興趣 。測試單位,Parker Hannifin安裝了一個PPSF作的模型到汽車引擎中 。該零件是一個名為crankcase vapor coalescer的過濾器 , 裝在一組V8引擎并作40 小時的測試以決定過濾器媒介的效能 。該零件收集的燃?xì)獍?60度的潤滑油,燃料,油煙,以及其它燃燒的化學(xué)反應(yīng)生成物 。Parker Hannifin的Russ Jensen說,“該裝配件并沒有產(chǎn)生外漏,并且其展現(xiàn)出與第一次裝配時相同的強(qiáng)度與屬性 。我們相當(dāng)滿意它的表現(xiàn) 。” 測試單位,MSOE (Milwaukee School of Engineering)的操作經(jīng)理Sheku Kamara,同樣地很滿意該新材料 。“當(dāng)在玻璃熔融的450度時 , 在各種快速原型材料之中,PPSF材料還擁有著除了金屬之外最高的操作溫度以及堅(jiān)硬度,”他說 。“在粘著劑測試期間,PPSF原型零件遭受于溫度從14度到392度的考驗(yàn)且依然保持完整 。”顏色包含最常用到的白色,ABS提供六種材料顏色 。色彩的選項(xiàng)包含藍(lán)色 , 黃色,紅色,綠色與黑色 。醫(yī)學(xué)等級的ABSi 提供針對于半透明的應(yīng)用 , 例如汽車車燈的透明紅色或是黃色 。屬性穩(wěn)定度不像SLA以及PolyJet的樹脂 , FDM材料的材料屬性不會隨著時間與環(huán)境曝曬而改變 。就像是注塑成型的副本 , 這些材料幾乎在任何環(huán)境下都會保持他們的強(qiáng)度,硬度以及色彩 。精準(zhǔn)性快速原型的尺寸精度取決于許多因素,而其結(jié)果可能會因?yàn)槊總€工件或是不同日期而有些微小變化 。需要考慮的事情必須包含已知的條件,例如量測的時間范圍 , 工件的拚?約盎肪車鈉厴埂?axum,Titan以及Prodigy Plus精準(zhǔn)度資料詳見附表一 。精度測試工件如圖5、6所示,在每一臺機(jī)器中均用層厚0.18 mm所建構(gòu)以形成目前的精準(zhǔn)性資料 。MAXUM TITAN PRODIGY理論尺寸 實(shí)際尺寸 百分比 理論尺寸 百分比 理論尺寸 百分比A 76.2 76.2 0.00 76.2 0.00 76.1 0.17B 25.4 25.5 0.30 25.5 0.40 25.6 0.60C 152.4 152.4 0.00 152.3 0.08 152.4 0.00D 2.54 2.51 1.00 2.54 0.00 2.54 0.00E 76.2 76.15 0.07 76.07 0.17 76.12 0.10F 101.6 101.57 0.02 101.42 0.18 101.50 0.10G 25.4 25.48 0.30 25.50 0.40 25.55 0.60H1 12.7 12.62 0.60 12.65 0.40 12.55 1.20H2 12.7 12.62 0.60 12.67 0.20 12.55 1.20I 12.7 12.67 0.20 12.7 0.00 12.62 0.60J 6.35 6.43 1.20 6.55 3.05 6.48 2.00K 12.7 12.67 0.20 12.78 0.60 12.78 0.60Maxum、Titan以及Prodigy Plus的尺寸精度資料 。所有的測試零件均用層厚0.18mm所建構(gòu) 。(單位:mm)工件建構(gòu)一般而言,F(xiàn)DM技術(shù)所提供的準(zhǔn)確性通常相等或是優(yōu)于SLA技術(shù)以及PolyJet技術(shù),且確定優(yōu)于SLS技術(shù) 。然而,由于精準(zhǔn)性是取決于許多的因素,所以矛盾的結(jié)果便會發(fā)生在個別的原型上 。FDM技術(shù)的精準(zhǔn)性受到較少的變量影響 。用SLA,SLS以及PolyJet技術(shù),尺寸精準(zhǔn)性會受影響的因素有機(jī)器的校正,操作的技巧,工件的成型方向與位置,材料的年限以及收縮率 。Z軸這并非一定都會這樣 , Z軸可能是被證明準(zhǔn)確性最小的 。除了先前所討論的變化之外,原型的高度可能由于層厚整數(shù)誤差而改變 。對所有的RP系統(tǒng)而言都是這樣的 。任何特征的表面頂端或是底端無法對齊成為一層時,在軟件中的切層算法會將尺寸整數(shù)化到最接近的層厚數(shù) 。在最壞的情形下,一端的表面往下整數(shù)化而另一端向上,高度可能偏離一個層厚 。對于典型的FDM參數(shù) , 這可能會產(chǎn)生的誤差至少為0.127mm 。穩(wěn)定性尺寸的穩(wěn)定性是FDM原型的關(guān)鍵優(yōu)勢,如同SLS技術(shù),時間與環(huán)境的曝曬都不會改變工件的尺寸或其他的特征 。一但原型從FDM系統(tǒng)分離,當(dāng)它達(dá)到室內(nèi)溫度后,尺寸是固定不變的 。如果溫度度數(shù)變化,用SLA 或是PolyJet技術(shù)則不是這樣的情形 。后處理輸出許多RP件都需要手工完成工件的光滑性 。例如 , SLA需要從工件表面手動移除支撐結(jié)構(gòu),且工件表面需要一些手工打磨 。這表示工件的精準(zhǔn)性不再只是受到系統(tǒng)精度的作用 。它現(xiàn)在是受到后處理技師的技術(shù)等級所控制 。對于塑型,裝配以及功能性原型,多數(shù)的使用者發(fā)現(xiàn)FDM工件的表面精度是可以接受的 。那么,當(dāng)結(jié)合了水溶性支撐以及易剝離支撐,表示FDM原型的精準(zhǔn)性不會受到手工的改變 。當(dāng)然,如果需要翻硅膠模用或是噴漆用的表面精度,F(xiàn)DM工件將需要后處理,如同其它的技術(shù)一樣 。既然這樣,工件后處理技師的技藝在可以做到的原型精度上扮演了一個關(guān)鍵的角色 。表面完工精度受到使用者與Stratasys公司雙方的公認(rèn),F(xiàn)DM技術(shù)最明顯的限制就是表面完工精度 。由于是半熔融狀態(tài)塑料擠制成型,表面完工精度比SLA與PolyJet還要粗糙 , 而與SLS不相上下 。當(dāng)由較小的線材寬度與較薄的層厚來改進(jìn)表面完工精度時,仍然可以在頂端,底面,以及側(cè)墻看出經(jīng)過擠壓噴嘴的等高線輪廓與建構(gòu)層厚 。表2所列的為Maxum與Titan的表面完工精度 。為了改善表面完工精度,Maxum與Titan現(xiàn)在都提供0.127 mm層厚 。使用者發(fā)現(xiàn)工件的成型方向,可以滿足考慮表面完工精度需求 。這些要求較高完工精度的表面通常以垂直方向成型 。較不重要的表面通常以水平方向成型,就像是底端或是頂端的表面 。如同其它技術(shù),二次加工(后處理輸出)可以用來使之相同 。然而,ABS與polycarbonate材料的硬度讓打磨耗費(fèi)人力 。使用者通常使用溶劑或用是粘結(jié)劑完成或是預(yù)備用打磨 。商業(yè)上可用的這些介質(zhì)包含有熔接,ABS快干膠,Acetone 以及two-part epoxies 。要符合足夠的精度,F(xiàn)DM技術(shù)與競爭對手的產(chǎn)品都可以提供翻硅膠模用或是噴漆用的表面 。這關(guān)鍵的差異是要花費(fèi)多少時間才能達(dá)到要求的結(jié)果 。特征定義:盡管高階的FDM系統(tǒng)可以生產(chǎn)較小的特征,大多數(shù)FDM原型的最小特征尺寸受限于兩倍線材寬度 。沒有使用者的介入,F(xiàn)DM技術(shù)使用的”closed path”選項(xiàng)會限制最小特征尺寸為兩倍擠壓成型噴組的寬度 。對于一般噴嘴與建造參數(shù)而言,最小特征尺寸范圍從0.4到 0.6 mm 。盡管大于SLA與PolyJet的最小特征尺寸,但是該范圍是與這些技術(shù)的可用最小特征尺寸相同 。盡管SLA技術(shù)可以建造小到0.08 (Viper si2機(jī)種)或0.25 mm (所有機(jī)種) , 以及PolyJet技術(shù)可以建造小到0.04mm,幾乎很少原型會用到這些極小值的優(yōu)勢來作最小的細(xì)節(jié) 。考慮到材料屬性,通常發(fā)現(xiàn)SLA技術(shù)與PolyJet技術(shù)的原型常用最小特征尺寸為0.5mm 。FDM技術(shù)的最小特征尺寸相等于或是優(yōu)于SLS技術(shù)的0.6到 0.8 mm 。由于材料屬性相似于注塑成型的ABS或是polycarbonate,F(xiàn)DM技術(shù)可以給予功能性特征尺寸在0.4到 0.6 mm范圍中 。環(huán)境抵抗力:FDM原型提供的材料性質(zhì)相似于熱塑性材料 。這包含了環(huán)境的與化學(xué)的曝曬 。對ABS材料而言,使用者可以實(shí)驗(yàn)他們的原型在93度的溫度下以及包含石油,汽油以及甚至某些酸類等的化學(xué)媒介 。一關(guān)鍵的考慮為水氣的曝曬,包括浸沒與濕氣 。SLA技術(shù)與PolyJet技術(shù)使用的光敏樹脂對于潮濕水氣敏感且會受到傷害 。暴曬在水中或是濕氣中不只會影響原型的機(jī)械屬性,也會影響尺寸精度 。當(dāng)光敏樹脂的原型吸收了水氣之后,他們將會開始軟化并且變的有點(diǎn)易于彎曲 。而且,工件會有翹曲或是膨脹的傾向 , 這會嚴(yán)重影響尺寸的精度 。FDM技術(shù)的原型,以及SLS技術(shù)的原型,都不受濕氣影響,所以他們可以保持原有的機(jī)械屬性以及尺寸精度 。機(jī)械加工:FDM原型可以進(jìn)行銑床加工,鉆孔,研磨,車床加工等 。為了補(bǔ)償表面精度不足并加強(qiáng)特征細(xì)節(jié),當(dāng)有特殊的品質(zhì)需求時 , 使用者通常會進(jìn)行二次加工來提升原型的細(xì)節(jié) 。在考慮原型的物理屬性之后 , 注意力應(yīng)該轉(zhuǎn)移至操作的參數(shù)上 。下列領(lǐng)域可以影響到原型在預(yù)期應(yīng)用上的使用 。工件尺寸:不像某些快速原型技術(shù) , 廣告中FDM技術(shù)的建造范圍就是最大的工件尺寸 。在家族系列產(chǎn)品中,F(xiàn)DM技術(shù)提供了廣泛的建造范圍 。Maxum , 最超大型,所提供的工件尺寸可達(dá)600 x 500 x 600 mm 。這樣的建造范圍與最大型的SLA系統(tǒng)相同 。Titan,則提供最大的工件尺寸為406 x 355 x 406 mm 。這樣的建造范圍稍微大于SLS Sinterstations系統(tǒng) 。Prodigy Plus,辦公室桌上型,擁有的建造范圍為203 x 203 x 305 mm,該尺寸稍微大于PolyJet系統(tǒng)以及最小型的SLA系統(tǒng) 。當(dāng)使用具競爭性的技術(shù)時 , 快速原型超過建造范圍的部分通常分段建構(gòu)然后作粘結(jié) 。使用商業(yè)上可用ABS快干膠,F(xiàn)DM工件的粘和強(qiáng)度可以滿足功能性測試的應(yīng)用 。此外,F(xiàn)DM工件可以使用超音波熔接,這種選項(xiàng)無法使用在SLA以及PolyJet,因?yàn)樗麄儾皇鞘褂脽崴苄圆牧?。支撐結(jié)構(gòu):在FDM技術(shù)中,需要支撐結(jié)構(gòu)來形成基底以制作工件并支撐任何超過懸掛的特征 。在工件的接口,支撐材料的堅(jiān)固堆層已經(jīng)放下 。在這堅(jiān)固堆層下,線材為0.5mm且在間隔為3.8mm下沉積 。FDM技術(shù)提供兩種類型的支撐--易于剝離支撐結(jié)構(gòu)(BASS)以及水溶性支撐結(jié)構(gòu)(WaterWorks) 。BASS支撐是由手工將支撐從工件表面剝離以移除 。當(dāng)他們不想損壞工件表面,考慮的是必須要容易進(jìn)入與接近細(xì)小特征 。水溶性支撐(WaterWorks)是使用水溶性材料,可分解于堿性水溶劑的解決方案 。不像是易于剝離支撐(BASS) , 該支撐可以任意坐落于工件深處地嵌壁式的區(qū)域,或是接觸于細(xì)小特征,因?yàn)闄C(jī)械式的移除方式是可以不加考慮的 。此外,水溶性支撐可以保護(hù)細(xì)小特征 。在其它的快速原型技術(shù)中,他們要如何移除支撐而不造成特征損壞 , 是一項(xiàng)極大挑戰(zhàn) 。一體成型的裝配件隨著水溶性支撐的出現(xiàn) , FDM技術(shù)提供了一項(xiàng)獨(dú)特的解決方案--建構(gòu)可運(yùn)轉(zhuǎn)的一體成型裝配件 。因?yàn)樗苄灾慰梢赃M(jìn)行分解,一個多件的裝配件可以在一次機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中建構(gòu)完成 。當(dāng)多件的裝配件可以在SLS或是PolyJet中實(shí)行時,要小心地考慮到殘留在原件之間的材料 。舉例來說,如圖3所示的FDM技術(shù)的腦型齒輪組,可以不用手工勞動就能完成并用一些時間就能將水溶性支撐進(jìn)行分解 。用SLS技術(shù)制作這樣相同的工件,可能需要一個小時以上的手工勞動來清除齒輪與軸柄之件的粉末 。有了水溶性支撐,整個裝配件的CAD資料可以當(dāng)作一個工件處理 。同樣地,也不需要手工勞動或是時間進(jìn)行工件的裝配 。快速成型設(shè)備最好能放置于電腦設(shè)計(jì)室內(nèi)以便于工作 , 要求設(shè)備無煙塵、無震動和噪音并且材料安全無毒 。而光敏樹脂(SLA)液態(tài)原材料有毒,需特別小心處理,并且需配置抽風(fēng)系統(tǒng),以抽除建模過程中產(chǎn)生之毒煙;而粉末材料(SLS)需配備抽風(fēng)系統(tǒng)、吸塵設(shè)備、防塵箱及氮?dú)獍l(fā)生系統(tǒng);紙張(LOM)也需要配置抽風(fēng)系統(tǒng)以抽除建模過程中產(chǎn)生之煙霧;只有美國Stratasys公司的FDM快速成型機(jī)只需要在一般辦公室環(huán)境下操作 。許多FDM技術(shù)的使用者把該技術(shù)當(dāng)作設(shè)計(jì)的周邊 。就本身而言,為了在制程早期就能審核與確認(rèn)設(shè)計(jì)概念,該技術(shù)已經(jīng)變得另一種與CAD系統(tǒng)連結(jié)并驅(qū)動的工具 。由于這樣的應(yīng)用,F(xiàn)DM技術(shù)都是作為概念模型工具以清楚地傳達(dá)日益精致與復(fù)雜的設(shè)計(jì) 。當(dāng)FDM技術(shù)無法從概念模型中提供預(yù)期的速度,它提供了結(jié)合概念模型與視覺應(yīng)用的優(yōu)勢 。這些強(qiáng)處包含精準(zhǔn)性,材料屬性,色彩以及免用手動工件后處理 。盡管材料強(qiáng)度與硬度并非概念模型的關(guān)鍵 , 但是它通常值得關(guān)注,因?yàn)榇嗳醯哪P屯ǔT谧畈贿m當(dāng)?shù)臅r機(jī)破裂 。FDM技術(shù)的模型也應(yīng)用于銷售與行銷 , 包含內(nèi)部與外部 。對內(nèi),F(xiàn)DM技術(shù)的原型是用來給銷售團(tuán)隊(duì),管理階層以及其它員工在開始制造之前看一眼產(chǎn)品長相 。對外,原型是用來在產(chǎn)品作商品化之前引起預(yù)期客戶的興奮與興趣 。塑型 , 裝配以及功能性模型:對許多技術(shù)而言 , 快速原型的應(yīng)用在塑型,裝配以及功能性分析方面時需要作某些方面的犧牲 。盡管SLA技術(shù)與PolyJet技術(shù)提供較好的細(xì)節(jié),精準(zhǔn)度與表面加工精度,但是他們無法提供必要的強(qiáng)度與硬度 。同樣地,SLS技術(shù)提供強(qiáng)度而犧牲精準(zhǔn)性與細(xì)節(jié) 。修整樣品:快速原型可以用來作為建立模具的樣品 。不像其它快速原型技術(shù),F(xiàn)DM技術(shù)可以成功地用來制作樣品 。然而 , 必須考慮表面加工精度與工件后處理到可以作為母模所需時間 。脫蠟鑄造是樣品的額外用途,樣品必須能在他們自己所建立陶砂殼模之中燃燒消耗掉 。FDM技術(shù)制程所建構(gòu)的蠟?zāi)EcABS模都被證實(shí)適合應(yīng)用在陶砂殼模之中燃燒消耗的標(biāo)準(zhǔn)鑄造流程 。快速制造(少量多樣)快速原型激起對于短期制造的興趣,對于少到只有一個單位的訂單都很合算 。這樣的應(yīng)用需要工件在許多領(lǐng)域都符合功能性規(guī)格 。在FDM技術(shù)的精準(zhǔn)性與材料屬性都是可用之際 , 它是少數(shù)致力于該應(yīng)用的技術(shù)之一 。當(dāng)尚未經(jīng)過最后加工修飾的FDM工件可能受限使用于可視化,裝飾的應(yīng)用 , 但不受妨礙它去作為內(nèi)部組件,或是那些不需要藝術(shù)吸引力的用途 。對于快速制造的應(yīng)用 , 運(yùn)行時間將會成為一項(xiàng)重要的考慮 。然而,就像幾位使用者的證明,為數(shù)不多的工件運(yùn)行時間是明顯地少于生產(chǎn)模具與成品所需要的總時間 。

文章插圖
什么叫拉枝料市場上另星的沒有質(zhì)量保證書的材料,機(jī)械性能,化學(xué)成份,交貨時材料硬度金相狀態(tài),表面質(zhì)量狀態(tài),尺寸公差等不符合相關(guān)國標(biāo)的均屬于拉圾料

文章插圖
線徑3mm-12mm的金屬線材一端車螺紋并折彎的車絲折彎機(jī)工作流程是怎樣的?1、由數(shù)控線材成型機(jī)設(shè)備將線材一端推送到車螺紋機(jī)口;2、車螺紋機(jī)對線材一端進(jìn)行車螺紋;3、車螺紋完成后,車螺紋機(jī)再退回來;4、數(shù)控線材橋租成型機(jī)設(shè)備收回金屬線材一端到一定位置;5、數(shù)控線材成型機(jī)對已車螺紋的線材按要求進(jìn)行折彎成答消明型;6、數(shù)控線材成型機(jī)再切斷線材,從而完成車螺紋折彎的整個工清告序 。貝朗 自動化 為你提供車螺紋折彎解決方案 。【線材加工 金屬線材成型】

文章插圖
- 磨床加工廠 磨加工
- 真空熱處理 熱處理
- 沖壓件接單平臺 沖壓加工
- 薄壁件殼體的加工生產(chǎn)廠 殼體加工
- 模具訂單網(wǎng) 模具加工
- 非標(biāo)件加工價格的確定 非標(biāo)零件加工
- 金屬型鑄造的特點(diǎn) 金屬鑄造
- 找電鍍加工廠 電鍍加工
- 代加工項(xiàng)目招商 來料加工項(xiàng)目,建材加工廠項(xiàng)目加盟
- 激光雕刻圖案圖片 激光加工
