光敏樹脂翻模
Ⅰ 原子灰製作移印夾具流程怎麼寫
原子灰製作移印夾具流程如下。
1.進行3D列印原型製作:溝通原型師和原畫和項目負責人,進行3D建模,仔細檢查和修改錯誤,輸出為.OBJ格式,因3D模型和實物有差異,應進行列印確認,不符合設定或有問題需返工。列印如為熔融堆積或光敏樹脂,需進行打磨。進行打磨或直接噴蠟後翻模為GK件,雖增加成本(近1W),但製作GK樣品會很好增加宣傳效果,確定上色樣式,進行先期預定。3D確定完成後方便進行拆件。
2.進行手工實體製作:周期應有起碼3個月原型製作時間並進行監督溝通,打磨完畢後的原型,噴水補土後進行GK翻模,製作樣品進行宣傳。並可以用未完成原型進行宣傳。設計拆件和PVC略有不同,需後期追加。
3.原型完成前應考慮底座設計和重心問題,後期PVC根據需要進行底座插孔設計和腿內鋼釘加固等措施。
3.顏色確認:進行原型樣品上色,應考慮最終實現效果,眼睛,移印圖案,透明件,油漆顏色。顏色指定最好為潘通色卡,讓工廠進行調漆不靠譜,需仔細監督和來回嘗試。原型樣品製作完畢後,可以拍攝官圖進行宣傳。
4.原型拆件與原模備份確認:拆件時注意介面大小,是否能順利合攏而又不松動,部件介面處留有其他部件活動插入口時,注意介面位置位置是否清晰。比較長的部件進行連續連接時,注意整體變形。拆件時考慮噴漆難易和注塑難易,為工廠問題。拆件後進行樹脂翻模,確保最少3個和最終大貨樣一致的鑄造用翻模,接縫,結構,造型,光滑度保證一致。
5.鋼模雕刻鑄造:鋼模雕刻鑄造根據難易度和數目不同,花費時間也不同,試模返工也很多。一般1W2一個的鋼模應為全銅芯,鋼模大小為1/10比例手辦的四分之一部件。進行鋼模的排布,需考慮部件強度,體積分配,注塑難易,分件顏色(最好統一為白色,顏色全部進行噴漆,顏色件噴漆色差嚴重,但膚色件要單獨設計,分件,和統一進行顏色注塑,膚色件避免噴漆)。鋼模注塑達到3000個時應進行修理,業內慣例,這個問題一開始談好。復雜的美少女手辦一般為鑄造件,所以必須有個實體,雕刻方式一般為火花機+車床。流道排布和流道介面應考慮注塑難易和是否會影響件的質量,有流道口和注塑紋路的件不合格。
6.初樣確認:鋼模上機進行初步注塑,除了忽略表面不光滑外,仔細和原型對比,仔細檢查任何細節,包括介面連接,水口位置,分件是否合理,頭發之類薄弱的位置是否變形或缺損,適當烘烤看看是否變形開裂,臉型等關鍵部位是否變形,整體縮水是否厲害,姿勢是否變形,是否能站穩,中心在哪,並進行站立測試。
7.鋼模拋光:內壁表面打磨光滑時,不能損失的重要細節一定要反復交代,拋光後的零件契合度與形狀都會進行一定的改變。
Ⅱ 如何自己學習製作一隻手辦
學習製作手辦是一個很長很長的流程,如果答主只是一時興起的話,我推薦是學習MAYA和ZBrush然後轉3D列印。不過上面也是一個挺長的學習流程,更省事情的方法是買GK白膜,然後自己進行上色,上色的也需要學習,但是塗得好看的話。也是需要付出時間的。
Ⅲ 3D列印光敏樹脂材料有什麼優缺點
3D列印的光敏樹脂的優點就是表面光滑且精度高、防水防濕、交貨周期快、價格也低,但是其缺點就是強度和韌性稍差。未來工場就是可以列印光敏樹脂材料的,列印出來的質量還是可以的。
Ⅳ 如何利用charles修改載入失敗的時間
設備的種類:
三維掃描儀、快速成型機、三坐標測量機/儀逆向工程軟/點雲處理/三維檢測軟體、FreeForm觸覺式設計系統 上有很多相關信息 去看看吧!
快速成型技術的原理、工藝過程及技術特點:
快速成型屬於離散/堆積成型。它從成型原理上提出一個全新的思維模式維模型,即將計算機上製作的零件三維模型,進行網格化處理並存儲,對其進行分層處理,得到各層截面的二維輪廓信息,按照這些輪廓信息自動生成加工路徑,由成型頭在控制系統的控制下,選擇性地固化或切割一層層的成型材料,形成各個截面輪廓薄片,並逐步順序疊加成三維坯件.然後進行坯件的後處理,形成零件。
快速成型的工藝過程具體如下:
l )產品三維模型的構建。由於 RP 系統是由三維 CAD 模型直接驅動,因此首先要構建所加工工件的三維CAD 模型。該三維CAD模型可以利用計算機輔助設計軟體(如Pro/E , I-DEAS , Solid Works , UG 等)直接構建,也可以將已有產品的二維圖樣進行轉換而形成三維模型,或對產品實體進行激光掃描、 CT 斷層掃描,得到點雲數據,然後利用反求工程的方法來構造三維模型。
2 )三維模型的近似處理。由於產品往往有一些不規則的自由曲面,加工前要對模型進行近似處理,以方便後續的數據處理工作。由於STL格式文件格式簡單、實用,目前已經成為快速成型領域的准標准介面文件。它是用一系列的小三角形平面來逼近原來的模型,每個小三角形用 3 個頂點坐標和一個法向量來描述,三角形的大小可以根據精度要求進行選擇。 STL 文件有二進制碼和 ASCll 碼兩種輸出形式,二進制碼輸出形式所佔的空間比 ASCII 碼輸出形式的文件所佔用的空間小得多,但ASCII碼輸出形式可以閱讀和檢查。典型的CAD 軟體都帶有轉換和輸出 STL 格式文件的功能。
3 )三維模型的切片處理。根據被加工模型的特徵選擇合適的加工方向,在成型高度方向上用一系列一定間隔的平面切割近似後的模型,以便提取截面的輪廓信息。間隔一般取0.05mm~0.5mm, 常用 0.1mm 。間隔越小,成型精度越高,但成型時間也越長,效率就越低,反之則精度低,但效率高。
4 )成型加工。根據切片處理的截面輪廓,在計算機控制下,相應的成型頭(激光頭或噴頭)按各截面輪廓信息做掃描運動,在工作台上一層一層地堆積材料,然後將各層相粘結,最終得到原型產品。
5 )成型零件的後處理。從成型系統里取出成型件,進行打磨、拋光、塗掛,或放在高溫爐中進行後燒結,進一步提高其強度。
快速成型特術具有以下幾個重要特徵:
l )可以製造任意復雜的三維幾何實體。由於採用離散/堆積成型的原理.它將一個十分復雜的三維製造過程簡化為二維過程的疊加,可實現對任意復雜形狀零件的加工。越是復雜的零件越能顯示出 RP 技術的優越性此外, RP 技術特別適合於復雜型腔、復雜型面等傳統方法難以製造甚至無法製造的零件。
2 )快速性。通過對一個 CAD 模型的修改或重組就可獲得一個新零件的設計和加工信息。從幾個小時到幾十個小時就可製造出零件,具有快速製造的突出特點。
3 )高度柔性。無需任何專用夾具或工具即可完成復雜的製造過程,快速製造工模具、原型或零件
4 )快速成型技術實現了機械工程學科多年來追求的兩大先進目標.即材料的提取(氣、液固相)過程與製造過程一體化和設計(CAD )與製造( CAM )一體化
5 )與反求工程( Reverse Engineering)、CAD 技術、網路技術、虛擬現實等相結合,成為產品決速開發的有力工具。
因此,快速成型技術在製造領域中起著越來越重要的作用,並將對製造業產生重要影響。
快速成型技術的分類:
快速成型技術根據成型方法可分為兩類:基於激光及其他光源的成型技術(Laser Technology),例如:光固化成型(SLA )、分層實體製造(LOM)、選域激光粉末燒結(SLS)、形狀沉積成型(SDM)等;基於噴射的成型技術(Jetting Technoloy),例如:熔融沉積成型(FDM)、三維印刷( 3DP )、多相噴射沉積( MJD )。下面對其中比較成熟的工藝作簡單的介紹。
1、SLA(Stereolithogrphy Apparatus)工藝 SLA 工藝也稱光造型或立體光刻,由Charles Hul 於 1984 年獲美國專利。 1988 年美國 3D System公司推出商品化樣機SLA-I,這是世界上第一台快速成型機。SLA 各型成型機機占據著 RP 設備市場的較大份額。
SLA 技術是基於液態光敏樹脂的光聚合原理工作的。這種液態材料在一定波長和強度的紫外光照射下能迅速發生光聚合反應,分子量急劇增大,材料也就從液態轉變成固態。
SLA工作原理:液槽中盛滿液態光固化樹脂激光束在偏轉鏡作用下,能在液態表而上掃描,掃描的軌跡及光線的有無均由計算機控制,光點打到的地方,液體就固化。成型開始時,工作平台在液面下一個確定的深度.聚焦後的光斑在液面上按計算機的指令逐點掃描,即逐點固化。當一層掃描完成後.未被照射的地方仍是液態樹脂。然後升降台帶動平台下降一層高度,已成型的層面上又布滿一層樹脂,刮板將粘度較大的樹脂液面刮平,然後再進行下一層的掃描,新周化的一層牢周地粘在前一層上,如此重復直到整個零件製造完畢,得到一個三維實體模型。
SLA 方法是目前快速成型技術領域中研究得最多的方法.也是技術上最為成熟的方法。 SLA 工藝成型的零件精度較高,加工精度一般可達到 0.1 mm ,原材料利用率近 100 %。但這種方法也有白身的局限性,比如需要支撐、樹脂收縮導致精度下降、光固化樹脂有一定的毒性等。
2、LOM(Laminated Object Manufacturing,LOM)工藝LOM工藝稱疊層實體製造或分層實體製造,由美國Helisys公司的Michael Feygin於 1986 年研製成功。LOM工藝採用薄片材料,如紙、塑料薄膜等。片材表面事先塗覆上一層熱熔膠。加工時,熱壓輥熱壓片材,使之與下面已成型的工件粘接。用CO2激光器在剛粘接的新層上切割出零件截面輪廓和工件外框,並在截面輪廓與外框之間多餘的區域內切割出上下對齊的網格。激光切割完成後,工作台帶動已成型的工件下降,與帶狀片材分離。供料機構轉動收料軸和供料軸,帶動料帶移動,使新層移到加工區域。工作合上升到加工平面,熱壓輥熱壓,工件的層數增加一層,高度增加一個料厚。再在新層上切割截面輪廓。如此反復直至零件的所有截面粘接、切割完。最後,去除切碎的多餘部分,得到分層製造的實體零件。
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,易於製造大型零件。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餘材料在加工中起到了支撐作用,所以 LOM 工藝無需加支撐。缺點是材料浪費嚴重,表面質量差。
3、SLS(Selective Laser Sintering)工藝 SLS工藝稱為選域激光燒結,由美國德克薩斯大學奧斯汀分校的C.R.Dechard於 1989 年研製成功。 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,並刮平,用高強度的CO2激光器在剛鋪的新層上掃描出零件截面,材料粉末在高強度的激光照射下被燒結在一起,得到零件的截面,並與下面已成型的部分連接。當一層截面燒結完後,鋪上新的一層材料粉末,有選擇地燒結下層截面。
燒結完成後去掉多餘的粉末,再進行打磨、烘乾等處理得到零件。
SLS工藝的特點是材料適應面廣,不僅能製造塑料零件,還能製造陶瓷、蠟等材料的零件,特別是可以製造金屬零件。這使SLS工藝頗具吸引力。SLS工藝無需加支撐,因為沒有燒結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院E-manual Sachs等人研製的。已被美國的Soligen公司以DSPC(Direct Shell Proction Casting)名義商品化,用以製造鑄造用的陶瓷殼體和型芯。
3DP 工藝與SLS工藝類似,採用粉末材料成型,如陶瓷粉末、金屬粉末。所不同的是材料粉末不是通過燒結連結起來的,而是通過噴頭用粘結劑(如硅膠)將零件的截面「印刷」在材料粉來上面。
用粘結劑粘接的零件強度較低,還須後處理。先燒掉粘結劑,然後在高溫下滲人金屬,使零件緻密化,提高強度。
5 . FDM (Fused Depostion Modeling)工藝 熔融沉積製造( FDM )工藝由美國學者Scott Crump於 1988 年研製成功。 FDM 的材料一般是熱塑性材料,如蠟、 ABS 、尼龍等。以絲狀供料。材料在噴頭內被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運動,同時將熔化的材料擠出,材料迅速凝固,並與周圍的材料凝結。
快速成型技術的應用領域:
目前RP技術的發展水平而言,在國內主要是應用於新產品(包括產品的更新換代)開發的設計驗證和模擬樣品的試制上,即完成從產品的概念設計(或改型設計)--造型設計--結構設計--基本功能評估--模擬樣件試制這段開發過程。對某些以塑料結構為主的產品還可以進行小批量試制,或進行一些物理方面的功能測試、裝配驗證、實際外觀效果審視,甚至將產品小批量組裝先行投放市場,達到投石問路的目的。
快速成型的應用主要體現在以下幾個方面:
(1)新產品開發過程中的設計驗證與功能驗證。RP技術可快速地將產品設計的CAD模型轉換成物理實物模型,這樣可以方便地驗證設計人員的設計思想和產品結構的合理性、可裝配性、美觀性,發現設計中的問題可及時修改。如果用傳統方法,需要完成繪圖、工藝設計、工裝模具製造等多個環節,周期長、費用高。如果不進行設計驗證而直接投產,則一旦存在設計失誤,將會造成極大的損失。
(2)可製造性、可裝配性檢驗和供貨詢價、市場宣傳,對有限空間的復雜系統,如汽車、衛星、導彈的可製造性和可裝配性用RP方法進行檢驗和設計,將大大降低此類系統的設計製造難度。對於難以確定的復雜零件,可以用RP,技術進行試生產以確定最佳的合理的工藝。此外,RP原型還是產品從設計到商品化各個環節中進行交流的有效手段。比如為客戶提供產品樣件,進行市場宣傳等,快速成型技術已成為並行工程和敏捷製造的一種技術途徑。
(3)單件、小批量和特殊復雜零件的直接生產。對於高分子材料的零部件,可用高強度的工程塑料直接快速成型,滿足使用要求;對於復雜金屬零件,可通過快速鑄造或直接金屬件成型獲得。該項應用對航空、航天及國防工業有特殊意義。
(4)快速模具製造。通過各種轉換技術將RP原型轉換成各種快速模具,如低熔點合金模、硅膠模、金屬冷噴模、陶瓷模等,進行中小批量零件的生產,滿足產品更新換代快、批量越來越小的發展趨勢。快速成型應用的領域幾乎包括了製造領域的各個行業,在醫療、人體工程、文物保護等行業也得到了越來越廣泛的應用。
快速成型技術的主要應用各行業的應用狀況如下:
◆汽車、摩托車:外形及內飾件的設計、改型、裝配試驗,發動機、汽缸頭試制。
◆家電:各種家電產品的外形與結構設計,裝配試驗與功能驗證,市場宣傳,模具製造。
◆通訊產品:產品外形與結構設計,裝配試驗,功能驗證,模具製造。
◆航空、航天:特殊零件的直接製造,葉輪、渦輪、葉片的試制,發動機的試制、裝配試驗。
◆輕工業:各種產品的設計、驗證、裝配,市場宣傳,玩具、鞋類模具的快速製造。
◆醫療:醫療器械的設計、試產、試用,CT掃描信息的實物化,手術模擬,人體骨關節的配製。
◆國防:各種武器零部件的設計、裝配、試制,特殊零件的直接製作,遙感信息的模型製作。
總之,快速成型技術的發展是近20年來製造領域的突破性進展,它不僅在製造原理上與傳統方法迥然不同,更重要的是在目前產業策略以市場響應速度為第一的狀況下,RP技術可以縮短產品開發周期,降低開發成本,提高企業的競爭力。下面通過一些事例,說明該項技術在產品開發過程中起的作用。
1.設計驗證:用於新產品外觀設計玲證和結構設計驗證,找出設計缺陷,完善產品設計。在現代產品設計中,設計手段日趨先進,計算機輔助設計使得產品設計快捷、直觀,但由於軟體和硬體的局限,設計人員仍無法直觀地評價所設計產品的效果和結構的合理性以及生產工藝的可行性。快速成型技術為設計人員迅速得到產品樣品,直觀評判產品提供了先進的技術手段。我公司為某摩托車生產廠新型250摩托車製作的覆蓋件樣件,包括油箱、前後擋板、車座和側蓋等共13件。採用AFS成型技術,僅用12天就完成了全部製作。設計人員將樣件裝在車體上,經過認真評價和反復比較,對產品的外觀做了重新修改,達到了理想狀態。這一驗證過程,使設計更趨完美,避免了盲目投產造成的浪費。
2.裝配驗證:制出樣品實件,進行裝配實驗。天津某公司委託我方加工傳真機外殼及電話。用戶不僅要進行外觀評價,而且要將傳真機的內部部件裝入樣件中,進行裝配實驗和結構評價。該公司首先選擇傳統加工方法,分塊加工,手工粘結,僅加工一套電話聽筒就耗資肆仟元,耗時20天。預計製作傳真機樣品需2個月,費用為2?5萬元。我公司用快速成型技術,僅用15天就將該產品一套共六件交給委託方。用戶在裝配實驗中發現了7處裝配干涉和結構不合理處。將前後兩種方法相比,傳真機BABS塑料組裝樣件傳統加工方法工序繁多,手工拼接費時、費力,材料浪費大、加工周期長。對復雜的結構和曲面,加工粗糙,尺寸精度低,製作的實物模型與設計模型之間不能建立一一對應的關系,因而在裝配實驗中很難檢查出設計錯誤。而自動成型法,高度自動化,一次成型,周期短,精度高,與設計模型之間具有一一對應的關系,更適合樣品組裝件的生產和製造。
3.功能驗證:我公司為某摩托車廠製作250型雙缸摩托車汽缸頭。這是一款新設計的發動機,用戶需要10件樣品進行發動機的模擬實驗。該零件具有復雜的內部結構,傳統機加工無法加工,只能呆用鑄造成型。整個過程需經過開模、制芯、組模、澆鑄、噴砂和機加等工序,與實際生產過程相同。其中僅開模一項就需三個月時間。這對於小批量的樣品製作無論在時間上還是成木上都是難以接受的。我們採用選區激光燒結技術,以精鑄熔模材料為成型材料,在快速成型機上僅用5天即加工出該零件的10件鑄造熔模,再經熔模鑄造工藝,10天後得到了鑄造毛坯。經過必要的機加工,30天即完成了此款發動機的試制。
4.快速鑄造:在製造業特別是航空、航天、國防、汽車等重點行業,共基礎的核心部件一般均為金屬零件,而且相當多的金屬零件是非對稱性的、有不規則曲面或結構復雜而內部又含有精細結構的零件。這些零件的生產常採用鑄造或解體加工的方法。在鑄造生產中,模板、芯盒、壓蠟型、壓鑄模的製造往往是用機加工的方法來完成的,有時還需要鉗工進行修整,不僅周期長、耗資大,而且從模具設計到加工製造是一個多環節的復雜過程,咯有失誤就會導致全部返工。特別是對一些形狀復雜的鑄件,如葉片、葉輪、發動機缸體、缸蓋等,模具的製造是一個難度更大的問題,即使使用數控加工中心等昂貴的設備,在加工技術與工藝可行性方面仍有很大困難。可以設想,如果遇到此類零件的試制或小批量生產,其製造周期、成本及風險是相當大的。
激光快速成型技術已被證明是解決小批量復雜零件製造的非常有效的手段。迄今為止,我們己通過激光快速成型成功地生產了包括葉鈴、葉片、發動機轉子、泵體、發動機缸體、缸蓋等千餘仕掃盤鑽件 我們將快速成型與鑄造工藝的結合稱為快速鑄造工藝。圖5給出了快速鑄造工藝與傳統鑄造工藝的比較。由於快速鑄造過程無須開模具,因而大大節省了製造周期和費用。圖6是採用快速鑄造方法生產的燃氣二動機S段,零件直徑80Omm,高410m們,按傳統金屬鑄件方法製造,模具製造周期約需半年,費用幾十萬。用快速鑄造方法,快速成型鑄造熔模7天(分6段組合),拼裝、組合、鑄造10天,費用每件不超過2萬(共6件)。用快速成型方法生產的新型坦克增壓器的鑄造熔模,我們用5天時間就完成了37件蠟模的生產,使整個試制任務比原計劃提前了3個月。
5.翻模成型:實際應用上,很多產品必須通過模具才能加工出來。用成型機先製作出產品樣件再翻制模具,是一種既省時又節省費用的方法。發動機泵殼原型件產品用傳統機加工方法很難加工,必須通過模具成型。據估算,開模時間要8個月,費用至少30萬。如果產品設計有誤,整套模具就全部報廢。我們用快速成型法為該產品製作了塑料樣件,作為模具母模用於翻制硅膠模。將該母模固定於鋁標准模框中,澆入配好的硅橡膠,靜置12?20小時,硅橡膠完全固化,打開模框,取出硅橡膠用刀沿預定分型線劃開,將母模取出,用於澆鑄泵殼蠟型的硅膠模即翻製成功。通過該模製出蠟型,經過塗殼、焙燒、失蠟、加壓澆鑄、噴砂,一件合格的泵殼鑄件在短短的兩個月內製造出來,經過必要的機加工,即可裝機運行,使整個試制周期比傳統方法縮短了三分之二,費用節省了四分之三。
6.樣品製作:製造產品替代品,用於展示新產品,進行市場宣傳,如通訊、家電及建築模型製作等。
7.工藝和材料驗證:快速製作各種蠟模,用於精鑄新工藝和新型材料的摸索、驗證以及新產品製造所需輔助工具及部件的試驗。近無餘量精鑄葉片的實驗品。首先按不同收縮率用成型機一次製作幾個葉片蠟模,然後塗殼、編號、失蠟鑄造。將所得葉片鑄件進行測量,反復幾次即可確定不同材料無餘量精鑄收縮率,為批量生產奠定基礎。如果用開模具的辦法進行此項試驗,其費用和周期都將大大增加。發動機高速渦輪,要求材質高,鑄件密實。使用激光快速自動成型機,製作精鑄用蠟模四個,編號塗殼,使用不同配比特殊合金,分別澆鑄,對所得四件樣品進行測試,分別加以比較分析,即確定材料最佳配方。從制模到取得結果僅需一個月。
8.反求工程與快速成型:成型機成型的一件摩托車的前面板樣件,面板上包含了一個前大燈和二個側燈的外罩,它們與面板構成一個完整的曲面。這是一個用反向工程進行零件詳細設計的典型實例。整個工藝過程是首先由模型工根據摩托車的整體形象要求用油泥製作概念模型,經評審滿意後用三座標測量儀進行數值化,測量數據用Pro/E軟體的Scantools模塊進行整理並轉換成曲面模型,再轉換成實體模型並進"細節"計。糟加筋、孔和車孔的輪廓等結構,最後由成型機製作出樣件模型,經過打磨和噴漆的處理後裝在摩托車上進行外觀、裝配等檢驗,整個過程從完成三座標測量到得到樣件僅用一周時間。此時得到的樣件模型巴不同於最初的油泥模型,而成為與實際零件壁厚、尺寸一致,筋、孔等結構齊全的零件模型,這比油泥模型無疑是一個很大的進步。如果這時需對模型進行修改,只需在CAD系統上就可完成。當模型的外觀和細部結構確定無誤後,就可利用最後的模型數據進行模具設計和加工。
Ⅳ 國內有哪些公司能夠快速成型模具,3D列印技術列印金屬模具可行么 ...
3D列印,直接列印進水模具,目前還不現實,不過,目前光敏樹脂列印出來的精度可以達到模具的精度,翻模就可以了
Ⅵ charles有沒有更改響應數據的功能
設備的種類:
三維掃描儀、快速成型機、三坐標測量機/儀逆向工程軟/點雲處理/三維檢測軟體、FreeForm觸覺式設計系統 http://list.b2b.hc360.com/supplysup/022060.html 上有很多相關信息 去看看吧!
快速成型技術的原理、工藝過程及技術特點:
快速成型屬於離散/堆積成型。它從成型原理上提出一個全新的思維模式維模型,即將計算機上製作的零件三維模型,進行網格化處理並存儲,對其進行分層處理,得到各層截面的二維輪廓信息,按照這些輪廓信息自動生成加工路徑,由成型頭在控制系統的控制下,選擇性地固化或切割一層層的成型材料,形成各個截面輪廓薄片,並逐步順序疊加成三維坯件.然後進行坯件的後處理,形成零件。
快速成型的工藝過程具體如下:
l )產品三維模型的構建。由於 RP 系統是由三維 CAD 模型直接驅動,因此首先要構建所加工工件的三維CAD 模型。該三維CAD模型可以利用計算機輔助設計軟體(如Pro/E , I-DEAS , Solid Works , UG 等)直接構建,也可以將已有產品的二維圖樣進行轉換而形成三維模型,或對產品實體進行激光掃描、 CT 斷層掃描,得到點雲數據,然後利用反求工程的方法來構造三維模型。
2 )三維模型的近似處理。由於產品往往有一些不規則的自由曲面,加工前要對模型進行近似處理,以方便後續的數據處理工作。由於STL格式文件格式簡單、實用,目前已經成為快速成型領域的准標准介面文件。它是用一系列的小三角形平面來逼近原來的模型,每個小三角形用 3 個頂點坐標和一個法向量來描述,三角形的大小可以根據精度要求進行選擇。 STL 文件有二進制碼和 ASCll 碼兩種輸出形式,二進制碼輸出形式所佔的空間比 ASCII 碼輸出形式的文件所佔用的空間小得多,但ASCII碼輸出形式可以閱讀和檢查。典型的CAD 軟體都帶有轉換和輸出 STL 格式文件的功能。
3 )三維模型的切片處理。根據被加工模型的特徵選擇合適的加工方向,在成型高度方向上用一系列一定間隔的平面切割近似後的模型,以便提取截面的輪廓信息。間隔一般取0.05mm~0.5mm, 常用 0.1mm 。間隔越小,成型精度越高,但成型時間也越長,效率就越低,反之則精度低,但效率高。
4 )成型加工。根據切片處理的截面輪廓,在計算機控制下,相應的成型頭(激光頭或噴頭)按各截面輪廓信息做掃描運動,在工作台上一層一層地堆積材料,然後將各層相粘結,最終得到原型產品。
5 )成型零件的後處理。從成型系統里取出成型件,進行打磨、拋光、塗掛,或放在高溫爐中進行後燒結,進一步提高其強度。
快速成型特術具有以下幾個重要特徵:
l )可以製造任意復雜的三維幾何實體。由於採用離散/堆積成型的原理.它將一個十分復雜的三維製造過程簡化為二維過程的疊加,可實現對任意復雜形狀零件的加工。越是復雜的零件越能顯示出 RP 技術的優越性此外, RP 技術特別適合於復雜型腔、復雜型面等傳統方法難以製造甚至無法製造的零件。
2 )快速性。通過對一個 CAD 模型的修改或重組就可獲得一個新零件的設計和加工信息。從幾個小時到幾十個小時就可製造出零件,具有快速製造的突出特點。
3 )高度柔性。無需任何專用夾具或工具即可完成復雜的製造過程,快速製造工模具、原型或零件
4 )快速成型技術實現了機械工程學科多年來追求的兩大先進目標.即材料的提取(氣、液固相)過程與製造過程一體化和設計(CAD )與製造( CAM )一體化
5 )與反求工程( Reverse Engineering)、CAD 技術、網路技術、虛擬現實等相結合,成為產品決速開發的有力工具。
因此,快速成型技術在製造領域中起著越來越重要的作用,並將對製造業產生重要影響。
快速成型技術的分類:
快速成型技術根據成型方法可分為兩類:基於激光及其他光源的成型技術(Laser Technology),例如:光固化成型(SLA )、分層實體製造(LOM)、選域激光粉末燒結(SLS)、形狀沉積成型(SDM)等;基於噴射的成型技術(Jetting Technoloy),例如:熔融沉積成型(FDM)、三維印刷( 3DP )、多相噴射沉積( MJD )。下面對其中比較成熟的工藝作簡單的介紹。
1、SLA(Stereolithogrphy Apparatus)工藝 SLA 工藝也稱光造型或立體光刻,由Charles Hul 於 1984 年獲美國專利。 1988 年美國 3D System公司推出商品化樣機SLA-I,這是世界上第一台快速成型機。SLA 各型成型機機占據著 RP 設備市場的較大份額。
SLA 技術是基於液態光敏樹脂的光聚合原理工作的。這種液態材料在一定波長和強度的紫外光照射下能迅速發生光聚合反應,分子量急劇增大,材料也就從液態轉變成固態。
SLA工作原理:液槽中盛滿液態光固化樹脂激光束在偏轉鏡作用下,能在液態表而上掃描,掃描的軌跡及光線的有無均由計算機控制,光點打到的地方,液體就固化。成型開始時,工作平台在液面下一個確定的深度.聚焦後的光斑在液面上按計算機的指令逐點掃描,即逐點固化。當一層掃描完成後.未被照射的地方仍是液態樹脂。然後升降台帶動平台下降一層高度,已成型的層面上又布滿一層樹脂,刮板將粘度較大的樹脂液面刮平,然後再進行下一層的掃描,新周化的一層牢周地粘在前一層上,如此重復直到整個零件製造完畢,得到一個三維實體模型。
SLA 方法是目前快速成型技術領域中研究得最多的方法.也是技術上最為成熟的方法。 SLA 工藝成型的零件精度較高,加工精度一般可達到 0.1 mm ,原材料利用率近 100 %。但這種方法也有白身的局限性,比如需要支撐、樹脂收縮導致精度下降、光固化樹脂有一定的毒性等。
2、LOM(Laminated Object Manufacturing,LOM)工藝LOM工藝稱疊層實體製造或分層實體製造,由美國Helisys公司的Michael Feygin於 1986 年研製成功。LOM工藝採用薄片材料,如紙、塑料薄膜等。片材表面事先塗覆上一層熱熔膠。加工時,熱壓輥熱壓片材,使之與下面已成型的工件粘接。用CO2激光器在剛粘接的新層上切割出零件截面輪廓和工件外框,並在截面輪廓與外框之間多餘的區域內切割出上下對齊的網格。激光切割完成後,工作台帶動已成型的工件下降,與帶狀片材分離。供料機構轉動收料軸和供料軸,帶動料帶移動,使新層移到加工區域。工作合上升到加工平面,熱壓輥熱壓,工件的層數增加一層,高度增加一個料厚。再在新層上切割截面輪廓。如此反復直至零件的所有截面粘接、切割完。最後,去除切碎的多餘部分,得到分層製造的實體零件。
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,易於製造大型零件。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餘材料在加工中起到了支撐作用,所以 LOM 工藝無需加支撐。缺點是材料浪費嚴重,表面質量差。
3、SLS(Selective Laser Sintering)工藝 SLS工藝稱為選域激光燒結,由美國德克薩斯大學奧斯汀分校的C.R.Dechard於 1989 年研製成功。 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,並刮平,用高強度的CO2激光器在剛鋪的新層上掃描出零件截面,材料粉末在高強度的激光照射下被燒結在一起,得到零件的截面,並與下面已成型的部分連接。當一層截面燒結完後,鋪上新的一層材料粉末,有選擇地燒結下層截面。
燒結完成後去掉多餘的粉末,再進行打磨、烘乾等處理得到零件。
SLS工藝的特點是材料適應面廣,不僅能製造塑料零件,還能製造陶瓷、蠟等材料的零件,特別是可以製造金屬零件。這使SLS工藝頗具吸引力。SLS工藝無需加支撐,因為沒有燒結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院E-manual Sachs等人研製的。已被美國的Soligen公司以DSPC(Direct Shell Proction Casting)名義商品化,用以製造鑄造用的陶瓷殼體和型芯。
3DP 工藝與SLS工藝類似,採用粉末材料成型,如陶瓷粉末、金屬粉末。所不同的是材料粉末不是通過燒結連結起來的,而是通過噴頭用粘結劑(如硅膠)將零件的截面「印刷」在材料粉來上面。
用粘結劑粘接的零件強度較低,還須後處理。先燒掉粘結劑,然後在高溫下滲人金屬,使零件緻密化,提高強度。
5 . FDM (Fused Depostion Modeling)工藝 熔融沉積製造( FDM )工藝由美國學者Scott Crump於 1988 年研製成功。 FDM 的材料一般是熱塑性材料,如蠟、 ABS 、尼龍等。以絲狀供料。材料在噴頭內被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運動,同時將熔化的材料擠出,材料迅速凝固,並與周圍的材料凝結。
快速成型技術的應用領域:
目前RP技術的發展水平而言,在國內主要是應用於新產品(包括產品的更新換代)開發的設計驗證和模擬樣品的試制上,即完成從產品的概念設計(或改型設計)--造型設計--結構設計--基本功能評估--模擬樣件試制這段開發過程。對某些以塑料結構為主的產品還可以進行小批量試制,或進行一些物理方面的功能測試、裝配驗證、實際外觀效果審視,甚至將產品小批量組裝先行投放市場,達到投石問路的目的。
快速成型的應用主要體現在以下幾個方面:
(1)新產品開發過程中的設計驗證與功能驗證。RP技術可快速地將產品設計的CAD模型轉換成物理實物模型,這樣可以方便地驗證設計人員的設計思想和產品結構的合理性、可裝配性、美觀性,發現設計中的問題可及時修改。如果用傳統方法,需要完成繪圖、工藝設計、工裝模具製造等多個環節,周期長、費用高。如果不進行設計驗證而直接投產,則一旦存在設計失誤,將會造成極大的損失。
(2)可製造性、可裝配性檢驗和供貨詢價、市場宣傳,對有限空間的復雜系統,如汽車、衛星、導彈的可製造性和可裝配性用RP方法進行檢驗和設計,將大大降低此類系統的設計製造難度。對於難以確定的復雜零件,可以用RP,技術進行試生產以確定最佳的合理的工藝。此外,RP原型還是產品從設計到商品化各個環節中進行交流的有效手段。比如為客戶提供產品樣件,進行市場宣傳等,快速成型技術已成為並行工程和敏捷製造的一種技術途徑。
(3)單件、小批量和特殊復雜零件的直接生產。對於高分子材料的零部件,可用高強度的工程塑料直接快速成型,滿足使用要求;對於復雜金屬零件,可通過快速鑄造或直接金屬件成型獲得。該項應用對航空、航天及國防工業有特殊意義。
(4)快速模具製造。通過各種轉換技術將RP原型轉換成各種快速模具,如低熔點合金模、硅膠模、金屬冷噴模、陶瓷模等,進行中小批量零件的生產,滿足產品更新換代快、批量越來越小的發展趨勢。快速成型應用的領域幾乎包括了製造領域的各個行業,在醫療、人體工程、文物保護等行業也得到了越來越廣泛的應用。
快速成型技術的主要應用各行業的應用狀況如下:
◆汽車、摩托車:外形及內飾件的設計、改型、裝配試驗,發動機、汽缸頭試制。
◆家電:各種家電產品的外形與結構設計,裝配試驗與功能驗證,市場宣傳,模具製造。
◆通訊產品:產品外形與結構設計,裝配試驗,功能驗證,模具製造。
◆航空、航天:特殊零件的直接製造,葉輪、渦輪、葉片的試制,發動機的試制、裝配試驗。
◆輕工業:各種產品的設計、驗證、裝配,市場宣傳,玩具、鞋類模具的快速製造。
◆醫療:醫療器械的設計、試產、試用,CT掃描信息的實物化,手術模擬,人體骨關節的配製。
◆國防:各種武器零部件的設計、裝配、試制,特殊零件的直接製作,遙感信息的模型製作。
總之,快速成型技術的發展是近20年來製造領域的突破性進展,它不僅在製造原理上與傳統方法迥然不同,更重要的是在目前產業策略以市場響應速度為第一的狀況下,RP技術可以縮短產品開發周期,降低開發成本,提高企業的競爭力。下面通過一些事例,說明該項技術在產品開發過程中起的作用。
1.設計驗證:用於新產品外觀設計玲證和結構設計驗證,找出設計缺陷,完善產品設計。在現代產品設計中,設計手段日趨先進,計算機輔助設計使得產品設計快捷、直觀,但由於軟體和硬體的局限,設計人員仍無法直觀地評價所設計產品的效果和結構的合理性以及生產工藝的可行性。快速成型技術為設計人員迅速得到產品樣品,直觀評判產品提供了先進的技術手段。我公司為某摩托車生產廠新型250摩托車製作的覆蓋件樣件,包括油箱、前後擋板、車座和側蓋等共13件。採用AFS成型技術,僅用12天就完成了全部製作。設計人員將樣件裝在車體上,經過認真評價和反復比較,對產品的外觀做了重新修改,達到了理想狀態。這一驗證過程,使設計更趨完美,避免了盲目投產造成的浪費。
2.裝配驗證:制出樣品實件,進行裝配實驗。天津某公司委託我方加工傳真機外殼及電話。用戶不僅要進行外觀評價,而且要將傳真機的內部部件裝入樣件中,進行裝配實驗和結構評價。該公司首先選擇傳統加工方法,分塊加工,手工粘結,僅加工一套電話聽筒就耗資肆仟元,耗時20天。預計製作傳真機樣品需2個月,費用為2•5萬元。我公司用快速成型技術,僅用15天就將該產品一套共六件交給委託方。用戶在裝配實驗中發現了7處裝配干涉和結構不合理處。將前後兩種方法相比,傳真機BABS塑料組裝樣件傳統加工方法工序繁多,手工拼接費時、費力,材料浪費大、加工周期長。對復雜的結構和曲面,加工粗糙,尺寸精度低,製作的實物模型與設計模型之間不能建立一一對應的關系,因而在裝配實驗中很難檢查出設計錯誤。而自動成型法,高度自動化,一次成型,周期短,精度高,與設計模型之間具有一一對應的關系,更適合樣品組裝件的生產和製造。
3.功能驗證:我公司為某摩托車廠製作250型雙缸摩托車汽缸頭。這是一款新設計的發動機,用戶需要10件樣品進行發動機的模擬實驗。該零件具有復雜的內部結構,傳統機加工無法加工,只能呆用鑄造成型。整個過程需經過開模、制芯、組模、澆鑄、噴砂和機加等工序,與實際生產過程相同。其中僅開模一項就需三個月時間。這對於小批量的樣品製作無論在時間上還是成木上都是難以接受的。我們採用選區激光燒結技術,以精鑄熔模材料為成型材料,在快速成型機上僅用5天即加工出該零件的10件鑄造熔模,再經熔模鑄造工藝,10天後得到了鑄造毛坯。經過必要的機加工,30天即完成了此款發動機的試制。
4.快速鑄造:在製造業特別是航空、航天、國防、汽車等重點行業,共基礎的核心部件一般均為金屬零件,而且相當多的金屬零件是非對稱性的、有不規則曲面或結構復雜而內部又含有精細結構的零件。這些零件的生產常採用鑄造或解體加工的方法。在鑄造生產中,模板、芯盒、壓蠟型、壓鑄模的製造往往是用機加工的方法來完成的,有時還需要鉗工進行修整,不僅周期長、耗資大,而且從模具設計到加工製造是一個多環節的復雜過程,咯有失誤就會導致全部返工。特別是對一些形狀復雜的鑄件,如葉片、葉輪、發動機缸體、缸蓋等,模具的製造是一個難度更大的問題,即使使用數控加工中心等昂貴的設備,在加工技術與工藝可行性方面仍有很大困難。可以設想,如果遇到此類零件的試制或小批量生產,其製造周期、成本及風險是相當大的。
激光快速成型技術已被證明是解決小批量復雜零件製造的非常有效的手段。迄今為止,我們己通過激光快速成型成功地生產了包括葉鈴、葉片、發動機轉子、泵體、發動機缸體、缸蓋等千餘仕掃盤鑽件 我們將快速成型與鑄造工藝的結合稱為快速鑄造工藝。圖5給出了快速鑄造工藝與傳統鑄造工藝的比較。由於快速鑄造過程無須開模具,因而大大節省了製造周期和費用。圖6是採用快速鑄造方法生產的燃氣二動機S段,零件直徑80Omm,高410m們,按傳統金屬鑄件方法製造,模具製造周期約需半年,費用幾十萬。用快速鑄造方法,快速成型鑄造熔模7天(分6段組合),拼裝、組合、鑄造10天,費用每件不超過2萬(共6件)。用快速成型方法生產的新型坦克增壓器的鑄造熔模,我們用5天時間就完成了37件蠟模的生產,使整個試制任務比原計劃提前了3個月。
5.翻模成型:實際應用上,很多產品必須通過模具才能加工出來。用成型機先製作出產品樣件再翻制模具,是一種既省時又節省費用的方法。發動機泵殼原型件產品用傳統機加工方法很難加工,必須通過模具成型。據估算,開模時間要8個月,費用至少30萬。如果產品設計有誤,整套模具就全部報廢。我們用快速成型法為該產品製作了塑料樣件,作為模具母模用於翻制硅膠模。將該母模固定於鋁標准模框中,澆入配好的硅橡膠,靜置12•20小時,硅橡膠完全固化,打開模框,取出硅橡膠用刀沿預定分型線劃開,將母模取出,用於澆鑄泵殼蠟型的硅膠模即翻製成功。通過該模製出蠟型,經過塗殼、焙燒、失蠟、加壓澆鑄、噴砂,一件合格的泵殼鑄件在短短的兩個月內製造出來,經過必要的機加工,即可裝機運行,使整個試制周期比傳統方法縮短了三分之二,費用節省了四分之三。
6.樣品製作:製造產品替代品,用於展示新產品,進行市場宣傳,如通訊、家電及建築模型製作等。
7.工藝和材料驗證:快速製作各種蠟模,用於精鑄新工藝和新型材料的摸索、驗證以及新產品製造所需輔助工具及部件的試驗。近無餘量精鑄葉片的實驗品。首先按不同收縮率用成型機一次製作幾個葉片蠟模,然後塗殼、編號、失蠟鑄造。將所得葉片鑄件進行測量,反復幾次即可確定不同材料無餘量精鑄收縮率,為批量生產奠定基礎。如果用開模具的辦法進行此項試驗,其費用和周期都將大大增加。發動機高速渦輪,要求材質高,鑄件密實。使用激光快速自動成型機,製作精鑄用蠟模四個,編號塗殼,使用不同配比特殊合金,分別澆鑄,對所得四件樣品進行測試,分別加以比較分析,即確定材料最佳配方。從制模到取得結果僅需一個月。
8.反求工程與快速成型:成型機成型的一件摩托車的前面板樣件,面板上包含了一個前大燈和二個側燈的外罩,它們與面板構成一個完整的曲面。這是一個用反向工程進行零件詳細設計的典型實例。整個工藝過程是首先由模型工根據摩托車的整體形象要求用油泥製作概念模型,經評審滿意後用三座標測量儀進行數值化,測量數據用Pro/E軟體的Scantools模塊進行整理並轉換成曲面模型,再轉換成實體模型並進"細節"計。糟加筋、孔和車孔的輪廓等結構,最後由成型機製作出樣件模型,經過打磨和噴漆的處理後裝在摩托車上進行外觀、裝配等檢驗,整個過程從完成三座標測量到得到樣件僅用一周時間。此時得到的樣件模型巴不同於最初的油泥模型,而成為與實際零件壁厚、尺寸一致,筋、孔等結構齊全的零件模型,這比油泥模型無疑是一個很大的進步。如果這時需對模型進行修改,只需在CAD系統上就可完成。當模型的外觀和細部結構確定無誤後,就可利用最後的模型數據進行模具設計和加工。
Ⅶ 快速成型設備的種類
設備的種類:
三維掃描儀、快速成型機、三坐標測量機/儀逆向工程軟/點雲處理/三維檢測軟體、FreeForm觸覺式設計系統 http://list.b2b.hc360.com/supplysup/022060.html 上有很多相關信息 去看看吧!
快速成型技術的原理、工藝過程及技術特點:
快速成型屬於離散/堆積成型。它從成型原理上提出一個全新的思維模式維模型,即將計算機上製作的零件三維模型,進行網格化處理並存儲,對其進行分層處理,得到各層截面的二維輪廓信息,按照這些輪廓信息自動生成加工路徑,由成型頭在控制系統的控制下,選擇性地固化或切割一層層的成型材料,形成各個截面輪廓薄片,並逐步順序疊加成三維坯件.然後進行坯件的後處理,形成零件。
快速成型的工藝過程具體如下:
l )產品三維模型的構建。由於 RP 系統是由三維 CAD 模型直接驅動,因此首先要構建所加工工件的三維CAD 模型。該三維CAD模型可以利用計算機輔助設計軟體(如Pro/E , I-DEAS , Solid Works , UG 等)直接構建,也可以將已有產品的二維圖樣進行轉換而形成三維模型,或對產品實體進行激光掃描、 CT 斷層掃描,得到點雲數據,然後利用反求工程的方法來構造三維模型。
2 )三維模型的近似處理。由於產品往往有一些不規則的自由曲面,加工前要對模型進行近似處理,以方便後續的數據處理工作。由於STL格式文件格式簡單、實用,目前已經成為快速成型領域的准標准介面文件。它是用一系列的小三角形平面來逼近原來的模型,每個小三角形用 3 個頂點坐標和一個法向量來描述,三角形的大小可以根據精度要求進行選擇。 STL 文件有二進制碼和 ASCll 碼兩種輸出形式,二進制碼輸出形式所佔的空間比 ASCII 碼輸出形式的文件所佔用的空間小得多,但ASCII碼輸出形式可以閱讀和檢查。典型的CAD 軟體都帶有轉換和輸出 STL 格式文件的功能。
3 )三維模型的切片處理。根據被加工模型的特徵選擇合適的加工方向,在成型高度方向上用一系列一定間隔的平面切割近似後的模型,以便提取截面的輪廓信息。間隔一般取0.05mm~0.5mm, 常用 0.1mm 。間隔越小,成型精度越高,但成型時間也越長,效率就越低,反之則精度低,但效率高。
4 )成型加工。根據切片處理的截面輪廓,在計算機控制下,相應的成型頭(激光頭或噴頭)按各截面輪廓信息做掃描運動,在工作台上一層一層地堆積材料,然後將各層相粘結,最終得到原型產品。
5 )成型零件的後處理。從成型系統里取出成型件,進行打磨、拋光、塗掛,或放在高溫爐中進行後燒結,進一步提高其強度。
快速成型特術具有以下幾個重要特徵:
l )可以製造任意復雜的三維幾何實體。由於採用離散/堆積成型的原理.它將一個十分復雜的三維製造過程簡化為二維過程的疊加,可實現對任意復雜形狀零件的加工。越是復雜的零件越能顯示出 RP 技術的優越性此外, RP 技術特別適合於復雜型腔、復雜型面等傳統方法難以製造甚至無法製造的零件。
2 )快速性。通過對一個 CAD 模型的修改或重組就可獲得一個新零件的設計和加工信息。從幾個小時到幾十個小時就可製造出零件,具有快速製造的突出特點。
3 )高度柔性。無需任何專用夾具或工具即可完成復雜的製造過程,快速製造工模具、原型或零件
4 )快速成型技術實現了機械工程學科多年來追求的兩大先進目標.即材料的提取(氣、液固相)過程與製造過程一體化和設計(CAD )與製造( CAM )一體化
5 )與反求工程( Reverse Engineering)、CAD 技術、網路技術、虛擬現實等相結合,成為產品決速開發的有力工具。
因此,快速成型技術在製造領域中起著越來越重要的作用,並將對製造業產生重要影響。
快速成型技術的分類:
快速成型技術根據成型方法可分為兩類:基於激光及其他光源的成型技術(Laser Technology),例如:光固化成型(SLA )、分層實體製造(LOM)、選域激光粉末燒結(SLS)、形狀沉積成型(SDM)等;基於噴射的成型技術(Jetting Technoloy),例如:熔融沉積成型(FDM)、三維印刷( 3DP )、多相噴射沉積( MJD )。下面對其中比較成熟的工藝作簡單的介紹。
1、SLA(Stereolithogrphy Apparatus)工藝 SLA 工藝也稱光造型或立體光刻,由Charles Hul 於 1984 年獲美國專利。 1988 年美國 3D System公司推出商品化樣機SLA-I,這是世界上第一台快速成型機。SLA 各型成型機機占據著 RP 設備市場的較大份額。
SLA 技術是基於液態光敏樹脂的光聚合原理工作的。這種液態材料在一定波長和強度的紫外光照射下能迅速發生光聚合反應,分子量急劇增大,材料也就從液態轉變成固態。
SLA工作原理:液槽中盛滿液態光固化樹脂激光束在偏轉鏡作用下,能在液態表而上掃描,掃描的軌跡及光線的有無均由計算機控制,光點打到的地方,液體就固化。成型開始時,工作平台在液面下一個確定的深度.聚焦後的光斑在液面上按計算機的指令逐點掃描,即逐點固化。當一層掃描完成後.未被照射的地方仍是液態樹脂。然後升降台帶動平台下降一層高度,已成型的層面上又布滿一層樹脂,刮板將粘度較大的樹脂液面刮平,然後再進行下一層的掃描,新周化的一層牢周地粘在前一層上,如此重復直到整個零件製造完畢,得到一個三維實體模型。
SLA 方法是目前快速成型技術領域中研究得最多的方法.也是技術上最為成熟的方法。 SLA 工藝成型的零件精度較高,加工精度一般可達到 0.1 mm ,原材料利用率近 100 %。但這種方法也有白身的局限性,比如需要支撐、樹脂收縮導致精度下降、光固化樹脂有一定的毒性等。
2、LOM(Laminated Object Manufacturing,LOM)工藝LOM工藝稱疊層實體製造或分層實體製造,由美國Helisys公司的Michael Feygin於 1986 年研製成功。LOM工藝採用薄片材料,如紙、塑料薄膜等。片材表面事先塗覆上一層熱熔膠。加工時,熱壓輥熱壓片材,使之與下面已成型的工件粘接。用CO2激光器在剛粘接的新層上切割出零件截面輪廓和工件外框,並在截面輪廓與外框之間多餘的區域內切割出上下對齊的網格。激光切割完成後,工作台帶動已成型的工件下降,與帶狀片材分離。供料機構轉動收料軸和供料軸,帶動料帶移動,使新層移到加工區域。工作合上升到加工平面,熱壓輥熱壓,工件的層數增加一層,高度增加一個料厚。再在新層上切割截面輪廓。如此反復直至零件的所有截面粘接、切割完。最後,去除切碎的多餘部分,得到分層製造的實體零件。
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,易於製造大型零件。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餘材料在加工中起到了支撐作用,所以 LOM 工藝無需加支撐。缺點是材料浪費嚴重,表面質量差。
3、SLS(Selective Laser Sintering)工藝 SLS工藝稱為選域激光燒結,由美國德克薩斯大學奧斯汀分校的C.R.Dechard於 1989 年研製成功。 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,並刮平,用高強度的CO2激光器在剛鋪的新層上掃描出零件截面,材料粉末在高強度的激光照射下被燒結在一起,得到零件的截面,並與下面已成型的部分連接。當一層截面燒結完後,鋪上新的一層材料粉末,有選擇地燒結下層截面。
燒結完成後去掉多餘的粉末,再進行打磨、烘乾等處理得到零件。
SLS工藝的特點是材料適應面廣,不僅能製造塑料零件,還能製造陶瓷、蠟等材料的零件,特別是可以製造金屬零件。這使SLS工藝頗具吸引力。SLS工藝無需加支撐,因為沒有燒結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院E-manual Sachs等人研製的。已被美國的Soligen公司以DSPC(Direct Shell Proction Casting)名義商品化,用以製造鑄造用的陶瓷殼體和型芯。
3DP 工藝與SLS工藝類似,採用粉末材料成型,如陶瓷粉末、金屬粉末。所不同的是材料粉末不是通過燒結連結起來的,而是通過噴頭用粘結劑(如硅膠)將零件的截面「印刷」在材料粉來上面。
用粘結劑粘接的零件強度較低,還須後處理。先燒掉粘結劑,然後在高溫下滲人金屬,使零件緻密化,提高強度。
5 . FDM (Fused Depostion Modeling)工藝 熔融沉積製造( FDM )工藝由美國學者Scott Crump於 1988 年研製成功。 FDM 的材料一般是熱塑性材料,如蠟、 ABS 、尼龍等。以絲狀供料。材料在噴頭內被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運動,同時將熔化的材料擠出,材料迅速凝固,並與周圍的材料凝結。
快速成型技術的應用領域:
目前RP技術的發展水平而言,在國內主要是應用於新產品(包括產品的更新換代)開發的設計驗證和模擬樣品的試制上,即完成從產品的概念設計(或改型設計)--造型設計--結構設計--基本功能評估--模擬樣件試制這段開發過程。對某些以塑料結構為主的產品還可以進行小批量試制,或進行一些物理方面的功能測試、裝配驗證、實際外觀效果審視,甚至將產品小批量組裝先行投放市場,達到投石問路的目的。
快速成型的應用主要體現在以下幾個方面:
(1)新產品開發過程中的設計驗證與功能驗證。RP技術可快速地將產品設計的CAD模型轉換成物理實物模型,這樣可以方便地驗證設計人員的設計思想和產品結構的合理性、可裝配性、美觀性,發現設計中的問題可及時修改。如果用傳統方法,需要完成繪圖、工藝設計、工裝模具製造等多個環節,周期長、費用高。如果不進行設計驗證而直接投產,則一旦存在設計失誤,將會造成極大的損失。
(2)可製造性、可裝配性檢驗和供貨詢價、市場宣傳,對有限空間的復雜系統,如汽車、衛星、導彈的可製造性和可裝配性用RP方法進行檢驗和設計,將大大降低此類系統的設計製造難度。對於難以確定的復雜零件,可以用RP,技術進行試生產以確定最佳的合理的工藝。此外,RP原型還是產品從設計到商品化各個環節中進行交流的有效手段。比如為客戶提供產品樣件,進行市場宣傳等,快速成型技術已成為並行工程和敏捷製造的一種技術途徑。
(3)單件、小批量和特殊復雜零件的直接生產。對於高分子材料的零部件,可用高強度的工程塑料直接快速成型,滿足使用要求;對於復雜金屬零件,可通過快速鑄造或直接金屬件成型獲得。該項應用對航空、航天及國防工業有特殊意義。
(4)快速模具製造。通過各種轉換技術將RP原型轉換成各種快速模具,如低熔點合金模、硅膠模、金屬冷噴模、陶瓷模等,進行中小批量零件的生產,滿足產品更新換代快、批量越來越小的發展趨勢。快速成型應用的領域幾乎包括了製造領域的各個行業,在醫療、人體工程、文物保護等行業也得到了越來越廣泛的應用。
快速成型技術的主要應用各行業的應用狀況如下:
◆汽車、摩托車:外形及內飾件的設計、改型、裝配試驗,發動機、汽缸頭試制。
◆家電:各種家電產品的外形與結構設計,裝配試驗與功能驗證,市場宣傳,模具製造。
◆通訊產品:產品外形與結構設計,裝配試驗,功能驗證,模具製造。
◆航空、航天:特殊零件的直接製造,葉輪、渦輪、葉片的試制,發動機的試制、裝配試驗。
◆輕工業:各種產品的設計、驗證、裝配,市場宣傳,玩具、鞋類模具的快速製造。
◆醫療:醫療器械的設計、試產、試用,CT掃描信息的實物化,手術模擬,人體骨關節的配製。
◆國防:各種武器零部件的設計、裝配、試制,特殊零件的直接製作,遙感信息的模型製作。
總之,快速成型技術的發展是近20年來製造領域的突破性進展,它不僅在製造原理上與傳統方法迥然不同,更重要的是在目前產業策略以市場響應速度為第一的狀況下,RP技術可以縮短產品開發周期,降低開發成本,提高企業的競爭力。下面通過一些事例,說明該項技術在產品開發過程中起的作用。
1.設計驗證:用於新產品外觀設計玲證和結構設計驗證,找出設計缺陷,完善產品設計。在現代產品設計中,設計手段日趨先進,計算機輔助設計使得產品設計快捷、直觀,但由於軟體和硬體的局限,設計人員仍無法直觀地評價所設計產品的效果和結構的合理性以及生產工藝的可行性。快速成型技術為設計人員迅速得到產品樣品,直觀評判產品提供了先進的技術手段。我公司為某摩托車生產廠新型250摩托車製作的覆蓋件樣件,包括油箱、前後擋板、車座和側蓋等共13件。採用AFS成型技術,僅用12天就完成了全部製作。設計人員將樣件裝在車體上,經過認真評價和反復比較,對產品的外觀做了重新修改,達到了理想狀態。這一驗證過程,使設計更趨完美,避免了盲目投產造成的浪費。
2.裝配驗證:制出樣品實件,進行裝配實驗。天津某公司委託我方加工傳真機外殼及電話。用戶不僅要進行外觀評價,而且要將傳真機的內部部件裝入樣件中,進行裝配實驗和結構評價。該公司首先選擇傳統加工方法,分塊加工,手工粘結,僅加工一套電話聽筒就耗資肆仟元,耗時20天。預計製作傳真機樣品需2個月,費用為2•5萬元。我公司用快速成型技術,僅用15天就將該產品一套共六件交給委託方。用戶在裝配實驗中發現了7處裝配干涉和結構不合理處。將前後兩種方法相比,傳真機BABS塑料組裝樣件傳統加工方法工序繁多,手工拼接費時、費力,材料浪費大、加工周期長。對復雜的結構和曲面,加工粗糙,尺寸精度低,製作的實物模型與設計模型之間不能建立一一對應的關系,因而在裝配實驗中很難檢查出設計錯誤。而自動成型法,高度自動化,一次成型,周期短,精度高,與設計模型之間具有一一對應的關系,更適合樣品組裝件的生產和製造。
3.功能驗證:我公司為某摩托車廠製作250型雙缸摩托車汽缸頭。這是一款新設計的發動機,用戶需要10件樣品進行發動機的模擬實驗。該零件具有復雜的內部結構,傳統機加工無法加工,只能呆用鑄造成型。整個過程需經過開模、制芯、組模、澆鑄、噴砂和機加等工序,與實際生產過程相同。其中僅開模一項就需三個月時間。這對於小批量的樣品製作無論在時間上還是成木上都是難以接受的。我們採用選區激光燒結技術,以精鑄熔模材料為成型材料,在快速成型機上僅用5天即加工出該零件的10件鑄造熔模,再經熔模鑄造工藝,10天後得到了鑄造毛坯。經過必要的機加工,30天即完成了此款發動機的試制。
4.快速鑄造:在製造業特別是航空、航天、國防、汽車等重點行業,共基礎的核心部件一般均為金屬零件,而且相當多的金屬零件是非對稱性的、有不規則曲面或結構復雜而內部又含有精細結構的零件。這些零件的生產常採用鑄造或解體加工的方法。在鑄造生產中,模板、芯盒、壓蠟型、壓鑄模的製造往往是用機加工的方法來完成的,有時還需要鉗工進行修整,不僅周期長、耗資大,而且從模具設計到加工製造是一個多環節的復雜過程,咯有失誤就會導致全部返工。特別是對一些形狀復雜的鑄件,如葉片、葉輪、發動機缸體、缸蓋等,模具的製造是一個難度更大的問題,即使使用數控加工中心等昂貴的設備,在加工技術與工藝可行性方面仍有很大困難。可以設想,如果遇到此類零件的試制或小批量生產,其製造周期、成本及風險是相當大的。
激光快速成型技術已被證明是解決小批量復雜零件製造的非常有效的手段。迄今為止,我們己通過激光快速成型成功地生產了包括葉鈴、葉片、發動機轉子、泵體、發動機缸體、缸蓋等千餘仕掃盤鑽件 我們將快速成型與鑄造工藝的結合稱為快速鑄造工藝。圖5給出了快速鑄造工藝與傳統鑄造工藝的比較。由於快速鑄造過程無須開模具,因而大大節省了製造周期和費用。圖6是採用快速鑄造方法生產的燃氣二動機S段,零件直徑80Omm,高410m們,按傳統金屬鑄件方法製造,模具製造周期約需半年,費用幾十萬。用快速鑄造方法,快速成型鑄造熔模7天(分6段組合),拼裝、組合、鑄造10天,費用每件不超過2萬(共6件)。用快速成型方法生產的新型坦克增壓器的鑄造熔模,我們用5天時間就完成了37件蠟模的生產,使整個試制任務比原計劃提前了3個月。
5.翻模成型:實際應用上,很多產品必須通過模具才能加工出來。用成型機先製作出產品樣件再翻制模具,是一種既省時又節省費用的方法。發動機泵殼原型件產品用傳統機加工方法很難加工,必須通過模具成型。據估算,開模時間要8個月,費用至少30萬。如果產品設計有誤,整套模具就全部報廢。我們用快速成型法為該產品製作了塑料樣件,作為模具母模用於翻制硅膠模。將該母模固定於鋁標准模框中,澆入配好的硅橡膠,靜置12•20小時,硅橡膠完全固化,打開模框,取出硅橡膠用刀沿預定分型線劃開,將母模取出,用於澆鑄泵殼蠟型的硅膠模即翻製成功。通過該模製出蠟型,經過塗殼、焙燒、失蠟、加壓澆鑄、噴砂,一件合格的泵殼鑄件在短短的兩個月內製造出來,經過必要的機加工,即可裝機運行,使整個試制周期比傳統方法縮短了三分之二,費用節省了四分之三。
6.樣品製作:製造產品替代品,用於展示新產品,進行市場宣傳,如通訊、家電及建築模型製作等。
7.工藝和材料驗證:快速製作各種蠟模,用於精鑄新工藝和新型材料的摸索、驗證以及新產品製造所需輔助工具及部件的試驗。近無餘量精鑄葉片的實驗品。首先按不同收縮率用成型機一次製作幾個葉片蠟模,然後塗殼、編號、失蠟鑄造。將所得葉片鑄件進行測量,反復幾次即可確定不同材料無餘量精鑄收縮率,為批量生產奠定基礎。如果用開模具的辦法進行此項試驗,其費用和周期都將大大增加。發動機高速渦輪,要求材質高,鑄件密實。使用激光快速自動成型機,製作精鑄用蠟模四個,編號塗殼,使用不同配比特殊合金,分別澆鑄,對所得四件樣品進行測試,分別加以比較分析,即確定材料最佳配方。從制模到取得結果僅需一個月。
8.反求工程與快速成型:成型機成型的一件摩托車的前面板樣件,面板上包含了一個前大燈和二個側燈的外罩,它們與面板構成一個完整的曲面。這是一個用反向工程進行零件詳細設計的典型實例。整個工藝過程是首先由模型工根據摩托車的整體形象要求用油泥製作概念模型,經評審滿意後用三座標測量儀進行數值化,測量數據用Pro/E軟體的Scantools模塊進行整理並轉換成曲面模型,再轉換成實體模型並進"細節"計。糟加筋、孔和車孔的輪廓等結構,最後由成型機製作出樣件模型,經過打磨和噴漆的處理後裝在摩托車上進行外觀、裝配等檢驗,整個過程從完成三座標測量到得到樣件僅用一周時間。此時得到的樣件模型巴不同於最初的油泥模型,而成為與實際零件壁厚、尺寸一致,筋、孔等結構齊全的零件模型,這比油泥模型無疑是一個很大的進步。如果這時需對模型進行修改,只需在CAD系統上就可完成。當模型的外觀和細部結構確定無誤後,就可利用最後的模型數據進行模具設計和加工。
Ⅷ 3d列印機行業賺錢嗎,可以列印哪些東西
3d列印可以在以下幾個領域盈利:
1、首飾及時尚飾品
女性,在大多數情況下,幻想所有類型的相關和獨特的時尚產品。因此,有可能創造適合這一人群的各種需要的珠寶和其他時尚飾品。
30列印技術使您可以開發出一些最好的配件,如耳環、項鏈、手鐲、時墅的珠寶和包柄等。
你所需要做的就是注入你的創造力,以確保你生產的特定產品是獨一無二的,滿足目標市場的口味。
2、建築與建築原型
如今,大多數建築和其他建築設計的原型都是在30列印上製作的。
利益相關者很容易評估設計,並基於廣泛的因素做出決定。
由此可見,這些原型大多在審批過程中發揮重要作用,因為它們提供了可能實現的概念性概念。
一些建築和建築原型包括大型建築,如商場,智能家居以及其他結構,如公路和橋梁等。這一領域正在大幅增長,使它成為一個主要的事情,你可以使用3D列印技術和銷售。
3、廚房設備
大量的廚房設備也可以由各種類型的30列印製作而成。所發生的是,一些廚房產品,如盤子、杯子、餐具、開瓶器等,不一定必須是相似的。
您可以選擇獨特的設計,具有出色的30列印的廚房產品,這可以吸引您的客戶購買它們。
在這種情況下,最關鍵的一點是確保你的版畫具有美感。這是因為在大多數情況下,這是可以讓你輕松出售物品的原因。
這個概念也變得越來越流行。人們逐漸擺脫了傳統製造這些類型的產品。
Ⅸ 3d列印翻模!光敏樹脂!硅膠模具!
hello,很高興為你解答這個問題,光神王的樹脂的耐溫度是80度的,這個就跟塑料的耐溫差不多。這個耐溫度對於工業用途而言是足夠的。
Ⅹ 牙齒3d列印光敏樹脂怎麼樣鑄造
如果是3Dsystem公司的Projet1200這樣的機器,那列印出來的牙齒可以直接作為蠟模進行翻模,然後鑄造,它使用的就是灰分很低的特殊光敏材料,可以直接燒光的。