|
|
马上注册,结识高手,享用更多资源,轻松玩转三维网社区。
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
快速成形工艺的合理选择7 ` G/ C, F E3 S1 r* g- B/ u
9 i' c' z) N" ^1 l# r, `. F 快速成形基本原理
- m5 X+ K: a: C7 q2 [- P+ K. s# o: l! b+ W4 ?
RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同,成形原理和系统特点也各有不同。但是基本原理都是一样的,那就是“分层制造,逐层叠加”,类似于数学上的积分过程。形象地讲,快速成形系统就像是一台“立体打印机”。
' A. W5 T0 F" E' f/ B. k
4 K9 K6 x+ G! ]2 ^4 h8 z4 \
/ z/ M3 F- c0 E6 j s9 j 其工作的基本原理是:将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据,计算机据此信息控制激光器(或喷嘴)有选择性地烧结一层接一层的粉末材料(或者固化一层又一层的液态光敏树脂,或者切割一层又一层的片状材料,或者喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂)形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体,再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体,便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。 1 W+ A$ U, O$ e; M {5 l
4 r9 W0 g' q; \* o" j+ ^ RP技术的优越性显而易见 :它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下,直接接受产品设计(CAD)数据,快速制造出新产品的样件、模具或模型。因此,RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。由传统的“去除法”到今天的“增长法”,由有模制造到无模制造,这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。 ( b9 e" U# D5 z! [' {
+ w" r1 i; M+ G. E. `3 o
多种成形工艺的合理选择 7 P: V* {: t* ^! q- h
4 _4 ~1 Y& q& v3 H) s: |$ ? 目前,应用比较广泛的RP 成形工艺有:光敏树脂固化成形工艺(Stereo Lithography Apparatus—简称SLA)、激光选区烧结或粉末烧结(Selective Laser Sintering— 简称SLS)、叠层制造或切纸成形工艺(Laminated Object Manufacture — 简称LOM)等。RP技术的应用领域很广,机械、汽车、电子信息、家用电器、航空航天、医疗器械、首饰、玩具等行业,都迫切需要RP技术。也可以说,哪里有新产品开发哪里就需要RP技术。但是,这些领域中的产品从大小到结构都迥然各异,大到几米,小到几毫米,有薄壳状的,有实心的,有的结构极为复杂,样件的制造目的不同、制造精度和制造成本的要求也不同,这就需要根据不同的产品结构和制造要求来选择最佳的RP工艺了。 6 C$ F. {" d2 [% e/ \
结论:应根据产品的结构特点和具体要求来选择最佳的RP成形工艺 9 a2 v3 c0 w' j$ ?
应用案例分析 " G: U6 H# u4 X- l! P+ M P
多种成形工艺可以使客户在成形材料、制件精度、交货期和成本上有更多的选择余地,从而真正体验到RP技术快捷、准确、实用的技术优势,以下通过几个典型结构产品的应用案例进行分析: - {, _ }/ \. [
◆ 电子及通讯类产品 通常电子及通讯类产品尺寸不大,产品外形多为塑料薄壳结构,但对产品的尺寸精度和表面光洁度要求很高,在多数情况下还要作为后续快速制模工艺用的母模,实现样件的小批量快速制造。 0 T) K* |: g$ }5 P
0 o% M) v% W6 `% g. i3 P
经过三种工艺对比,类似手机或仪表盒大小的壳体,SLA工艺在材料性能、尺寸精度、表面质量和装配效果等方面有明显的优势 ;虽然制造成本相对略高,但是由于样件尺寸和重量较小,其绝对制造成本并不高。因此采用SLA工艺制作最为合理,应用效果最佳。
1 }4 C4 u! P0 k2 z2 C9 n 举例产品:手机,尺寸(mm)104×40×8 (如图1所示)。 4 p, k2 \, ~3 w8 b
http://www.hotmold.com/cms/upimg/allimg/20060810/0939350.gif
8 s( _$ v0 V3 V8 \& j: T" z 样件用途:外形及结构验证,装配验证和样件订货等,要求尺寸精度和表面光洁度高,有装配要求。 . |. ?. ?7 O# y& A$ J5 S
' |, B: R# A- e C/ K8 p
http://www.hotmold.com/cms/upimg/allimg/20060810/0939351.gif $ u' x' g! l! K& f0 R
◆ 机械、交通类结构部件 ?; v* \- D! G. N9 l* a. U
机械、交通类产品通常尺寸较大,对制件的精度和表面质量要求略低,制作原型样件的目的多用于产品的外观、结构以及功能的验证。由于尺寸相对较大,比较注重控制产品的制造成本。
/ D. @) o; w8 o3 }+ X) ] 通过三种工艺的对比,类似进气歧管、发动机气缸体等尺寸较大的壳体零件, 应用SLA和SLS均可实现满意的应用效果;但是由于SLA工艺制造成本较高,故采用SLS工艺制作最为合理,性能价格比最佳。 此篇文章来自中国热点模具网
6 ^9 |- K' C# S' Z' v. C ◆ 有特定要求的产品样件
! k* T; \" e \8 M$ J 某些产品样件在制作时,对材料的物理特性有特定的要求,如强度、耐温性、密封性、透光性等。可以通过组合应用不同的RP 工艺、快速制模工艺和成形材料来实现。
( V% _+ t! B' K! P* q ◆ 快速制模和精密铸造方面的应用 % T+ ]% W8 K( G( l7 ?1 x/ k
举例产品:进气歧管,尺寸(mm) 300×230×400(如图2所示)。样件用途:外形验证、结构验证及功能验证。 1 b+ p" W3 y( C# I
) u7 R* s* J1 z/ x$ C
http://www.hotmold.com/cms/upimg/allimg/20060810/0939353.gif
# e, r' j, A6 j% o. s 快速成形制件适合于单件制造,且制件材料为工艺规定的专用材料,因此制件的材料性能有一定的局限性。将RP技术与真空注型技术或精密铸造技术结合起来应用,不仅可以满足产品设计对特定材质的要求,而且可以快速实现新产品的小批量生产。应用RP、硅胶模和真空注型工艺可以实现小批量塑料件的快速制造,如手机或电子产品外壳的小批量制作,图3是用该工艺快速制造的小批量塑料电子壳体样件。RP与精密铸造工艺结合应用,可以实现金属样件的快速制造,图4所示是用该工艺快速制造的金属铸件。
6 m, B l! G# P0 }$ Fhttp://www.hotmold.com/cms/upimg/allimg/20060810/0939354.gif http://www.hotmold.com/cms/upimg/allimg/20060810/0939355.gif & H: v( T: D$ l0 j
: s5 k( z" }' ^1 J% ^0 Y( L1 q
RP服务中心可为用户提供全方位的技术服务
* {9 m3 M2 h) w( f7 m 目前,RP设备的采购成本和运行维护成本还较高。因此,国内外普遍采用建立RP服务中心的模式推广应用RP技术。RP服务中心由于拥有多种性能先进的RP设备,以及工业设计、三维CAD实体建模、反求工程和快速制模等配套技术的支持,可以为企业提供高质量、低成本、快速和规范化的服务。
+ q" O+ y7 h1 d0 T, _+ J p 企业通过RP服务中心来制作新产品样件,不仅可以得到高质量的服务,实现最佳的应用效果,而且可以显著节约制造成本。 ( i3 B/ M2 V* V! `$ L
快速成形技术作为一种先进制造技术,其推广应用的现实意义重大。按照用户的产品特点和具体要求,合理选择RP工艺制作新产品样件,可以最大限度地满足用户需求并节约成本. |
|