材料成形新教案.ppt

材料成形新技术 3、选择性激光烧结-SLS Selective Laser Sintering 由美国德州Austin 分校C.R.Dechard 于1989年研制成功，后被美国DTM公司商品化，推出商品化机器 SLS工艺是利用粉末材料（金属或非金属粉末）在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成形 SLS工艺原理 SLS工艺演示 SLS工艺演示 SLS工艺演示 SLS工艺原理 CO2 激光器 激光束/镜组/扫描镜 推平滚子 粉末缸 成型腔 粉末面 成型腔尺寸：381*330*457 mm SLS工艺特点 成型材料 蜡粉、聚苯乙烯（PS 、工程塑料（ABS）、聚碳酸酯（PC 、尼龙（PA 、金属粉末、覆膜砂、覆膜陶瓷粉，近年来更多的采用复合粉末，粉粒直径为50～125μm 工艺特点 材料适应面广，不仅能制造塑料制件，还能制造蜡模、陶瓷和金属零件 成型精度一般、能直接制造制件和装配件（轴承整体） 制件翘曲变形相对较小，但对于容易发生变形的地方应设计有支撑结构 实心零件成型时间较长，适合中小零件的生产。 SLS方法制作的实物模型 激光直接烧结金属粉末得到的复杂金属零件 4、熔化沉积成形-FDM Fused Deposition Modeling 由美国学者Dr.Scott Crump 于1988年研制成功。并由美国Stratasys 公司推出商品化的设备，FDM1600、 FDM1650、 FDM8000、Quantum FDM工艺采用热塑性材料，如ABS、蜡、尼龙等，一般以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化后，从小孔挤出堆积成形 FDM工艺原理 FDM工艺演示 FDM工艺演示 FDM工艺的特点 FDM不用激光，使用、维护简单，成本低。用蜡成形的零件原型可直接用于石蜡铸造；用ABS工程塑料制造的原型则具有较高强度，在产品设计、测试与评估等方面得到广泛应用。 由于FDM工艺一般在80~120oC进行，材料的收缩率必然会引起尺寸误差，同时会产生热应力，导致制件的翘曲变形，因此需要设计支撑结构。 FDM工艺适合成型小塑料件，最高精度0.127mm。 由于是填充式扫描，因此成型时间较长，为克服这一缺点，可采用多个热喷头同时进行涂覆，提高成型效率。 FDM方法制作的实物模型 几种常见RPT特点比较 低 较复杂 小截面较慢 大截面较快 LOM 高 几乎无费料 简单 小截面较快 大截面较慢 FDM 较高 较复杂 小截面较快 大截面较慢 SLS 较高 较复杂 小截面较快 大截面较慢 SLA 材料利用率 制件后处理 成形速度 快速成型设备 SSM-800分层实体制造快速成形设备 SSM-1600成形设备 目前世界上成形空间最大的快速成形设备 MEM-300-II熔融挤压快速成形设备 MEM-200-D熔融挤压快速成形设备 M-RPMS-IV多功能快速成形机 3D 300C，LOM工艺，以色列 采用刀切塑料薄膜，不加热仅用粘结剂粘结层片，因而变形非常小。机器重量仅为31kg SLA-700，3D Systems HiQ-SLS，3D Systems 3D打印机（3DP）及其模型 五、快速成形技术的应用 快速成形技术的应用领域 产品快速设计/制造 设计：新产品的设计与开发 制造：快速工/模具制造、快速铸造 分析：试验分析模型 生物制造： 生物医学和组织工程 工艺品：与美学有关的各工程领域 树脂基复合材料的成形 手糊成型 在经过清理并涂有脱模剂的模具上均匀刷上一层树脂，再将纤维增强物按要求裁剪成一定形状和尺寸，直接铺设在模具上使其平整。多次重复逐层铺贴，直至所需厚度为至。涂刷结束后上其在室温下固化成型。 层压成型 按层压制品的大小，选用适当尺寸的浸胶材料，并根据制品要求的厚度计算所需要的张数，逐层叠放后，在层压机上进行压制。 树脂基复合材料的成形 喷射成型 利用压缩空气将经过特殊处理而雾化处理的树脂与切短的纤维同时同时通过喷射机的喷枪喷射到模具上，经过辊压、排除气泡等，再继续喷射，直至完成坯件制件，然后从回转台上取下进行固化。 树脂基复合材料的成形 压注成型 通过压力将树脂注入封闭的模具型腔，浸润其中的纤维织物坯件然后固化成型的方法。 树脂基复合材料的成形 拉挤成型 主要工艺 纤维输送； 纤维浸渍； 成型与固化； 夹持与拉拔、切割 陶瓷基复合材料成型 料浆浸渍热压成型：纤维束或纤维预制件在滚筒的旋转牵引下，于浆体罐中浸渍浆体，浆体由基体粉末、水或乙醇以及有机粘结剂混合而成。浸渍后的纤维束或预制件被缠绕在滚筒上，然后压制切断成单成薄片，将切断的薄层预浸片按单向、十字交叉法或一定角度的堆垛次序排列成层板，然后放入加热炉中烧去粘结剂，最后热压使之固化。 优点：加热温度较晶体陶瓷低，不损伤增强体，层板的堆垛次序可任意排列，纤维分布均匀，气孔率