湖南大学工程材料与测试分析课件.pptVIP

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 1、在产品设计中的应用 用于新产品的设计评估 RP原型可直接用于模拟性能测试、模拟装配实验和生产可行性评估 采用RPT进行新产品开发，可减少产品开发成本30~70%，减少开发时间50%。 2、快速模具制造技术 快速模具制造技术RT（Rapid Tooling） 采用模具生产零件是现代工业的主要生产工艺和手段 传统模具制造生产周期长，模具需反复调试，制造成本高 快速模具制造可节约成本3/4，缩短生产周期约2/3 传统金属冷作模具制造流程 下料锻造 调 试 模具设计 球化退火 机械加工 修 配 热处理 投 产 快速原型和模具制造技术示意图 快速模具制造的分类 直接模具制造 用 LOM 系统制做的制件经表面处理，其强度比一般木材还要高，可直接用作铸造木模；用 SLS 等方法则可直接制造熔模铸造用的蜡模以及造型或压力加工用金属模。 间接模具制造 用快速原型制件作母模可复制出蜡模、硅橡胶模、环氧树脂模或聚氨脂模等软模具；据此软模具又可浇铸出环氧树脂、石膏、陶瓷、低熔点金属、金属基复合材料等硬模具。这些简易模具可用作各种铸造模、注塑模、蜡模的成型模以及拉伸模等，实现塑料件或金属件的小批量生产。 用快速原型制件作母模，通过金属喷涂等方法可快速制造电脉冲机床用电极。 快速模具技术的发展方向 提高模具制造精度 开发新材料新工艺 直接制造高强度金属模具 3、快速铸造技术 快速铸造技术RC（Rapid Casting） 概念 利用快速成型技术直接或间接制造铸造用模样、模板、型芯或型壳等，再结合传统铸造技术，快速制造铸件的工艺方法。 目前主要利用RP技术快速制取铸造模样 * * 快速原型制造技术及应用 一、技术背景 20世纪80年代以来，计算机技术、传感技术、材料科学、CAD/CAM、CIMS、激光技术以及结构科学的飞速发展与交叉渗透，为快速原型技术（RPT）的发生和发展奠定了坚实的技术基础。 美国的3D Systems公司于1988年生产出了世界上第一台现代快速成型机——SLA-250(液态光敏树脂选择性固化成型机），开创了快速成型技术发展的新纪元。 近十年涌现了几十种快速成型工艺：LOM、FDM、SLS、3DP等。 去除成形——用分离的方法，把多余材料有序地从基体 上分离出去而成形的方法。如机械加工、钳工、电火花加工、激光加工等 受迫成形——利用材料的可成形性，使之在一定约束的条件下（如温度、边界、外力等）成形。如铸造、锻造、粉末冶金等 堆积成形——运用合并与连接的方法，把材料（气、液、固态）有序地堆积起来的成形方法。如焊接、RP 生长成形——利用材料的活性进行成形的方法，如“克隆”生物 二、快速成形技术原理 快速成形技术的原理 离散－堆积原理 三 快速成形的基本工艺过程 CAD建模 STL转换 生成片层NC代码 实体加工 零件原型 后处理 切片处理 前处理 快速成型系统工作 后处理 用Pro/E设计的零件模型 STL面片化的零件模型 A Typical RP Process CAD 3-D Design and STL Interface Post Curing Fabrication Slicing Part Preparation Orient Support 快速原型设备的处理过程 材料输入 输出零件 离散堆积设备 M-RPMS设备以MEM模式工作，生产用于新产品的原型 MEM——熔融挤压制造 M-RPMS设备以SSM模式工作，生产用于快速工模具制造的原型 SSM——分层实体制造 技术体系组成 CAD造型 材料及制备 快速原型制造工艺与装备 其他信息来源 物理原型 其他制造技术 快速模具 实际零件 反求工程 数控代码 信息处理 数据接口 技术体系组成 信息： 数字化信息：CAD三维数据模型；表面离子化模型；分层后的层片文件；扫描矢量文件；数控代码文件 物理形态信息：生成的原型；加工而成的零件；自然形成的各种实物等 信息处理： 数字形态信息 数字形态信息 物理形态信息 物理形态信息 信息处理 数据处理 将加工对象的三维实体模型离散化，得到层片文件；根据不同工艺进行填充得到扫描矢量文件；与CNC结合