激光快速成型技术在工业设计中的应用与前景.pdfVIP

装《备制造技术))2o15年第 1期 激光快速成型技术在工业设计 中的应用与前景 郑永章 (漳州职业技术学院，福建 漳州 363000) 摘 要：传统的工业生产手段 已不能满足市场的需求，快速成型技术的出现很好地迎合了工业设计的发展需求，它能够 快速转化设计思想，是制造技术领域的革命性发展，而激光快速成型技术更是其中的重要组成部分，基于此。对激光快速 成型技术进行了深入的研 究和分析。 关键词 ：快速成型技术；激光；工业设计 中图分类号 ：TB47 文献标识码：B 文章编号：1672—545X(2015)01—0107—02 快速成型技术兴起于上世纪 80年代后期，它是 (1)以激光快速成型技术为基础形成的快速金 以分层技术、堆积成型为根本，直接利用CAD模型快 属粉末烧结技术、快速精铸技术以及快速模具工装 速生产零部件或样件的先进制造技术总称1【1。和传统 制造技术等技术能够快速制造模具、快速完成铸造 加工技术相比，它强调了 “累加性”，从原料利用上来 过程等工艺流程，在单问零件生产和新产品开发方 说不是传统的受迫成型、拼合成型、去除成型能够相 面具有很大的优势。 比的2[1。而激光快速成型技术是以激光作为制造能源 (2)激光快速成型技术在加工时不需要模具以 的一种快速成型技术，它充分运用了材料科学 、激光 及其他加工工具，也就不存在生产振动 、加工噪音以 技术、数控技术以及 CAD技术，是快速成型技术的重 及残余应力等现象 ，很好地保护了周围环境。 要组成部分，能够在没有工具和磨具的情况下实现对 (3)该技术还具有生产时间短 、对模具等工具的 复杂形状产品的模拟和制造 ，本文从激光快速成型技 依赖性小、材料利用率高 ，节约成本 、制造速度快等 术的基本原理 、发展状况以及它在现代工业设计中的 特点。 应用现状等几个方面进行了研究，并指出了激光快速 成型技术在现代工业设计中具有广泛的应用前景。 2 激光快速成型技术的主要工艺方法分析 1 激光快速成型技术的基本特征和原理 激光快速成型技术主要具有以下几种工艺方法 ： (1)激光熔覆成形 激光快速成型技术最根本的原理是把通过 CAD 激光熔覆成形技术主要是利用工作台数控对粉 构建的三维实体模型进行分层处理 ，分解成多个二 末进行扫描熔覆 ，最终合成所需要形状的零部件。大 位断面，从而利用相关数据驱动控制激光光束 ，扫射 量的加工实践表明：这种方式加工出的零件的强度 薄片材料、粉末或液体 ，生产出所需要的形状产品薄 和精度主要受粉末颗粒的大小 、送粉量 、送粉装置、 层，然后按照一定的次序累加成复杂形成的产品。这 扫描方式 、扫描间隔、扫描速度 、光强分布、光斑大 和传统的冲压技术 、铸造技术等使用模具的制造工 小 、激光器输出功率、激光熔覆层厚度 、零件切片方 艺以及刨削、磨削、钻削、铣削和车削等去除制造工 式等几个因素的影响。该技术在致密金属零部件制 艺具有很大的不同，它强调的是一种分层加工、迭加 造方面具有很大优势 ，在工业设计中具有很大的应 成形的生产工序，它制造出来的样件和模型能够很 用价值，被部分企业用于高强度金属的加工。 好地帮助市场订货一级企业进行决策、帮组进行工 (2)选择性激光烧结 程分析 、验证产品功能、验证新产品的设计效果等， 选择性激光烧结技术首先利用CAD制造出三维 从而提高产品研发效率 ，降低成本 ，最终提高企业的 实体模型，然后利用相关软件和手段对模型进行分 生存能力和综合竞争力。在此基础上形成的快速金 层处理，进而利用二维数据驱动控制激光束 ，并烧结 属粉末烧结技术 、快速精铸技术以及快