第16章 现代模具制造技术简介.pptVIP

* 第16章 现代模具制造技术简介 16.1 模具的快速成形技术 16.2 模具CAD/CAM简介 随着现代制造技术的不断发展以及在市场的迫切需求下，模具制造技术得到了迅猛的发展，并已成为现代制造技术的重要组成部分。例如模具的CAD/CAM技术、模具的快速成形技术、模具的精密成形技术、模具的超精密加工技术、CIMS技术以及数控技术等。现代模具制造技术朝着加快信息驱动、提高制造柔性、敏捷化制造及系统化集成的方向发展。本章将主要介绍模具的快速成形技术和模具的CAD/CAM技术。 1. 快速成形技术概述 快速成形（Rapid　Prototypipng，简称RP）技术又称为快速原型制造（Rapid　Prototypipng　Manufacturing，简称RPM）技术，是２０世纪８０年代后期兴起并迅速发展起来的一种基于材料堆积法加工的高新制造技术，堪称近２０年来制造技术领域最重大发展之一。 ＲＰ技术利用计算机及ＣＡＤ软件对产品进行三维实体造型设计或利用工业CT照射实体模型，得到STL数据文件，然后利用分层软件对零件进行切片处理，得到一组平行的环切数据，之后利用激光器产生激光，通过激光扫描，形成极薄的一层固化层，如此反复，最终形成固态的产品原型。 RP技术综合机械工程、CAD、数控技术、激光技术及材料科学等多项技术，在没有任何刀具、模具及工装夹具的情况下，自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定结构和功能的零件或原型，并可及时对产品设计进行快速反应，不断评估、现场修改及功能试验，大大缩短产品的研发周期，以最快的速度响应市场，从而提高企业的竟能能力。 16.1 模具的快速成形技术 2. 快速成形工艺方法简介 到目前为止，国内外已较为成熟的的快速成形制造技术的具体工艺不下30种，按照采用的材料及材料处理方式的不同，可归纳为以下六类。 （1）分层实体制造法（Laninated Object Manufacturing，LOM） LOM法是根据零件分层几何信息切割箔材、纸片、塑料薄膜或复合材料等片材，并将得到的连续层片材料粘接构成三维实体的模型图，如图16-1所示。 LOM 的关键是技术是控制激光的 图16-1 分层实体制造法（LOM法）示意图 1—X-Y扫描系统；2—光路系统；3—激光器；4—加热棍；5—薄层材料；6—供料滚筒；7—工作台；8—回收滚筒；9—制成件；10—制成层；11—边角料 光强和切割速度，使它们达到最佳配合，以便保证良好的切口质量和切割深度。 采用LOM法制造实体时，激光只需扫描每个切片的轮廓而非整个切片的面积，生产效率高，使用的材料广泛，成本较低。 （2）选择性激光烧结法（Selective Laser Sintering，SLS）。 SLS是将多种粉末（含热熔性结合剂）作为原材料，利用高效率的CO2激光器在计算机的控制下对其层层加热熔化堆积成形。如图16-2所示。 该方法的优点是由于粉末具有自支撑作用，而不需要另外支撑，另外材料广泛，不仅能生产塑料材料，还能直接生产金属和陶瓷零件。 图16-2 选择性激光烧结法（SLS法）示意图 1—粉末材料；2—激光束；3—X-Y扫描系统；4—透镜；5—激光器；6刮平器；7—工作台；8—制成件 （3）融化堆积造型法（Fused Deposit Manufacturing，FDM） FDM是采用熔丝材料加热后将半熔状态的熔丝材料在计算机控制下喷涂到预定位置，逐点逐层喷涂成形。如图16-3所示。 FDM技术的最大优点是速度快，此外，整个FDM成型过程是在60～300oC下进行的，并且没有粉尘，也无有毒化学气体、激光或液态聚合物的泄漏，适宜办公室环境使用。FDM制作生成的原型适合工业上各种各样的应用，如概念成型、原型开发、精铸蜡模和喷镀制模等。 图16-3 融化堆积造型法（FDM法）示意图 1—熔丝材料；2—滚轮；3—加热喷嘴； 4—半熔状丝料；5—制成件；6—工作台 （4）立体平板印刷法（Stereo Lithgraphy Apparatus，SLA） SLA又称立体光刻、光造型，其原理如图16-4所示。 SLA法是最早出现的一种RP工艺，目前是RPM技术领域中研究最多、技术最为成熟的方法。但这种方法有其自身的局限性，如需要支撑、树脂收缩导致精度下降、光固化树脂有一定的毒性而不符合绿色制造发展趋势等。 图16-4 立体平板印刷法（SLA法）示意图 1—激光发生器；2—激光束