文档介绍：快速成形技术

快速成形技术是20世纪80年代末发展起来的一种集CAD/C、激光、新材料等技术于一体的现代先进制造技术,它可以自动、快速地将设计思想物化为具有一定结构和功能的原形或直接制造零部件,从而可以对产品设计进行快速评价、修改,以响应市场需求,提高企业的竞争力。快速成形技术的出现是适应日趋激烈的市场竞争的需要,对制造企业的模型、原型及成形件制造方式正产生深远的影响。

快速成形技术的基本原理是基于“离散一堆积”的成形方法,借助三维CAD软件,或用实体反求方法采集得到有关原型或零件的几何形状、结构和材料的组合信息,从而获得目标原型的概念并以此建立数字化描述CAD模型,之后经过一定的转换或修改,将三维虚拟实体表面转换为用一系列三角面片逼近的表面,生成面片文件(如STL文件等),再按虚拟三维实体某一方向(通常为z向) 将CAD模型离散化,分解成具有一定厚度的层片文件(CLI文件等),由三维轮廓转换为近似的二维轮廓,然后根据不同的快速成形工艺对文件进行处理,对层片文件进行检验或修正并生成正确的数处理,对层片文件进行检验或修正并生成正确的数律地、精确地叠加起来(堆积)而成一个三维实体制件,如图l所示。
可见,从成形学角度来看,快速成形技术是采用“堆积成形”的方式。从数学角度来看,快速成形技术的工作过程也可以看作是一个微分与积分的过程。从材料形态变化角度来看,快速成形技术是一个材料物质分解与组合的过程。目前,商品化的快速成形技术和快速成形系统有立体光刻成形法、选择性激光烧结法、熔融堆积成形法、叠层实体制造法和三维喷涂粘结法。
—堆积成型原理
2. 快速成形技术特点
制造快速
快速成形技术不受产品形状及复杂程度的限制,适合于新产品的开发和小批量、复杂、异形产品的直接生产。该技术改善了设计过程中的人机交流,使产品设计和模具生产并行,从而缩短了产品设计、开发的周期,加快了产品更新换代的速度,大大降低新产品的开发成本和企业研制新产品的风险。德国Daimler—Benz汽车公司在发动机装配校验中,检测用气缸体前盖,气缸体、排气管和蜗轮增压器等零件,采用传统的制造方式,需35周时问,费用达DM750000,采用快速成形技术后,时间仅为7周,费用降低到DM120000。
技术高度密集
快速成形技术是计算机技术、数据采集与处理技术、材料工程和电加工与控制技术的综合体现。
自由成形制造
快速成形技术具有自由成形制造特征:可以根据原型或零件的形状,无需使用工具、模具而自由的成形;不受形状和结构限制。
制造过程高柔度性
共同的制造原理使快速成形系统在软件和硬件的实现上有70%~80%是相同的,不同的制造工艺,仅需改变CAD模型或反求数据结构模型,重新调整和设置参数即可生产出不同形状的原形或零件,还能借助电铸、电弧喷涂等技术将塑胶原型制成金属模具。
可选材料的广泛性
快速成形技术用材上,可选用树脂类、塑料类、纸类、石蜡类、复合材