快速成型技术与工业产品构造

快速成型技术与工业产品构造 随着科学技术的快步进展，结合全球市场一体化的推动，目前工业产品正面临新的挑战,快速成型是新产品开发的重要手段，它可以把设计思想转化为产品制造技术。提高了产品研发的效率。 1.快速成型技术原理 在工业产品设计过程中,设计师往往希望能快速由三维 CAD 模型,得到产品的实物模型,快速成型技术可以满足这种需求。快速成型技术是一种基于离散/堆积成型思想的新型成型技术,它根据零件或物体的三维模型数据,快速、精确地制造出零件或物体的实体模型。 2.关键技术 目前世界上制造工艺已有几十种不同的快速成型工艺方法,比较成熟的就有十余种。其中光固化成型法、叠层实体制造法、熔融沉积法、选择性激光烧结法和 3DP（也称 3DPG)五种方法,在世界范围内应用最为广泛。对于快速成型制造工艺的讨论,一方面是在原有技术基础上进行改进,另一方面是讨论新的成型技术。新的成型方法,如三维微结构制造、生物活性组织的工程化制造、激光三维内割技术、层片曝光方式等。 成型材料成型材料是决定快速成型技术进展的基本要素之一,它直接影响到原型的精度、物理化学性能以及应用等。与快速成型制造的 4 个目标相适应,使用的材料不同,概念型对材料成型精度和物理化学特性要求不高,主要要求成型速度快。如对光固化树脂,要求较低的临界曝光功率、较大的穿透深度和较低的粘度。测试型对于材料成型后的强度、刚度、耐温性、抗蚀性等有一定要求,以满足测试要求。假如用于装配测试,则对于材料成型的精度还有一定要求。模具型要求材料适应具体模具制造要求,如对于消逝模铸造用原型,要求材料易于去除。快速功能零件要求材料具有较好的力学性能和化学性能。从解决的方法看,一个是讨论专用材料以适应专门需要;另一个是根据用途分类,讨论几类通用材料以适应多种需要。 加工精度影响成型件精度的主要因素有两方面:一是由 CAD 模型转换成 STL 格式文件以及随后的切片处理所产生的误差;二是成型过程中制件翘曲变形,成型后制件吸入水分,以及由于温度和内应力变化等所造成的无法精确估计的变形。为了解决第一类问题,正在研制直接切片软件和自适应切片软件。所谓直接切片是不将 CAD 模型转换成 STL 格式文件,而直接对 CAD 模型进行切片处理,得到模型的各截面层轮廓信息,从而可以减少三角面近似化带来的误差,所谓自适应切片是快速成型机能根据成型零件表面的曲率和斜率自动调整切片的厚度,从而得到高品质的光滑表面。为解决第二类...