《快速原型制造》PPT课件

《《快速原型制造》PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《快速原型制造》PPT课件（21页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、快 速 原 型 制 造设 计 学 院 丢 丢 一 、 快 速 原 型 制 造 简 介快 速 原 型 制 造 RAPID PROTOTYPING 简 称 RP 九 十 年 代 发 展 起 来 的 一 项 高 新 技 术 。RP技 术 是 在 现 代 CAD/CAM 技 术 、 激 光 技 术 、 计 算 机 数控 技 术 、 精 密 伺 服 驱 动 技 术 以 及 新 材 料 技 术 的 基 础 上集 成 发 展 起 来 的RP 技 术 在 不 需 要 任 何 刀 具 、 模 具 及 工 装 卡 具 的 情 况 下 ，可 将 任 意 复 杂 形 状 的 设 计 方 案 快 速 转 换 为 三 维

2、 的 实 体模 型 或 样 件 ， 这 就 是 RP 技 术 所 具 有 的 潜 在 的 革 命 意义 。 二 、 RP技 术 的 基 本 原 理将 计 算 机 内 的 三 维 实 体 模 型 进 行 分 层 切 片 得 到 各层 截 面 的 轮 廓 ， 计 算 机 据 此 信 息 控 制 激 光 器（ 或 喷 嘴 ） 有 选 择 性 地 切 割 一 层 又 一 层 的 片 状材 料 （ 或 固 化 一 层 层 的 液 态 光 敏 树 脂 ， 烧 结 一层 层 的 粉 末 材 料 ， 或 喷 射 一 层 层 的 热 熔 材 料 或粘 合 剂 等 方 法 ） 形 成 一 系 列 具 有 一 个

3、微 小 厚 度的 片 状 实 体 ， 再 采 用 粘 接 、 聚 合 、 熔 结 、 焊 接或 化 学 反 应 等 手 段 使 其 逐 层 堆 积 成 一 体 制 造 出所 设 计 的 三 维 模 型 或 样 件 。 RP技 术 的 基 本 原 理 图三 维 CAD模 型 分 层 切 片各 层 截 面 的 轮 廓 激 光 器 （ 或 喷 嘴 ） 按 各 层 截面 轮 廓 切 割 、 固 化 或 烧 结微 小 厚 度 的 片 状 实 体 逐 层 堆 积三 维 模 型 或 样 件 三 、 快 速 原 型 制 造 特 点1.不 需 要 任 何 刀 具 ， 模 具 及 工 装 卡 具 的 情 况 下

4、， 可 将 任 意 复 杂 形状 的 设 计 方 案 快 速 转 换 为 三 维 的 实 体 模 型 或 样 件2.模 型 或 样 件 可 直 接 用 于 新 产 品 设 计 验 证 、 功 能 验 证 、 外 观 验 证 、 工程 分 析 、 市 场 订 货 以 及 企 业 的 决 策 等 ， 非 常 有 利 于 早 找 错 早 修 改早 优 化 ， 提 高 了 新 产 品 开 发 的 一 次 成 功 率 ， 缩 短 了 开 发 周 期 ，降 低 了 研 发 成 本 。3.快 速 、 准 确 、 以 及 制 造 复 杂 模 型 。4. 结 合 CAD/CAM 技 术 、 激 光 技 术 、

5、计 算 机 数 控 技 术 、精 密 伺 服 驱 动 技 术 以 及 新 材 料 技 术 。 四 、 快 速 原 型 制 造 作 用1.不 需 要 任 何 刀 具 ， 模 具 及 工 装 卡 具 的 情 况 下 ， 可 将 任 意 复 杂 形 状的 设 计 方 案 快 速 转 换 为 三 维 的 实 体 模 型 或 样 件 。2.模 型 或 样 件 可 直 接 用 于 新 产 品 设 计 验 证 、 功 能 验 证 、 外 观 验 证 、 工程 分 析 、 市 场 订 货 以 及 企 业 的 决 策 等 ， 非 常 有 利 于 早 找 错 早 修 改早 优 化 ， 提 高 了 新 产 品 开

6、发 的 一 次 成 功 率 ， 缩 短 了 开 发 周 期 ，降 低 了 研 发 成 本 。 提 高 了 产 品 在 市 场 上 的 竞 争 力 和 企 业 对 市场 的 快 速 反 应 能 力3.为 技 术 人 员 之 间 ， 以 及 技 术 人 员 与 企 业 决 策 者 、 产 品 的 用 户 等 非 技术 人 员 之 间 提 供 了 一 个 更 加 形 象 、 完 整 、 方 便 的 工 程 交 流 工 具 。4.支 持 同 步 （ 并 行 ） 工 程 的 实 施5.支 持 技 术 创 新 、 改 进 产 品 外 观 设 计 。 6.用 RP 技 术 制 做 模 具7.逆 向 工 程

7、（ 反 求 ） 快 速 原 型 服 务 领 域 工 业 造 型 、 模 具 、 家 电 、 电 子 仪 表 、 轻工 、 塑 料 、 玩 具 、 航 空 航 天 、 军 工 、 机械 、 汽 车 、 摩 托 车 、 内 燃 机 、 建 筑 规 划及 模 型 、 科 研 、 医 疗 等 。 五 、 快 速 原 型 制 造 种 类1.材 料 累 加 法（ Material Increase Manufacturing）2.材 料 去 除 法 :三 维 雕 刻 机（ Material Increase Manufacturing） 成 型 工 艺加 工 能 量 （ 1） Laser beam(激 光

8、 束 )RP（ 2） Lamp(光 照 )RP（ 3） Heat energy(热 能 )RP（ 4） Mechanical energy(机 械 能 )RP 快 速 原 型 制 造 种 类激 光 束 RP可 分 为 ：1. 立 体 光 刻 (SLA: Stereolithography)、2. 选 择 激 光 沉 积 (SLS: Selective Laser Sintering)3. 分 层 制 造 (LOM: Laminated Object Manufacturing)4. 形 状 沉 积 制 造 (SDM: Shape Deposition Manufacturing)机 械 能 R

9、PM又 可 分 为1. 冲 击 颗 粒 制 造 (BPM: Ballistic Particle Manufacturing)2. 三 维 打 印 (3D Printing)3. 熔 化 沉 积 造 型 (FDM: Fused Deposition Modelling)LOM又 叫 固 体 分 层 制 造 (SSM: Solid Slicing Manufacturing) FDM又 叫 熔 化 挤 出 造 型 (MEM: Melted Extrusion Modelling) 六 、 主 要 种 类 及 比 较1.光 固 化 立 体 造 型 (SL-Stereolithography)2.分

10、 层 物 件 制 造 (LOMLaminated Object Manufacturing) 3.选 择 性 激 光 烧 结 (SLSSelected Laser Sintering) 4.熔 融 沉 积 造 型 (FDMFused Deposition Modeling) RP系 统 的 成 形 原 理 比 较成 形系 统 成 形 材 料 制 件 性 能 主 要 用 途 扫 描 路 径SL 液 态 光 敏树 脂 相 当 于 工程 塑 料 或蜡 模 高 精 度 塑 料 件 、铸 造 用 蜡 模 、样 件 或 模 型 截 面 轮 廓线 所 包 围的 区 域LOM 涂 敷 有 热敏 胶 的 纤维

11、纸 相 当 于 高级 木 材 快 速 制 造 新 产品 样 件 、 模 型或 铸 造 用 木 模 截 面 轮 廓线SLS 工 程 塑 料粉 末 相 当 于 工程 塑 料 、蜡 模 、 砂型 塑 料 件 、 铸 造用 蜡 模 、 样 件或 模 型 截 面 轮 廓线 所 包 围的 区 域 FDM 固 体 丝 状工 程 塑 料 相 当 于 工程 塑 料 或蜡 模 塑 料 件 、 铸 造用 蜡 模 、 样 件或 模 型 截 面 轮 廓线 所 包 围的 区 域 RP工 艺 优 缺 点 比 较 技术类型 精度 表面质量 材 料价 格 材 料 利用 率 运行成本 生产效率 设 备费 用 市 场占 有率 (%

12、)SL 好 好 较 贵 接 近100% 较高 高 较 贵 78LOM 一般 较差 较 便宜 较 差 较低 高 较 便宜 7.3SLS 一般 一般 较 贵 接 近100% 较高 一般 较 贵 6.0 FDM 较差 较差 较 贵 接 近100% 一般 较低 较 便宜 6.1 七 、 LOM的 材 料 和 工 具材 料 ：特 种 纸 背 面 抹 了 热 熔 胶 （ 热 敏 胶 ） 厚 度 ： 0.1mm工 具 ：木 刻 刀 、 铲 刀 、 502胶 、 双 面 胶 、 砂 纸 （ 布 ） 、自 喷 漆 八 、 LOM的 流 程1.电 脑 三 维 CAD建 模Pro/e、 Solidworks、 Rh

13、ino2.转 换 格 式转 化 为 STL格 式3.导 入 LOM专 用 软 件4.成 型 机 工 作动 作 流 程5.后 期 处 理除 去 废 料 、 修 补 缺 陷 、 打 磨 、 涂 502胶 、 打 磨 、 喷 漆 、 打 蜡6.交 工 LOM的 动 作 流 程工 作 台 复 位加 热 工 作 台工 作 台 复 位铺 纸 、 切 工 件 外 框沿 外 框 内 部 贴 双 面 胶做 无 网 格 基 底开 始 正 常 切 割铺 纸 、 切 工 件 外 框 铺 纸热 压 辊 动 作 ： 加 热 、 加 压激 光 头 切 割 相 应 层 的 外 框铺 纸 九 、 LOM的 反 求 应 用 举

14、例1.医 疗2.农 林3.原 型 或 模 型4.反 求 LOM的 反 求 应 用 举 例公 道 杯 实 物CT扫 描 计 算 机 三 维 重 建 LOM加 工 原 型 LOM的 反 求 应 用 举 例 十 、 快 速 模 具 技 术快 速 模 具 技 术 ： RAPID TOOLING ， 简 称 RT是 随 着 RP 技 术 的 发 展 而 迅 速 发 展 起 来 的 一 门 新 技 术 。 主 要是 运 用 RP生 产 的 原 型 来 做 模 具 。RT模 具 种 类 ：软 模 具 ： 腊 模 、 硅 橡 胶 模 、 环 氧 树 脂 模 、 聚 氨 脂 模 等硬 模 具 ： 环 氧 树 脂

15、 、 石 膏 、 陶 瓷 、 低 熔 点 金 属 、 金 属 基 复 合 材 料 等 十 一 、 RP RT用 RP 技 术 直 接 制 做 模 具 ： 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 。 用 RP 系 统 制 造 的 原 型 作 母 模 快 速 复 制 简 易 模 具 ：用 快 速 原 型 制 件 作 母 模 可 复 制 出 腊 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 、 腊 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 。 十 二 、 RP展 望1.应 用 ： 医 疗 2.材 料 ： 钢 铁 3.工 艺 ：4.智 能 化 ：5.网 络 化 ：