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    幾種常見快速成型工藝優(yōu)缺點(diǎn)比較

    來源:233網(wǎng)校 2008-12-01 09:27:00
        SLS
        粉末材料選擇性燒結(jié)(Selected Laser Sintering)是一種快速原型工藝,簡(jiǎn)稱SLS.
        粉末材料選擇性燒結(jié)采用二氧化碳激光器對(duì)粉末材料(塑料粉、陶瓷與粘結(jié)劑的混合粉、金屬與粘結(jié)劑的混合粉等)進(jìn)行選擇性燒結(jié),是一種由離散點(diǎn)一層層對(duì)集成三維實(shí)體的工藝方法。
        在開始加工之前,先將充有氮?dú)獾墓ぷ魇疑郎兀⒈3衷诜勰┑娜埸c(diǎn)一下。成型時(shí),送料筒上升,鋪粉滾筒移動(dòng),先在工作平臺(tái)上鋪一層粉末材料,然后激光束在計(jì)算機(jī)控制下按照截面輪廓對(duì)實(shí)心部分所在的粉末進(jìn)行燒結(jié),使粉末溶化繼而形成一層固體輪廓。第一層燒結(jié)完成后,工作臺(tái)下降一截面層的高度,在鋪上一層粉末,進(jìn)行下一層燒結(jié),如此循環(huán),形成三維的原型零件。最后經(jīng)過5-10小時(shí)冷卻,即可從粉末缸中取出零件。未經(jīng)燒結(jié)的粉末能承托正在燒結(jié)的工件,當(dāng)燒結(jié)工序完成后,取出零件。
        粉末材料選擇性燒結(jié)工藝適合成型中小件,能直接的到塑料、陶瓷或金屬零件,零件的翹曲變形比液態(tài)光敏樹脂選擇性固化工藝要小。但這種工藝仍需對(duì)整個(gè)截面進(jìn)行掃描和燒結(jié),加上工作室需要升溫和冷卻,成型時(shí)間較長(zhǎng)。此外,由于受到粉末顆粒大小及激光點(diǎn)的限制,零件的表面一般呈多孔性。在燒結(jié)陶瓷、金屬與粘結(jié)劑的混合粉并得到原型零件后,須將它置于加熱爐中,燒掉其中的粘結(jié)劑,并在孔隙中滲入填充物,其后處理復(fù)雜。
        粉末材料選擇性燒結(jié)快速原型工藝適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可視化表現(xiàn)和制作功能測(cè)試零件。由于它可采用各種不同成分的金屬粉末進(jìn)行燒結(jié)、進(jìn)行滲銅等后處理,因而其制成的產(chǎn)品可具有與金屬零件相近的機(jī)械性能,故可用于制作EDM電極、直接制造金屬模以及進(jìn)行小批量零件生產(chǎn)。
        SLS快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:
        1、 與其他工藝相比,能生產(chǎn)最硬的模具。
        2、 可以采用多種原料,例如絕大多數(shù)工程用塑料、蠟、金屬、陶瓷等。
        3、 零件的構(gòu)建時(shí)間短,可達(dá)到1in/h高度。
        4、 無需對(duì)零件進(jìn)行后矯正。
        5、 無需設(shè)計(jì)和構(gòu)造支撐。
        選擇性燒結(jié)的最大優(yōu)點(diǎn)是可選用多種材料,適合不同的用途、所制|考試|大|作的原型產(chǎn)品具有較高的硬度,可進(jìn)行功能試驗(yàn)。
        SLS快速原型技術(shù)缺點(diǎn)是:
        1、 在加工前,要花近2小時(shí)的時(shí)間將粉末加熱到熔點(diǎn)以下,當(dāng)零件構(gòu)建之后,還要花5-10小時(shí)冷卻, 然后才能將零件從粉末缸中取出。
        2、 表面的粗糙度收粉末顆粒大小及激光點(diǎn)的限制。
        3、 零件的表面一般是多孔性的,為了使表面光滑必須進(jìn)行后處理。
        4、 需要對(duì)加工室不斷充氮?dú)庖源_保燒結(jié)過程的安全性,加工的成本高。
        5、 該工藝產(chǎn)生有毒氣體,污染環(huán)境。
        LOM
        箔材疊層實(shí)體制作(Laminated Object Manufacturing)快速原型技術(shù)是薄片材料疊加工藝,簡(jiǎn)稱LOM.
        箔材疊層實(shí)體制作是根據(jù)三維CAD模型每個(gè)截面的輪廓線,在計(jì)算機(jī)控制下,發(fā)出控制激光切割系統(tǒng)的指令,使切割頭作X和Y方向的移動(dòng)。供料機(jī)構(gòu)將地面涂有熱溶膠的箔材(如涂覆紙、涂覆陶瓷箔、金屬箔、塑料箔材)一段段的送至工作臺(tái)的上方。激光切割系統(tǒng)按照計(jì)算機(jī)提取的橫截面輪廓用二氧化碳激光束對(duì)箔材沿輪廓線將工作臺(tái)上的紙割出輪廓線,并將紙的無輪廓區(qū)切割成小碎片。
        然后,由熱壓機(jī)構(gòu)將一層層紙壓緊并粘合在一起。可升降工作臺(tái)支撐正在成型的工件,并在每層成型之后,降低一個(gè)紙厚,以便送進(jìn)、粘合和切割新的一層紙。最后形成由許多小廢料塊包圍的三維原型零件。然后取出,將多余的廢料小塊剔除,最終獲得三維產(chǎn)品。
        疊層實(shí)體制作快速原型工藝適合制作大中型原型件,翹曲變形較小,尺寸精度較高,成型時(shí)間較短,激光器使用壽命長(zhǎng),制成件有良好的機(jī)械性能,適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念建模和功能性測(cè)試零件。且由于制成的零件具有木質(zhì)屬性,特別適合于直接制作砂型鑄造模。
        LOM快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:
        1、 由于只需要使激光束沿著物體的輪廓進(jìn)行切割,無需掃描整個(gè)斷面,所以這是一個(gè)高速的快速原型工藝。零件體積越大,效率越高。
        2、 加工后零件可以直接使用,無|考試|大|需進(jìn)行后矯正。
        3、 無需設(shè)計(jì)和構(gòu)建支撐結(jié)構(gòu)。
        4、 易于使用,無環(huán)境污染。
        LOM快速原型技術(shù)的缺點(diǎn)是:
        1、 可實(shí)際應(yīng)用的原材料種類較少,盡管可選用若干原材料,例如紙、塑料、陶土以及合成材料,但目前常用的只是紙,其他箔材商在研制開發(fā)中。
        2、 紙制零件很容易吸潮,必須立即進(jìn)行后處理、上漆。
        3、 難以構(gòu)建精細(xì)形狀的零件,即僅限于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的零件。
        4、 由于難以(雖然并非不可能)去除里面的廢料,該工藝不宜構(gòu)建內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件。當(dāng)加工室的溫度過高時(shí)常有火災(zāi)發(fā)生。
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