第十章 快速成形技术  快速成形技术(RapidProtoyping简称RP)：                                                    增材加工法  ⒈产生和发展：     20世纪80年代后发展起来的。     综合了机械工程、CAD、数控技术、激光技术和材料科学技术。     2001年中国机械工程学会下属的特种加工学会增设了快速成形专业委员会。   第十二章 快速成形技术 ⒉特点：         ⑴可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件。         ⑵产品设计进行快速评估、修改及功能试验，大大缩短了产品的研制周期。         ⑶快速工装模具制造、快速精铸技术则可实现零件的快速制造。         ⑷增材加工法         ⑸综合了机械工程、CAD、数控技术、激光技术和材料科学技术。 第十二章 快速成形技术 ⒊代表性的工艺和种类：      20多种，众多的快速成形工艺中，      具有代表性的工艺是：          ⑴光敏树脂液相固化成形          ⑵选择性粉末烧结成形          ⑶薄片分层叠加成形          ⑷熔丝堆积成形       等4种。 第十二章 快速成形技术  第一节光敏树脂液相固化成形  第二节  选择性激光粉末烧结成形  第三节  薄片分层叠加成形 第四节  熔丝堆积成形  第一节光敏树脂液相固化成形  光敏树脂液相固化成形(SL—Stereolithography)又称光固化立体造型或立体光刻。 产生和发展： 由Charles Hul发明并于1984年获美国专利。 1988年美国3D系统公司推出商品化的世界上第一台快速原型成形机。 SL方法是目前RP技术领域中研究得最多的方法，也是技术上最为成熟的方法。目前，SLA系列成形机占据着RP设备市场较大的份额。   第一节光敏树脂液相固化成形  ⒈光敏树脂液相固化成形——SL工艺原理    SL工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。    液态材料在一定波长(λ=325nm)和功率(P=30mW)的紫外激光的照射下能迅速发生光聚合反应，分子量急剧增大，材料也就从液态转变成固态。 加工：    零件分层(层高约0.1mm)→分层固化→整个零件固化完→三维实体原型  分层固化：    液态光敏树脂→激光束扫描→液体固化（逐点扫描逐点固化）→一层液态树脂固化完→下一层液态树脂→逐点扫描逐点固化→固化完  第一节光敏树脂液相固化成形  第一节光敏树脂液相固化成形  ⒉特点和成形材料      ⑴特点：       ①精度较高、表面质量好               精度能达到或小于0.1mm       ②原材料利用率将近100％       ③能制造形状特别复杂(如空心零件)、特别精细(如           首饰、工艺品等)的零件    ④制作出来的原型件，可快速翻制各种模具。  第一节光敏树脂液相固化成形     ⑵成形材料：           SL工艺的成形材料称为光固化树脂(或称光敏树脂)       主要包括：               ①齐聚物               ②反应性稀释剂        ③光引发剂  根据引发剂的引发机理，光固化树脂可以分为三类：         ①自由基光固化树脂         ②阳离子光固化树脂        ③混杂型光固化树脂   第一节光敏树脂液相固化成形 ⒊SL光敏树脂液相固化成形设备和应用   ⑴设备 组成：        ①Z轴升降工作台        ②X、Y工作台        ③光学系统        ④控制系统    ⑤光敏树脂   华中科技大学 清华大学 西安交通大学 第一节光敏树脂液相固化成形 第一节光敏树脂液相固化成形 第一节光敏树脂液相固化成形 ⑵应用：          ①直接制作各种树脂功能件，用作结构验证和功能测试；          ②可制作比较精细和复杂的零件；          ③可制造出有透明效果的制件；          ④制作出来的原型件可快速翻制各种模具。       硅橡胶模、金属冷喷模、陶瓷模、合金模、电铸模、环氧树       脂模和气化模。     第二节  选择性激光粉末烧结成形 选择性激光粉末烧结成形(SLS—Selected Laser Sintering)工艺又称为选区激光烧结。 产生和发展：         1989年由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C．R．Dechard研制成     功。已被美国DTM公司商品化。 ⒈选择性激光粉末烧结成形——SLS工艺原理      SLS工艺是利用粉末材料(金属粉末或非金属粉末)在激光照射下烧   结的原理，在计算机控制下层层堆积成形。  第二节  选择性激光粉末烧结成形      在工作台上均匀铺上一层很薄(0.1—0.2mm)的粉末，激光束在计算机控制下按照零件分层轮廓有选择性地进行烧结，一层完成后再进行下一层烧结。全部烧结完后去掉多余的粉末，再进行打磨、烘干等处理便获得零件。  C02激光器  第二节  选择性激光粉末烧结成形  ⒉特点和成形材料      ⑴SLS工艺的特点         ①材料适应面广。             不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、石蜡等材料的零件。             特别是可以直接制造金属零件。        ②SLS工艺无需加支撑。            没有被烧结的粉末起到了支撑的作用。可以烧结制造空心、多层            缕空的复杂零件。      ⑵SLS烧结成形用的材料        蜡粉及高分子塑料粉        金属或陶瓷粉进行粘接或烧结        任何受热粘结的粉末都有被用作SLS原材料的可能性，原则上包括了塑料、陶瓷、金属粉末及它们的复合粉。  第二节  选择性激光粉末烧结成形 第二节  选择性激光粉末烧结成形 金属粉末制取的主要两种雾化方式：      ①离心雾化法      ②气体雾化法      雾化方法的原理：      使金属熔融，高速将金属液滴甩出并急冷，随后形成粉末颗粒。  为了提高原型的强度，用于SLS工艺材料的研究转向金属和陶瓷，这正是SLS工艺优越于SL、LOM工艺之处。     SLS工艺还可以采用其他粉末，比如聚碳酸酯粉末，当烧结环境温度控制在聚碳酸酯软化点附近时，其线胀系数较小，进行激光烧结后，被烧结的聚碳酸酯材料翘曲较小，具有很好的工艺性能。  第二节  选择性激光粉末烧结成形 ⒊SLS选择性激光粉末烧结成形设备和应用 ⑴设备  组成：            ①机械结构                机架、工作平台、铺粉机构、两个活塞缸、集料箱、加热灯                和通风除尘装置。    ②光路系统        激光器、反射镜、扩束聚焦系统、扫描器、光束合成器、指        示光源。      ③控制系统    HRPS型系列激光粉末烧结系统：华中科技大学          AFS一300型激光快速成形机：清华大学 第二节  选择性激光粉末烧结成形 第二节  选择性激光粉末烧结成形 第二节  选择性激光粉末烧结成形 第二节  选择性激光粉末烧结成
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