四种常见快速成型技术
FDM
丝状材料选择性熔覆(Fused Deposition Modeling)快速原型工艺是一种不依*激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法,简称FDM。
丝状材料选择性熔覆的原理室,加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动。热塑性丝状材料(如直径为1.78mm的塑料丝)由供丝机构送至喷头,并在喷头中加热和溶化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层"画出"截面轮廓,如此循环,最终形成三维产品零件。
这种工艺方法同样有多种材料选用,如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。这种工艺干净,易于操作,不产生垃圾,小型系统可用于办公环境,没有产生毒气和化学污染的危险。但仍需对整个截面进行扫描涂覆,成型时间长。适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。由于甲基丙烯酸ABS(MABS)材料具有较好的化学稳定性,可采用加码射线消毒,特别适用于医用。但成型精度相对较低,不适合于制作结构过分复杂的零件。
FDM快速原型技术的优点是:
1、操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。
2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、尺寸精度较高,表面质量较好,易于装配。可快速构建瓶状或中空零件。
4、原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。
5、材料利用率高。
6、可选用多种材料,如可染色的ABS和医用ABS、PC、PPSF等。
FDM快速原型技术的缺点是:
1、 做小件或精细件时精度不如SLA,最高精度0.127mm。
2、速度较慢。
SLA
敏树脂选择性固化是采用立体雕刻(Stereolithography)原理的一种工艺,简称SLA,也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。
在树脂液槽中盛满液态光敏树脂,它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时,可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度,聚焦后的激光束,在计算机的控制下,按照截面轮廓的要求,沿液面进行扫描,使被扫描区域的树脂固化,从而得到该截面轮廓的塑料薄片。然后,工作台下降一层薄片的高度,以固化的塑料薄片就被一层新的液态树脂所覆盖,以便进行第二层激光扫描固化,新固化的一层牢固的粘结在前一层上,如此重复不已,知道整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面,即可取出工件,进行清洗和表面光洁处理。
光敏树脂选择性固化快速原型技术适合于制作中小形工件,能直接得到塑料产品。主要用于概念模型的原型制作,或用来做装配检验和工艺规划。它还能代替腊模制作浇铸模具,以及作为金属喷涂模、环氧树脂模和其他软模的母模,使目前较为成熟的快速原型工艺。
SLA快速原型技术的优点是:
1、成形速度较快。
2、系统工作相对稳定。
3、 尺寸精度较高,可确保工件的尺寸精度在0.1mm(但,国内SLA精度在0.1——0.3mm之间,并且存在一定的波动性)。
4、 表面质量较好,工件的最上层表面很光滑,侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平;比较适合做小件及较精细件。
5、 系统分辨率较高。
SLA快速原型的技术缺点:
1、需要专门实验室环境,维护费用高昂。
2、成型件需要后处理,二次固化,防潮处理等工序。
2、光敏树脂固化后较脆,易断裂,可加工性不好;工作温度不能超过100℃,成形件易吸湿膨胀,抗腐蚀能力不强。
3、氦-镉激光管的寿命仅3000小时,价格较昂贵。同时需对整个截面进行扫描固化,成型时间较长,因此制作成本相对较高。
4、且光敏树脂对环境有污染,使皮肤过敏。
5、 需要设计工件的支撑结构,以便确保在成型过程中制作的每一个结构部委都能可*定位,支撑结构需在未完全固化时手工去除,容易破坏成型件。
丝状材料选择性熔覆(Fused Deposition Modeling)快速原型工艺是一种不依*激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法,简称FDM。
丝状材料选择性熔覆的原理室,加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动。热塑性丝状材料(如直径为1.78mm的塑料丝)由供丝机构送至喷头,并在喷头中加热和溶化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层"画出"截面轮廓,如此循环,最终形成三维产品零件。
这种工艺方法同样有多种材料选用,如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。这种工艺干净,易于操作,不产生垃圾,小型系统可用于办公环境,没有产生毒气和化学污染的危险。但仍需对整个截面进行扫描涂覆,成型时间长。适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。由于甲基丙烯酸ABS(MABS)材料具有较好的化学稳定性,可采用加码射线消毒,特别适用于医用。但成型精度相对较低,不适合于制作结构过分复杂的零件。
FDM快速原型技术的优点是:
1、操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。
2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、尺寸精度较高,表面质量较好,易于装配。可快速构建瓶状或中空零件。
4、原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。
5、材料利用率高。
6、可选用多种材料,如可染色的ABS和医用ABS、PC、PPSF等。
FDM快速原型技术的缺点是:
1、 做小件或精细件时精度不如SLA,最高精度0.127mm。
2、速度较慢。
SLA
敏树脂选择性固化是采用立体雕刻(Stereolithography)原理的一种工艺,简称SLA,也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。
在树脂液槽中盛满液态光敏树脂,它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时,可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度,聚焦后的激光束,在计算机的控制下,按照截面轮廓的要求,沿液面进行扫描,使被扫描区域的树脂固化,从而得到该截面轮廓的塑料薄片。然后,工作台下降一层薄片的高度,以固化的塑料薄片就被一层新的液态树脂所覆盖,以便进行第二层激光扫描固化,新固化的一层牢固的粘结在前一层上,如此重复不已,知道整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面,即可取出工件,进行清洗和表面光洁处理。
光敏树脂选择性固化快速原型技术适合于制作中小形工件,能直接得到塑料产品。主要用于概念模型的原型制作,或用来做装配检验和工艺规划。它还能代替腊模制作浇铸模具,以及作为金属喷涂模、环氧树脂模和其他软模的母模,使目前较为成熟的快速原型工艺。
SLA快速原型技术的优点是:
1、成形速度较快。
2、系统工作相对稳定。
3、 尺寸精度较高,可确保工件的尺寸精度在0.1mm(但,国内SLA精度在0.1——0.3mm之间,并且存在一定的波动性)。
4、 表面质量较好,工件的最上层表面很光滑,侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平;比较适合做小件及较精细件。
5、 系统分辨率较高。
SLA快速原型的技术缺点:
1、需要专门实验室环境,维护费用高昂。
2、成型件需要后处理,二次固化,防潮处理等工序。
2、光敏树脂固化后较脆,易断裂,可加工性不好;工作温度不能超过100℃,成形件易吸湿膨胀,抗腐蚀能力不强。
3、氦-镉激光管的寿命仅3000小时,价格较昂贵。同时需对整个截面进行扫描固化,成型时间较长,因此制作成本相对较高。
4、且光敏树脂对环境有污染,使皮肤过敏。
5、 需要设计工件的支撑结构,以便确保在成型过程中制作的每一个结构部委都能可*定位,支撑结构需在未完全固化时手工去除,容易破坏成型件。
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youcanedy (威望:0) (山东 济南)
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通过楼主的介绍,感觉此项工艺与MIM(metal injection of molding)非常相似,不知SLS工艺是否已经大规模应用