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激光3D打印技术分层实体成型技术

2021-08-22 16:36:30

3D打印机厂家提醒您激光3D打印技术分层实体成型技术

分层实体成型又称层叠成型,是以纸片、塑料等薄片材料为原材料,把薄片材层叠起来形成模型。形象地说,把一个实体模型切成若干个薄片,用薄片材料做成这些薄片,再把这些薄片一层层叠加起来,就是一个实体模型了。这种加工的思想就像高等数学中的积分一样,某个面积是由“微元线”叠加而成的,整个实体是由“微元面”叠加而成的。

要用分层叠加方法做出模型,特别是用加工过程实现,该怎么做呢?从下图可以看出增加一个薄片的过程,假设模型已经做出了下面的部分,于是,先在底部面上刷一层胶,用薄片材料盖上去,用激光切割机,按照计算机提取的横截面轮廓数据切割。模型增加一层后,工作台下降一层高度,在刚形成的层面上叠加新的一层片材。

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分层实体制造中的成形材料为涂有热熔胶的薄层材料,层与层之间的黏结是靠热熔胶保证的。材料一般由薄片材料和热熔胶两部分组成。

现在可以总结一下分层实体成型加工的几个要素。

薄片材料可以是,纸片材、金属片材、陶瓷片材、塑料薄膜和复合材料片材。对基体薄片材料有如下性能要求:①抗湿,不会因时间长而吸水;②保证良好的涂胶性能;③保证在加工过程中不被拉断;④保证热压过程中不会伸缩变形。

2.热熔胶的要求是:①室温下固化;②涂挂性能和黏结性能好。

3.计算机存储模型截面的数据。怎么才能得到这些数据呢?如果从图纸出发,那就要计算出截面的数据并存储起来;如果从模仿工件出发,那就要用激光扫描仪,设法存储各个截面的数据。

4.激光切割薄片。依据计算机提供的分层信息,对截面的数据轮廓切割。

5.优点:①不怕模型复杂,制件精度高;②制作速度快、效率高、成本低;③模型表面可以打磨光滑。

6.应用。快速制作出用于铸造的模型,应用自如。例如,用泡沫做成“消失模”,在铸造生产线上,模型是一次性的,实现了模型和铸件都可以大批量生产;可以用硬质材料,做成“铸塑模”、“冲压模”。对于少量生产,可以做出石蜡模、石膏模。

7.扩展应用。分层实体成型技术是20世纪80年代初开始的,开始时仅限于模型制作,最广泛使用和受益的是铸造业,后来这个加工方法逐渐扩展到工件的实体制作方面,其关键在于薄层添加不是用“粘合”而是用“融合”,于是工程师们想到,用材料粉末覆盖住某个截面,然后用加热的方法,使得粉末层和下面的实体层融为一体,逐层添加融合,制造出实体工件。该方法首先在非金属材料分层添加方面得到成功,然后又扩展到金属粉末添加方面,以至于发展为现在时髦的高科技3D打印技术。

总之,分层实体制造技术是一种快速成型技术,它需要计算机、零件的三维几何造型技术、计算机辅助设计与制造技术、数控技术、材料加工知识综合运用,上述这些新技术都是逐步成熟的,当它们都具备的时候,分层实体制造技术、快速成型技术自然就出现了。


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