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几种常见快速成型工艺优缺点比较2

时间: 2011-07-16 06:04 来源: 作者: 点击:

SLS
    粉末材料选择性烧结(Selected Laser Sintering)是一种快速原型工艺,简称SLS.
    粉末材料选择性烧结采用二氧化碳激光器对粉末材料(塑料粉、陶瓷与粘结剂的混合粉、金属与粘结剂的混合粉等)进行选择性烧结,是一种由离散点一层层对集成三维实体的工艺方法。
    在开始加工之前,先将充有氮气的工作室升温,并保持在粉末的熔点一下。成型时,送料筒上升,铺粉滚筒移动,先在工作平台上铺一层粉末材料,然后激光束在计算机控制下按照截面轮廓对实心部分所在的粉末进行烧结,使粉末溶化继而形成一层固体轮廓。第一层烧结完成后,工作台下降一截面层的高度,在铺上一层粉末,进行下一层烧结,如此循环,形成三维的原型零件。最后经过5-10小时冷却,即可从粉末缸中取出零件。未经烧结的粉末能承托正在烧结的工件,当烧结工序完成后,取出零件。
    粉末材料选择性烧结工艺适合成型中小件,能直接的到塑料、陶瓷或金属零件,零件的翘曲变形比液态光敏树脂选择性固化工艺要小。但这种工艺仍需对整个截面进行扫描和烧结,加上工作室需要升温和冷却,成型时间较长。此外,由于受到粉末颗粒大小及激光点的限制,零件的表面一般呈多孔性。在烧结陶瓷、金属与粘结剂的混合粉并得到原型零件后,须将它置于加热炉中,烧掉其中的粘结剂,并在孔隙中渗入填充物,其后处理复杂。
    粉末材料选择性烧结快速原型工艺适合于产品设计的可视化表现和制作功能测试零件。由于它可采用各种不同成分的金属粉末进行烧结、进行渗铜等后处理,因而其制成的产品可具有与金属零件相近的机械性能,故可用于制作EDM电极、直接制造金属模以及进行小批量零件生产。
    SLS快速原型技术的优点是:
    1、 与其他工艺相比,能生产最硬的模具。
    2、 可以采用多种原料,例如绝大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等。
    3、 零件的构建时间短,可达到1in/h高度。
    4、 无需对零件进行后矫正。
    5、 无需设计和构造支撑。
    选择性烧结的最大优点是可选用多种材料,适合不同的用途、所制|考试|大|作的原型产品具有较高的硬度,可进行功能试验。
    SLS快速原型技术缺点是:
    1、 在加工前,要花近2小时的时间将粉末加热到熔点以下,当零件构建之后,还要花5-10小时冷却, 然后才能将零件从粉末缸中取出。
    2、 表面的粗糙度收粉末颗粒大小及激光点的限制。
    3、 零件的表面一般是多孔性的,为了使表面光滑必须进行后处理。
    4、 需要对加工室不断充氮气以确保烧结过程的安全性,加工的成本高。
    5、 该工艺产生有毒气体,污染环境。
    LOM
    箔材叠层实体制作(Laminated Object Manufacturing)快速原型技术是薄片材料叠加工艺,简称LOM.
    箔材叠层实体制作是根据三维CAD模型每个截面的轮廓线,在计算机控制下,发出控制激光切割系统的指令,使切割头作X和Y方向的移动。供料机构将地面涂有热溶胶的箔材(如涂覆纸、涂覆陶瓷箔、金属箔、塑料箔材)一段段的送至工作台的上方。激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓用二氧化碳激光束对箔材沿轮廓线将工作台上的纸割出轮廓线,并将纸的无轮廓区切割成小碎片。
    然后,由热压机构将一层层纸压紧并粘合在一起。可升降工作台支撑正在成型的工件,并在每层成型之后,降低一个纸厚,以便送进、粘合和切割新的一层纸。最后形成由许多小废料块包围的三维原型零件。然后取出,将多余的废料小块剔除,最终获得三维产品。
    叠层实体制作快速原型工艺适合制作大中型原型件,翘曲变形较小,尺寸精度较高,成型时间较短,激光器使用寿命长,制成件有良好的机械性能,适合于产品设计的概念建模和功能性测试零件。且由于制成的零件具有木质属性,特别适合于直接制作砂型铸造模。
    LOM快速原型技术的优点是:
    1、 由于只需要使激光束沿着物体的轮廓进行切割,无需扫描整个断面,所以这是一个高速的快速原型工艺。零件体积越大,效率越高。
    2、 加工后零件可以直接使用,无|考试|大|需进行后矫正。
    3、 无需设计和构建支撑结构。
    4、 易于使用,无环境污染。
    LOM快速原型技术的缺点是:
    1、 可实际应用的原材料种类较少,尽管可选用若干原材料,例如纸、塑料、陶土以及合成材料,但目前常用的只是纸,其他箔材商在研制开发中。
    2、 纸制零件很容易吸潮,必须立即进行后处理、上漆。
    3、 难以构建精细形状的零件,即仅限于结构简单的零件。
    4、 由于难以(虽然并非不可能)去除里面的废料,该工艺不宜构建内部结构复杂的零件。当加工室的温度过高时常有火灾发生。

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