幾種快速成型方式的比較

1、幾種快速成型方式的比較幾種常見快速成型工藝的比較機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化y+ z( e7 f0 ! C在快速領(lǐng)域里一直站主導(dǎo)地位快速成型工藝主要包括：FDM, SLA, SLS, LOM等工藝，而這幾種工藝又各有千秋，下面我們?cè)谥? k+ W: d# ! M1 k/ W機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化* ?. _. T; g9 g, ?要看一下這幾種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)比較： . I i4 9 l(

2、T機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化FDM(fused deposition Modeling)絲狀材料選擇性熔覆快速原型工藝是一種不依靠激光作為成型能源、而將各種絲材（如工程塑料 、聚碳酸酯）加熱熔化進(jìn)而堆積成型方法，簡(jiǎn)稱絲狀材料選擇性熔覆.機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化9 D# Z H0 H T. K5 K8 M% e原理如下：加熱噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下，根據(jù)產(chǎn)品零件的截面輪廓信息，作平面運(yùn)動(dòng)，熱塑

3、性絲狀材料由供絲機(jī)構(gòu)送至熱熔噴頭，并在噴頭中加熱和熔化成半液態(tài)，然后被擠壓出來，有選擇性的涂覆在工作臺(tái)上，快速冷卻后形成一層大約0.127mm厚的薄片輪廓。一層截面成型完成后工作臺(tái)下降一定高度，再進(jìn)行下一層的熔覆，好像一層層 畫出截面輪廓，如此循環(huán)，最終形成三維產(chǎn)品零件。! n5 t0 9 n2 a2 L中國機(jī)械社區(qū)% b2 p3 V7 w+ 這種工藝方法同樣有多種材料可供選用，如工程塑料;聚碳酸酯、工程塑料PPSF: 以及ABS與PC的混合料等。這種工藝干凈，易于操作，不產(chǎn)生垃圾，并可安全地用于辦公環(huán)境，沒有產(chǎn)生毒氣和化學(xué)污染的危險(xiǎn)。適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念建模以及產(chǎn)品的形狀及功能測(cè)試。專門開發(fā)

4、的針對(duì)醫(yī)用的材料ABS-i: 因?yàn)槠渚哂辛己玫幕瘜W(xué)穩(wěn)定性，可采用伽碼射線及其他醫(yī)用方式消毒，特別適合于醫(yī)用。) K: V 5 I- G- b cFDM快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：3 y) h% h8 O( L+ h, 制造系統(tǒng)可用于辦公環(huán)境，沒有毒氣或化學(xué)物質(zhì)的污染；1次成型、易于操作且不產(chǎn)生垃圾；, N6 j j5 k; a: Y- 獨(dú)有的水溶性支撐技術(shù)，使得去除支撐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易行，可快速構(gòu)建瓶狀或中空零件以及一次成型的裝配結(jié)構(gòu)件； % lq; V1 M3 i0 d, |原材料以材料卷的形式提供，易于搬運(yùn)和快速更換。% T& G6 * d* I n# n2 G機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師

5、,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化可選用多種材料，如各種色彩的工程塑料以及醫(yī)用ABS等9 k( h h- c# 6 t% |機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化快速原型技術(shù)的缺點(diǎn)是：成型精度相對(duì)國外先進(jìn)的SLA工藝較低，最高精度、成型表面光潔度不如國外p# w8 t1 s0 R6 Y5 g S1 O0 C: Q7 j2 L5 U7 i% 機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒

6、輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化- h! P/ G& R: y機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化SLA：成型速度相對(duì)較慢光敏樹脂選擇性固化是采用立體雕刻（Stereolithography)原理的一種工藝的簡(jiǎn)稱，是最早出現(xiàn)的一種快速成型技術(shù)。在樹脂槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂，它在紫外激光束的照射下會(huì)快速固化。成型過程開始時(shí)，可升降的工作臺(tái)處于液面下一個(gè)截面層厚的高度，聚焦后的激光束，在計(jì)算機(jī)的控制下，按照截面輪廓的要求，沿液面進(jìn)行掃描，使被掃描區(qū)域的樹脂固化，從而得到該截面輪廓的樹脂薄片。然后，工作臺(tái)下降一層薄片的高

7、度，以固化的樹脂薄片就被一層新的液態(tài)樹脂所覆蓋，以便進(jìn)行第二層激光掃描固化，新固化的一層牢粘結(jié)在前一層上，如此重復(fù)不已，直到整個(gè)產(chǎn)品成型完畢。最后升降臺(tái)升出液體樹脂表面，取出工件，進(jìn)行清洗、去處支撐、二次固化以及表面光潔處理等。光敏樹脂選擇性固化快速成型技術(shù)適合于制作中小形工件，能直接得到樹脂或類似工程塑料的產(chǎn)品。主要用于概念模型的原型制作，或用來做簡(jiǎn)單裝配檢驗(yàn)和工藝規(guī)劃。機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化1 n# u6 O& y5 2 7 Z* O中國機(jī)械社區(qū)- v E. 7 o8 / k0 d3

8、 I/ O快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化5 R( k! F. 7 R+ yx o5 k表面質(zhì)量較好；、+ Y9 b+ n7 fF. M1 a) Z成型精度較高，精度在0.1mm（國內(nèi)精度在0.1-0.3 之間，并且存在很大的波動(dòng)性）；) w1 n% H) Z2 JX I& |機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)分辨率較高。2 A7 X! / K3 o* S4 F, 0 h: D

9、* p) S7 Q O# z+ $ l/ ( SLA的技術(shù)缺點(diǎn)：機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化; . s4 B+ N8 z+ Z: 9 Q% a( W需要專用的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，成型件需要后處理，比如：二次固化，防潮處理等工序。、尺寸穩(wěn)定性差，隨著時(shí)間推移，樹脂會(huì)吸收空氣中的水分，導(dǎo)致軟薄部分的翹曲變形，進(jìn)而極大地影響成型件的整體尺寸精度；0 v# D( Y, q$ S# K氦鎘激光管的壽命僅 30小時(shí)，價(jià)格較昂貴，由于需對(duì)整個(gè)截面進(jìn)行掃描固化，成型時(shí)間較長，因此制作成本相對(duì)較高。. x+ Rh Q2

10、 a9 v9 H. Tu可選擇的材料種類有限，必須是光敏樹脂。由這類樹脂制成的工件在大多數(shù)情況下都不能進(jìn)行耐久性和熱性能試驗(yàn)，且光敏樹脂對(duì)環(huán)境有污染，使皮膚過敏。4 a: O O+ + & s: V4 p# m9 I需要設(shè)計(jì)工件的支撐結(jié)構(gòu)，以便確保在成型過程中制作的每一個(gè)結(jié)構(gòu)部位都能可靠定位，支撐結(jié)構(gòu)需在未完全固化時(shí)手工去除，容易破壞成型件。8 V* Y7 E; z$ O) Y5 l機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化) a% 1 K7 H5 6 f3 K機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備

11、管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化/ RT8 w- P) A y+ ?; CSLS：（Slected laser sintering)粉末材料選擇性燒結(jié)是一種快速原型工藝，簡(jiǎn)稱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（塑料粉等與粘結(jié)劑的混合粉）進(jìn)行選擇性燒結(jié)，是一種由離散點(diǎn)一層層堆集成三維實(shí)體的快速成型方法。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)以下。中國

12、機(jī)械社區(qū), tG$ R# f# |& N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

13、卻，成型時(shí)間較長。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，但由于成型表面較粗糙，滲銅等工藝復(fù)雜，所以有待進(jìn)一步提高。 4 Y; J9 f7 o$ / Y機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪

14、,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)* b% u( Q U( a/ |) n機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化與其他工藝相比，能生產(chǎn)較硬的模具。 中國機(jī)械社區(qū)- nY5 R( P6 I. O可以采用多種原料，包括類工程塑料、蠟、金屬、陶瓷等。$ P- c8 Z& M( S; 7 J零件的構(gòu)建時(shí)間較短，可達(dá)到 高度。 5 Y6 B$ D- O8 H/ Q& H中國機(jī)械社區(qū)無需設(shè)計(jì)和構(gòu)造支撐。快速原型技術(shù)缺點(diǎn)是有激光損耗，并需要專門實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，使用及維護(hù)費(fèi)用高昂。中國機(jī)械社區(qū)& + u) |$ O( Y

15、 B; n需要預(yù)熱和冷卻，后處理麻煩；成型表面粗糙多孔，并受粉末顆粒大小及激光光斑的限制。$ J$ x ! m1 Y7 y3 Z! q需要對(duì)加工室不斷充氮?dú)庖源_保燒結(jié)過程的安全性，加工成本高。成型過程產(chǎn)生有毒氣體和粉塵，污染環(huán)境。中國機(jī)械社區(qū)6 n9 j4 GT+ I中國機(jī)械社區(qū)) v5 z C R0 X, F$ VLOM （Laminated Object Manufacturing) 箔材疊層實(shí)體制作快速原型技術(shù)是薄片材料疊加工藝，簡(jiǎn)稱LOM。9 f5 D/ q: f M- z4 g箔材疊層實(shí)體制作是根據(jù)三維模型每個(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，使切割頭作方向的

16、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。% D( , B$ y# K c機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,

17、齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化疊層實(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，成型時(shí)間較短，激光器使用壽命長，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。 W/ _8 * n) b( D( o+ Z5 快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是,+ $ j& x/ M) v; Z3 N: d機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,設(shè)計(jì)軟件,機(jī)械工程師,設(shè)備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測(cè)量,工程機(jī)械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業(yè)自動(dòng)化成型速度較快，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，所以成型速度很快， J4 m j- e0 R. % T5 無需設(shè)計(jì)和構(gòu)建支撐結(jié)構(gòu)。: 9 n& x0 C8 I8 8 L- q$ P7 I中國機(jī)械社區(qū)快速原型技術(shù)的缺點(diǎn)