热天中文网

§3D打印技术解密(第4页)

天才一秒记住【热天中文网】地址:https://www.rtzw.net

图2-8为西安交通大学的光固化成型设备和利用该技术打印的建筑模型。

3.分层实体成型(LOM)技术

1991年,分层实体成型工艺技术问世。

其使用材料主要是廉价且具有高成型精度的纸材、PVC薄膜等,因此被广泛关注。

该技术在熔模铸造、造型设计评估、产品概念设计可视化、装配检验等领域被广泛应用。

(1)技术原理

如图2-9所示,分层实体成型系统主要由原材料存储与运送部件、计算机、激光切系统、可升降工作台、热粘压部件等组成。

原材料存储与运送部件主要用来把底部涂有粘合剂的原材料输送到工作台的上方。

计算机主要用来接收并且存储来自沿着成型工件的高度方向提取的很多个截面轮廓组成的三维模型数据。

激光切割器对薄膜进行切割。

升降工作台可以支撑成型之后的工件,在每层成型之后,可升降工作台将其降低一个材料厚度,这样就可以接受新一层的材料。

热粘压部件把各层成型区域的薄膜进行粘合,不断重复以上步骤,最终完成工件的成型。

(2)技术特点

该技术的优点比较明显:首先是制件精度高,在薄型材料的切割成型中,纸材一直都是固态,仅有一层薄薄的胶从固态变化为熔融态。

所以,LOM制件没有内应力,而且翘曲变形小。

在X方向和Y方向的精度是0.1-0.2mm,在Z方向的精度是0.2-0.3mm。

其次是制件硬度高,力学性能良好,该技术的制件可以进行多种切削加工,并承受高达200度的温度。

第三是成型速度较快,该技术不需要对整个断面进行扫描,而是沿着工件的轮廓由激光束进行切割,使得其具有较快的成型速度,因此可以用于结构复杂度较低的大型零件的加工。

第四是支撑结构不需要额外设计和加工。

第五是成型过程中的废料、余料很容易去掉。

第六是不需要进行后固化处理。

该技术的主要缺点有:第一,材料利用率低,无用的空间均成为废料,丧失了增材制造的最大优越性;第二,制件原型的抗拉强度和弹性都比较差,且无法直接制作塑料原型;第三,需要对制件原型进行防潮后处理,这是因为其原材料为纸材,在潮湿环境下容易膨胀,所以可以考虑用树脂对制件进行喷涂,防止制件遇潮膨胀;第四,制件原型还需要进行一些后处理,该技术制作出的原型具有像台阶一样的纹路,因此只能制作一些结构比较简单的零件,如果需要用该技术制作复杂的造型,那么需要在成型后,对制件的表面进行打磨、抛光等。

(3)技术现状

当前,从事该项技术研究的主要单位包括清华大学、华中科技大学、汉能清源(Hinergy)公司等。

清华大学的S**系列成型设备,与国产CO2激光器配合,加工的制件具有较高的精度。

华中科技大学的HBP-Ⅲ、AHRP-ⅡB等产品具有不错的性价比,其叠层的厚度是0.08-0.15mm, HBP-Ⅲ的成型空间是600mm×400mm×500mm, AHRP-ⅡB的成型空间是450mm×350mm×350mm。

Helisys公司不仅具有纸材设备,还拥有处理复合材料和塑料的设备,其纸材设备包括LPH、LPS和LPF三个系列。

(4)技术应用

该技术的主要原型材料是纸材,同时还可以处理陶瓷片、金属和塑料薄膜等。

其制作出的复杂结构可以验证新产品的外形,或者与图层结合在一起,制作快速模具。

其制作出的纸质模具,和木模的性能比较接近,经过表面处理以后,精度可以达到±0.5mm,甚至接近精密铸造的水平,比一般的模具工艺和机加工的精度要低,可以用于砂型铸造。

图2-10为华中科技大学利用分层实体成型技术打印的复杂零件。

4、熔融沉积成型(FDM)技术

在SLA和LOM工艺之后,于1988年诞生的熔融沉积成型工艺成为第三种增材制造技术。

这项技术是由Sp发明的,他随后就创建了Stratasys公司,并于1992年推出了“3D造型者(3D Modeler)”

——全球首台基于熔融沉积成型工艺的3D打印机。

由此,FDM技术开始进入商业化的阶段。

FDM技术的成型材料价格低廉、且不需要激光系统,因此性价比较高,成为多数开源桌面3D打印机采用的主要技术方案。

在我国,清华大学和北京大学等高校、北京殷华公司和中科院广州电子技术有限公司等企业,都率先引进并研究FDM技术。

本章未完,请点击下一章继续阅读!若浏览器显示没有新章节了,请尝试点击右上角↗️或右下角↘️的菜单,退出阅读模式即可,谢谢!

如遇章节错误,请点击报错(无需登陆)

新书推荐

旧金山往事诱妻深宠,厉少夫人又撩人了甜心V5:BOSS宠翻天逆天仙尊2崛起诸天帝王宠之萌后无双把虫族吃到濒危[星际]结婚后被植物人老公缠疯了兽世种田:全能仙妻又美又飒木叶之光新婚夜:植物人老公竟然是京城首富穿越远古:嫁个兽夫生个崽快穿:炮灰女配不走心在逃生游戏抽到病美人卡奶爸:退圈后我种田养娃学霸型科技大佬空躯某剑魂的无限之旅壹号卫全能大佬拒绝做冤种反派我成了山海界灵文娱从心动开始当我不死之后被全网黑后,我回乡下种田了可爱过敏原