PDF《光造型法在精密铸造上的应用》

1 制作 RP 模型的几种方法 (1) STL (L aser Stereo L ithography) 法―― 以三 维形状数据在水平方向环切而得到的切片数据为基础, 用紫外线激光按切片数据照射光硬化性树脂, 以固化层 的层积而形成所需的立体模型的方法. (2) SGC (So lid Ground Curing) 法―― 方法原理 与上述 STL 法相同, 只是加用了屏蔽方法, 对平面全体 进行照射, 由面硬化层的层积而获得立体模型的方法. (3) SL S (Selective L aser Sintering) 法―― 用树 脂、 蜡、 陶瓷、 金属等的粉末, 而不用液态树脂, 通过激光 使之烧结、 融着、 固化而层积成立体模型的方法. (4) FDM (Fused D epo sit M 1F1G) 法―― 用热塑 性树脂或蜡料, 从容器的嘴中挤出, 使之边描绘、 边固 化, 从而层积成立体模型的方法. (5) LOM (L am inated O bject M 1F1G ) 法―― 用纸等薄片粘着、 层积成形, 再用激光加以修正成形 的方法. 在上述方法中用得最多的是 STL 方法;

从模型材料上说, 用得较 多的是环氧树脂、 聚氨酯树脂和丙 烯基树脂. 从模型形态上有中空的、 中实的 (实心的) , 有中空带蜂窝结 构的, 有中空带一部分蜂窝结构的、 有中实带多孔的结构等. 从激光装 置看有各种商品, 激光光源则有 A r、 CO

2、 H e2 Cd 及半导体激光源 等. 因此, 从狭义上说, 光造型法是把光硬化性树脂用 激光使之硬化而层积成形的方法, 从广义上说, 则是一 种附加积层的加工成形方法, 这也就是 R ap id P ro to2 typ ing 的意思. 1.

2 与数控(NC) 机械比较, 光造型方法的优点 (1) N C 机械无法加工的自由曲面和内部构造形状 复杂的模型可简单地成形. (2) 为操作整套系统, 不需要特别的知识和熟练的 技能. (3) 不需要N C 机械加工时必要的工夹具, 也即不 需要为准备工夹具所花费的时间和费用. 表1 加工方法的比较 数控机械方法 光造形方法 加工方法 去除加工, 切削加工 附加加工, 层积加工 加工材料 固体(金属、 树脂片、 木片) 液体, 金属或树脂的粉末 工具 切削工具(钻头等) 激光光线, 热线 最小加工单位 直径1 Λ的点 直径100 Λ的楔形形状 成形物

1 Λ的点的集合体 楔形形状的集合体 (4) 由于光造型法的系统是全自动的, 即使是晚间 也可做到无人操作(无人化操作). (5) 由于使用的工具是激光, 因此它不存在工具磨 耗、 工具的干涉等问题. (6) 没有噪声、 振动和切屑. (7) 可以在短时间内制造出经济的模型来.

2 光造型法的硬件组成 大体分成二大部分: 一是把 CAD 数据作成切片数 据或加工数据的 EW S 系统, 一是光造型装置本体. 从 附属装置来看有成形后产物的洗涤装置及后硬化装置 (见图2). 目前市场上出售的有多种光造形系统, 而各公司生 产的系统也不尽相同. 表现在系统特征上的参数主要是

9 2 ? 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 描绘方式、 光源种类、 层积方式等. 例如描绘方式主要有 ① 检流计反光镜方式② XY 打印机方式及③ 屏蔽方 式 (一揽子曝光方式) , 屏蔽方式只有一个公司使用, 普 遍采用的是前两种方式, 图3表示了这两种方式的结构 特点. 从层积方式上看也有两种方式, 即自由液面方式 和限制液面方式(见图4) , 用得较多的是自由液面方 图4 层积方式 式. 此外光造型法还与树脂的性质有密切关系, 涉及到 树脂规格及工艺操作方面的技术秘密问题. 日本从1991年进入实用化阶段, 主要用于汽车、 家 电的设计构思、 装配质量及组成结构的性能评价方面, 其1988年~1994年的销售成绩达到了141台, 在世界范 围内已累计销售了906台.