3D打印产品成形与后处理工艺 项目1 3D打印产品成形与后处理工艺基础知识学习.pptx

3D打印产品成形与后处理工艺基础知识学习;3D打印产品成形与后置处理工艺;【思维导图】;【任务描述】 FDM、SLA、SLS、SLM、LOM打印成形原理。 FDM、SLA、SLS、SLM、LOM打印成形特点、设备及应用。 ;【任务实施】 3D打印技术，在20世纪80年代后发展起来，之前被称作快速成形技术(Rapid Protoyping，简称RP)，是制造领域的一次重大突破，其对制造业的影响可与20世纪50-60年代的数控技术相比。 3D打印技术是由CAD模形直接驱动的，快速制造任意形状复杂的三维物理实体的技术。;【任务实施】 它基于离散/堆积成形原理，综合了机械工程、CAD、数控技术、激光技术及材料科学技术，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原形或直接制造零件，从而可以对产品设计进行快速评估、修改及功能试验，大大缩短了产品的研制周期。以3D打印技术为基础发展起来并已成熟的快速工装模具制造、快速精铸技术则可实现零件的快速制造。;【任务实施】 它基于一种全新的制造概念一一增材加工法。由于CAD技术和光、机、电控制技术的发展，这种新形的样件制造工艺正日益在生产中获得应用，此工艺就是现在常说的3D打印快速成形技术。;【任务实施】 我国于20世纪90年代初先后在快速成形工艺研究、成形设备开发、数据处理及控制软件、新材料的研发等方面做了大量卓有成效的工作，赶上了世界发展的步伐并有所创新，现都已开发研制出了系列化的快速成形商品化设备，并定期举办技术培训班。;【任务实施】 在众多的快速成形工艺中，具有代表性的工艺是：熔丝堆积成形、敏树脂液相固化成形、选择性激光粉末烧结成形、选择性激光熔化烧结成形、薄片分层叠加成形。; FDM熔丝堆积成形 熔丝堆积成形( Fused Deposition Modeling，FDM)工艺由美国学者Dr.Scott Crump于1988年研制成功，并由美国 Stratasys公司推出商品化的机器。FDM的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、尼龙等。以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速凝固，并与周围的材料凝结。 ;1.熔丝堆积成形(FDM)工艺的原理 FDM工艺利用热塑性材料的热熔性、粘结性，在计算机控制下层层堆积成形。材料先抽成丝状，通过送丝机构送进喷头，在喷头内被加热熔化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结，层层堆积成形。;2.熔丝堆积成形工艺的特点和成形材料打印产品 熔丝堆积成形工艺不用激光，使用、维护简单，成本较低。 用蜡成形的零件原形，可以直接用于熔模铸造。 用ABS工程塑料制造的原形因具有较高的强度而在产品设计、测试方面得到了广泛应用。;（1）熔丝堆积成形工艺的优点 热融挤压头系统构造原理和操作简单，维护成本低，系统运统安全。 成形速度慢，用熔融沉积方法生产出来的产品，不需要SLA中的刮板再加工这一道工序。 用蜡成形的零件原形，可以直接用于熔模铸造。 可以成形任意复杂程度的零件，常用于成形具有很复杂的内腔、孔等零件。 原材料在成形过程中无化学变化，制件的翘曲变形小。 原材料利用率高，且材料寿命长。;（2）熔丝堆积成形工艺的缺点 成形件的表面有较明显的条纹，较粗糙，不适合高精度精细小零件的应用。 沿成形轴垂直方向的强度比较弱。 需要设计与制作支撑结构。 需要对整个截面进行扫描涂覆，成形时间较长。 支撑去除相对麻烦。; （3）成形材料 FDM工艺的基础 FDM工艺中使用的材料除成形材料外还有支承材料 成形材料 FDM工艺常用ABS工程塑料丝作为成形材料，对其要求是熔融温(80~120℃)、粘度低、粘接性好、收缩率小。 ;成形材料 影响材料挤出过程的主要因素是粘度。材料的粘度低、流动性好，阻力就小，有助于材料顺利挤出。材料的流动性差，需要很大的送丝压力才能挤出，会增加喷头的启停响应时间，从而影响成形精度。 熔融温度低对FDM工艺的好处是多方面的。熔融温度低可以使材料在较低的温度下挤出，有利于延长喷头和整个机械系统的寿命；可以减小材料在挤出前后的温差，减小热应力，从而提高原形的精度。 ;成形材料 粘接性主要影响零件的强度。FDM工艺是基于分层制造的一种工艺，层与层之间往往是零件强度最薄弱的地方，粘结性的好坏决定了零件成形以后的强度。如果粘结性过低，有时在成形过程中由于热应力就会造成层与层之间的开裂。收缩率在很多方面影响零件的成形精度。;3.熔丝堆积成形的设备和应用 FDM工艺和设备应用广泛。FDM工艺的一大优点是可以成形任意复杂程度