FDM材料的材料屬性不會隨著時間與環(huán)境曝曬而改變。就像是注塑成型的副本,這些材料幾乎在任何環(huán)境下都會保持他們的強度,硬度以及色彩。精細性快速原型的尺寸精度取決于許多因素,而其結(jié)果可能會因為每個工件或是不同日期而有些微小變化。需要考慮的事情必須包含已知的條件,例如量測的時間范圍,工件的拚?約盎肪車鈉厴埂?axum,Titan以及ProdigyPlus精細度資料詳見附表一。精度測試工件如圖5、6所示,在每一臺機器中均用層厚mm所建構(gòu)以形成精細性資料。MAXUMTITANPRODIGY理論尺寸實際尺寸百分比理論尺寸百分比理論尺寸百分比ABCDEFGH1金屬材料H2IJKMaxum、Titan以及ProdigyPlus的尺寸精度資料。所有的測試零件均用層厚。(單位:mm)工件建構(gòu)一般而言,F(xiàn)DM技術(shù)所提供的準確性通常相等或是優(yōu)于SLA技術(shù)以及PolyJet技術(shù),且確定優(yōu)于SLS技術(shù)。然而,由于精細性是取決于許多的因素,所以矛盾的結(jié)果便會發(fā)生在個別的原型上。FDM技術(shù)的精細性受到較少的變量影響。用SLA,SLS以及PolyJet技術(shù),尺寸精細性會受影響的因素有機器的校正,操作的技巧,工件的成型方向與位置,材料的年限以及收縮率。Z軸這并非一定都會這樣,Z軸可能是被證明準確性**小的。除了先前所討論的變化之外。通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等;惠山區(qū)特制金屬材料系列
能在液態(tài)表而上掃描,掃描的軌跡及光線的有無均由計算機控制,光點打到的地方,液體就固化。成型開始時,工作平臺在液面下一個確定的深度.聚焦后的光斑在液面上按計算機的指令逐點掃描,即逐點固化。當一層掃描完成后.未被照射的地方仍是液態(tài)樹脂。然后升降臺帶動平臺下降一層高度,已成型的層面上又布滿一層樹脂,刮板將粘度較大的樹脂液面刮平,然后再進行下一層的掃描,新周化的一層牢周地粘在前一層上,如此重復(fù)直到整個零件制造完畢,得到一個三維實體模型。SLA方法是快速成型技術(shù)領(lǐng)域中研究得**多的方法.也是技術(shù)上**為成熟的方法。SLA工藝成型的零件精度較高,加工精度一般可達到mm,原材料利用率近100%。但這種方法也有白身的局限性,比如需要支撐、樹脂收縮導(dǎo)致精度下降、光固化樹脂有一定的毒性等。2、LOM(LaminatedObjectManufacturing,LOM)工藝LOM工藝稱疊層實體制造或分層實體制造,由美國Helisys公司的MichaelFeygin于1986年研制成功。LOM工藝采用薄片材料,如紙、塑料薄膜等。片材表面事先涂覆上一層熱熔膠。加工時,熱壓輥熱壓片材,使之與下面已成型的工件粘接。用CO2激光器在剛粘接的新層上切割出零件截面輪廓和工件外框。惠山區(qū)立體化金屬材料性能有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金;
由于RP系統(tǒng)是由三維CAD模型直接驅(qū)動,因此首先要構(gòu)建所加工工件的三維CAD模型。該三維CAD模型可以利用計算機輔助設(shè)計軟件(如Pro/E,I-DEAS,SolidWorks,UG等)直接構(gòu)建,也可以將已有產(chǎn)品的二維圖樣進行轉(zhuǎn)換而形成三維模型,或?qū)Ξa(chǎn)品實體進行激光掃描、CT斷層掃描,得到點云數(shù)據(jù),然后利用反求工程的方法來構(gòu)造三維模型。2)三維模型的近似處理。由于產(chǎn)品往往有一些不規(guī)則的自由曲面,加工前要對模型進行近似處理,以方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理工作。由于STL格式文件格式簡單、實用,已經(jīng)成為快速成型領(lǐng)域的準標準接口文件。它是用一系列的小三角形平面來逼近原來的模型,每個小三角形用3個頂點坐標和一個法向量來描述,三角形的大小可以根據(jù)精度要求進行選擇。STL文件有二進制碼和ASCll碼兩種輸出形式,二進制碼輸出形式所占的空間比ASCⅡ碼輸出形式的文件所占用的空間小得多,但ASCⅡ碼輸出形式可以閱讀和檢查。典型的CAD軟件都帶有轉(zhuǎn)換和輸出STL格式文件的功能。3)三維模型的切片處理。根據(jù)被加工模型的特征選擇合適的加工方向,在成型高度方向上用一系列一定間隔的平面切割近似后的模型,以便提取截面的輪廓信息。間隔一般取,常用。間隔越小,成型精度越高。
當FDM技術(shù)無法從概念模型中提供預(yù)期的速度,它提供了結(jié)合概念模型與視覺應(yīng)用的優(yōu)勢。這些強處包含精細性,材料屬性,色彩以及免用手動工件后處理。盡管材料強度與硬度并非概念模型的關(guān)鍵,但是它通常值得關(guān)注,因為脆弱的模型通常在**不適當?shù)臅r機破裂。FDM技術(shù)的模型也應(yīng)用于銷售與行銷,包含內(nèi)部與外部。對內(nèi),F(xiàn)DM技術(shù)的原型是用來給銷售團隊,管理階層以及其它員工在開始制造之前看一眼產(chǎn)品長相。對外,原型是用來在產(chǎn)品作商品化之前引起預(yù)期客戶的興奮與興趣。塑型,裝配以及功能性模型:對許多技術(shù)而言,快速原型的應(yīng)用在塑型,裝配以及功能性分析方面時需要作某些方面的**。盡管SLA技術(shù)與PolyJet技術(shù)提供較好的細節(jié),精細度與表面加工精度,但是他們無法提供必要的強度與硬度。同樣地,SLS技術(shù)提供強度而**精細性與細節(jié)。修整樣品:快速原型可以用來作為建立模具的樣品。不像其它快速原型技術(shù),F(xiàn)DM技術(shù)可以成功地用來制作樣品。然而,必須考慮表面加工精度與工件后處理到可以作為母模所需時間。脫蠟鑄造是樣品的額外用途,樣品必須能在他們自己所建立陶砂殼模之中燃燒消耗掉。FDM技術(shù)制程所建構(gòu)的蠟?zāi)EcABS模都被證實適合應(yīng)用在陶砂殼模之中燃燒消耗的標準鑄造流程。各種新型化學(xué)材料和新型非金屬材料的廣泛應(yīng)用,使鋼鐵的代用品不斷增多,對鋼鐵的需求量相對下降。
當多件的裝配件可以在SLS或是PolyJet中實行時,要小心地考慮到殘留在原件之間的材料。舉例來說,如圖3所示的FDM技術(shù)的腦型齒輪組,可以不用手工勞動就能完成并用一些時間就能將水溶性支撐進行分解。用SLS技術(shù)制作這樣相同的工件,可能需要一個小時以上的手工勞動來***齒輪與軸柄之件的粉末。有了水溶性支撐,整個裝配件的CAD資料可以當作一個工件處理。同樣地,也不需要手工勞動或是時間進行工件的裝配??焖俪尚驮O(shè)備**好能放置于電腦設(shè)計室內(nèi)以便于工作,要求設(shè)備無煙塵、無震動和噪音并且材料安全無毒。而光敏樹脂(SLA)液態(tài)原材料有毒,需特別小心處理,并且需配置抽風(fēng)系統(tǒng),以抽除建模過程中產(chǎn)生之毒煙;而粉末材料(SLS)需配備抽風(fēng)系統(tǒng)、吸塵設(shè)備、防塵箱及氮氣發(fā)生系統(tǒng);紙張(LOM)也需要配置抽風(fēng)系統(tǒng)以抽除建模過程中產(chǎn)生之煙霧;只有美國Stratasys公司的FDM快速成型機只需要在一般辦公室環(huán)境下操作。許多FDM技術(shù)的使用者把該技術(shù)當作設(shè)計的周邊。就本身而言,為了在制程早期就能審核與確認設(shè)計概念,該技術(shù)已經(jīng)變得另一種與CAD系統(tǒng)連結(jié)并驅(qū)動的工具。由于這樣的應(yīng)用,F(xiàn)DM技術(shù)都是作為概念模型工具以清楚地傳達日益精致與復(fù)雜的設(shè)計。一般分為黑色金屬和有色金屬兩種。錫山區(qū)機械金屬材料誠信互利
黑色金屬又稱鋼鐵材料,包括雜質(zhì)總含量<0.2%及含碳量不超過0.0218%的工業(yè)純鐵,含碳0.0218%~2.11%的鑄鐵?;萆絽^(qū)特制金屬材料系列
FDM技術(shù)是由Stratasys公司所設(shè)計與制造,可應(yīng)用于一系列的系統(tǒng)中。這些系統(tǒng)為FDMMaxum,F(xiàn)DMTitan,ProdigyPlus以及Dimension。FDM技術(shù)利用ABS,polycarbonate(PC),polyphenylsulfone(PPSF)以及其它材料。這些熱塑性材料受到擠壓成為半熔融狀態(tài)的細絲,由沉積在層層堆?;A(chǔ)上的方式,從3DCAD資料直接建構(gòu)原型。該技術(shù)通常應(yīng)用于塑型,裝配,功能性測試以及概念設(shè)計。此外,F(xiàn)DM技術(shù)可以應(yīng)用于打樣與快速制造。其它材料:FDM技術(shù)還有其它的**材料。這些包含polyphenylsulfone、橡膠材質(zhì)以及蠟材。橡膠材質(zhì)是用來作類似橡膠特性的功能性原型。蠟材是特別設(shè)計來建立脫蠟鑄造的樣品。蠟材的屬性讓FDM的樣品可以用來生產(chǎn)類似鑄造廠中的傳統(tǒng)蠟?zāi)!olyphenylsulfone,一種應(yīng)用于Titan機型的新工程材料,提供高耐熱性與抗化學(xué)性以及強度與硬度,其耐熱度為攝氏。Stratasys宣布已經(jīng)針對FDM快速原型系統(tǒng)Titan發(fā)表PPSF材料。在各種快速原型材料之中,PPSF(或是稱為polyphenylsulfone)有著**高的強韌性、耐熱性、以及抗化學(xué)性。航天工業(yè)、汽車工業(yè)以及醫(yī)療產(chǎn)品業(yè)的生產(chǎn)制造商是***批期待使用這種PPSF材料的用戶。航天業(yè)將會喜歡該材料的難燃屬性?;萆絽^(qū)特制金屬材料系列
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