快速成型技術RP在印刷行業的應用技術原理

快速成形技術是集機械工程、cad、逆向工程技術、分層制造技術、數控技術、材料科學、激光技術于一身，可以自動、直接、快速、精確地將設計思想轉變為具有一定功能的原型或直接制造零件，從而為零件原型制作、新設計思想的校驗等方面提供了一種高效低成本的實現手段。即，快速成形技術就是利用三維cad的數據，通過快速成型機，將一層層的材料堆積成實體原型?！∠旅嫘【幘蛂p技術原理做一介紹。
1.立體平版印刷sl(stero-lithography)或光固化成型立體平版印刷技術原理即由軟件對cad創建的三維數據進行平面分層，得到每一層的截面形狀，用一定波長的紫外線激光束按每個切層的二維截面形狀對液態光固化樹脂進行掃描，從而形成一層特定形狀的固化層。由于存在一定的固化深度，每層固化后粘在以前的固化層上(最初的一層粘在升降平臺上表面)，然后升降臺下沉一個分層厚度(0.01～0.02mm)，再進行新一層成形。這樣激光束照射一層，固化一層，粘結一層，下沉一層，最終堆砌起來的固化物即為根據cad數據所設計的三維模型實體。其成型材料為光固化樹脂。若用熱固化樹脂代替，用激光束掃描液面，在激光點的熱作用下產生熱聚合固化，也可得到據cad所設計的三維模型實體。兩種樹脂固化前為液體，均有流動、可塑、易涂布的特點，但光固化樹脂能在常溫下操作、保存時穩定、固化時間短且搭接性能好，因此光固化技術必將迅速發展。產品作為實用樣品使用時，由于現有樹脂的機械性能所限，不能用于制造承受負荷大、有交變應力以及磨擦力大的產品。為提高材料的機械性能，目前采取使用硅酮橡膠材料及高性能的聚氨脂系材料的方法。
成型精度是rp技術在工業應用上的關鍵問題之一。在sl過程中，樹脂固化收縮特性、固化深度、涂層質量、激光掃描線寬、掃描誤差及cad模型網絡化等因素均影響成型精度。
2.分層物體制造lom(lominatedobjectmanufacturing)分層物體制造技術是采用激光束和薄層材料(紙片、塑料薄膜或復合材料等)生成任意形狀三維物體的方法。即工作開始時，上料卷筒把原料平鋪在工作臺的基面上，熱壓滾筒將料壓平并粘在底層上，二維數控激光切割頭的激光束，按計算機數據系統給出的信息指令，切出工件的截面形狀，并把周圍多余材料切碎。然后工作臺下降一個層厚的高度，上料卷筒再鋪新層。如此反復逐層粘切，直到工件制造出來為止。
3.熔融淀積成型fdm(fuseddepositionmodeling)熔融淀積成型是采用電加熱和熱塑材料在計算機控制下快速成型的方法，其系統由數控噴頭、可升降工作臺和供料裝置組成，以半流體狀或線狀熔融的熱塑材料為成型原料(如：abs塑料、鑄造蠟、橡膠等)。即工作開始，工作臺處于高位，原料通過噴頭加熱熔融后，按計算機的控制指令連續擠噴在選定的區域(即工件的截面)上，隨之冷卻固化成型。工作臺下降一個層厚的高度，再擠噴第二層，如此反復直到工件全部成型。
4.選擇性激光燒結sls(selectivelasersintering)選擇性激光燒結技術與sl技術相似，也用激光束掃描各層材料，但用粉末(塑料粉、金屬粉、陶瓷粉)代替液體聚合物。粉末被預熱到稍低于其熔點的溫度，然后采用激光掃描加熱粉末至其燒結溫度，從而把它和基體材料連結一起，未被激光掃描的粉末仍留在原處。燒結好一層后將工作臺下降一層高度，再燒結長二層，直到制造出整個制件。由于未燒結的粉末圍繞未燒結好的零件，對它有一支撐作用，所以制作中不需復雜的支撐系統。
選擇性激光燒結系統中，激光器種類、激光掃描形式、計算機切片薄層厚度、激光掃描器的計算機控制以及粉末材料的選擇均影響工件的成型精度和性能。大多數粉末在燒結時會發生收縮，結果是引起內部殘余應力并發生應變變形，影響精度。粉末顆粒的粗細也會影響制件的表面質量。陶瓷粉經激光燒結成型后，為提高其機械性能和耐熱性能，必須進行后置處理，即燒結好的陶瓷坯體放入溫控爐，在較高的溫度下進行燒制。


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