先進(jìn)制造工藝-第一學(xué)時(shí)課件

先進(jìn)制造技術(shù)AdvancedManufacturingTechnology(AMT)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)先進(jìn)制造工藝技術(shù)概論快速原型制造技術(shù)超高速加工技術(shù)超精密加工技術(shù)

現(xiàn)代特種加工技術(shù)微細(xì)加工技術(shù)

第三章先進(jìn)制造工藝技術(shù)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)通過本章的學(xué)習(xí)，了解先進(jìn)制造工藝技術(shù)的基本特征及發(fā)展趨勢(shì);掌握先進(jìn)制造工藝技術(shù)中超高速加工技術(shù)、超精密加工技術(shù)、特種加工技術(shù)、快速原型制造技術(shù)以及微細(xì)加工技術(shù)的基本概念、關(guān)鍵支撐技術(shù)及發(fā)展應(yīng)用；了解這些先進(jìn)技術(shù)手段在日常生活以及現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品中的實(shí)際應(yīng)用;通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得先進(jìn)制造工藝技術(shù)的基本知識(shí)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)了解先進(jìn)制造工藝技術(shù)的定義、內(nèi)涵及現(xiàn)狀。掌握超高速加工技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí),了解其現(xiàn)狀及應(yīng)用。掌握超精密加工技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí),了解其現(xiàn)狀及應(yīng)用。了解快速原型制造技術(shù)相關(guān)內(nèi)容,掌握幾種典型的快速原型

工藝方法。教學(xué)要求先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)機(jī)械制造工藝的定義

機(jī)械制造工藝是將各種原材料通過改變其形狀、尺寸、性能或相對(duì)位置，使之成為成品或半成品的方法和過程。先進(jìn)制造工藝技術(shù)概論原材料成品半成品改變形狀,尺寸,性能,位置機(jī)床、工具先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)機(jī)械制造工藝的基本概念

按其功能的不同，可將機(jī)械制造工藝分為如下三個(gè)階段：零件毛坯的成形準(zhǔn)備階段，包括原材料切割、焊接、鑄造、鍛壓加工成形等機(jī)械切削加工階段，包括車削、鉆削、銑削、刨削、鏜削、磨削加工等表面改性處理階段，包括熱處理、電鍍、化學(xué)鍍、熱噴涂、涂裝等先進(jìn)制造工藝技術(shù)概論先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)機(jī)械制造工藝流程圖先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)制造加工精度

18世紀(jì)，其加工精度為1mm；

19世紀(jì)末，0.05mm；

20世紀(jì)初，μm級(jí)過渡；

20世紀(jì)50年代末，實(shí)現(xiàn)了μm級(jí)的加工精度；目前達(dá)到10nm的精度水平。切削加工速度

20世紀(jì)前，碳素鋼，耐熱溫度低于200oC，10m/min；

20世紀(jì)初，高速鋼，500-600oC，30-40m/min；

20世紀(jì)30年代，硬質(zhì)合金，800-1000oC，數(shù)百米/min;

目前陶瓷、金剛石、立方氮化硼，1000oC以上，一千至數(shù)千米/min。先進(jìn)制造工藝的產(chǎn)生和發(fā)展先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)切削速度隨刀具材料的變更而提高先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)新型工程材料的應(yīng)用類型：超硬材料、超塑材料、高分子材料、復(fù)合材料、工程陶瓷等對(duì)制造工藝貢獻(xiàn)：①改善刀具切削性能，改進(jìn)加工設(shè)備；②促進(jìn)特種加工工藝發(fā)展。自動(dòng)化和數(shù)字化工藝裝備的發(fā)展

單機(jī)自動(dòng)化→系統(tǒng)自動(dòng)化剛性自動(dòng)化→柔性自動(dòng)化→綜合自動(dòng)化

先進(jìn)制造工藝的產(chǎn)生和發(fā)展先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)毛坯成形技術(shù)在向少、無余量發(fā)展如：熔模精密鑄造、精密鍛造、精密沖裁、冷溫?cái)D壓等新工藝。表面工程技術(shù)的形成和發(fā)展表面工程：通過表面涂覆、表面改性、表面加工、表面復(fù)合處理改變零件表面形態(tài)、化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)，以獲取與基體材料不同性能的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)。如：電刷鍍、化學(xué)鍍、物理氣相沉積、化學(xué)氣象沉積、熱噴涂、化學(xué)熱處理、激光表面處理、離子注入等。先進(jìn)制造工藝的產(chǎn)生和發(fā)展先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)先進(jìn)制造工藝的特點(diǎn)

優(yōu)質(zhì)以先進(jìn)制造工藝加工制造出的產(chǎn)品質(zhì)量高、性能好、尺寸精確、表面光潔、組織致密、無缺陷雜質(zhì)、使用性能好、使用壽命和可靠性高高效與傳統(tǒng)制造工藝相比，先進(jìn)制造工藝可極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，大大降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本低耗先進(jìn)制造工藝可大大節(jié)省原材料消耗，降低能源的消耗，提高了對(duì)日益枯竭的自然資源的利用率潔凈應(yīng)用先進(jìn)制造工藝可做到零排放或少排放，生產(chǎn)過程不污染環(huán)境，符合日益增長(zhǎng)的環(huán)境保護(hù)要求先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)第二節(jié)快速原型制造技術(shù)快速成形制造技術(shù)的概念快速成形制造的基本過程快速成形制造的主要方法快速成形制造的主要特征快速成形制造技術(shù)的應(yīng)用主要內(nèi)容：先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)傳統(tǒng)制造工藝材料去除法：車、銑、刨、磨等成型與拼合法：鍛造、鑄造、沖壓、拉拔、焊接等快速成形技術(shù)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)快速成形技術(shù)“快速成形”（RapidPrototyping:RP）全新的制造理念——增材加工法基于離散/堆積成形原理的一種先進(jìn)制造技術(shù)；機(jī)械工程、CAD、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)、材料科學(xué)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的集成；20年來制造領(lǐng)域的重大突破，其對(duì)制造業(yè)的影響可與50～60年代數(shù)控技術(shù)相比。先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)CAD/CAM技術(shù)RP技術(shù)激光技術(shù)數(shù)控技術(shù)新材料技術(shù)快速成形技術(shù)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)快速成形技術(shù)基本原理先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)RP制造的基本過程先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)RPM技術(shù)的原理和特點(diǎn)基于“材料逐層堆積”的制造理念，將復(fù)雜的三維加工分解為簡(jiǎn)單的材料二維添加的組合。在CAD模型的直接驅(qū)動(dòng)下，快速制造任意復(fù)雜形狀的三維實(shí)體?？焖俪尚渭夹g(shù)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)快速原型制造的基本過程◎CAD建模由CAD軟件設(shè)計(jì)出所需零件的計(jì)算機(jī)三維曲面或?qū)嶓w模型◎分層將三維模型沿一定方向（通常為Z向）離散成一系列有序的二維層片（習(xí)慣稱為分層）◎?qū)用嫘畔⑻幚砀鶕?jù)每層輪廓信息，進(jìn)行工藝規(guī)劃，選擇加工參數(shù)，自動(dòng)生成數(shù)控代碼先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)三維CAD模型設(shè)計(jì)

在PC機(jī)或圖形工作站上用三維軟件

pro/Esolidworks

UG

CATIA

等設(shè)計(jì)零件的三維CAD模型。

先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)CAD模型的近似處理

用STL文件格式進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將三維實(shí)體表面用一系列相連的小三角形逼近，得到STL格式的三維近似模型文件。典型的STL文件

先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)對(duì)STL文件切片處理

切片是將模型以片層的方式來描述，片層的厚度通常在50μm～500μm之間；無論零件形狀多么復(fù)雜，對(duì)每一層來說卻是簡(jiǎn)單的平面矢量掃描組（如圖），輪廓線代表了片層的邊界。先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)切片處理先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)◎?qū)用婕庸づc粘接成形機(jī)制造一系列層片并自動(dòng)將它們聯(lián)接起來，得到三維物理實(shí)體◎?qū)訉佣逊e◎后處理清理零件表面，去除輔助支撐結(jié)構(gòu)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)1892年，J．E．BLanther在他的美國(guó)專利(#473901)中，曾建議用分層制造法構(gòu)成地形圖。這種方法的原理是，將地形圖的輪廊線壓印在一系列的蠟片上，然后按輪廓線切割蠟片，并將其粘結(jié)在一起，熨平表面，從而得到三維地形圖。RP技術(shù)的產(chǎn)生歷程先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)1902年，CarloBaese在他的美國(guó)專利(#774549)中，提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理，這是現(xiàn)代第一種快速原型技術(shù)——“立體平板印刷術(shù)”(StereoLithography)的初始設(shè)想。1940年，Perera提出了在硬紙板上切割輪廓線，然后將這些紙板粘結(jié)成三維地形圖的方法。50年代之后，出現(xiàn)了幾百個(gè)有關(guān)快速成型技術(shù)設(shè)想及專利。RP技術(shù)的產(chǎn)生歷程先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)1976年，PaulLDimatteo在他的美國(guó)專利(#3932923)中，進(jìn)一步明確地提出先用輪廓跟蹤器將三維物體轉(zhuǎn)化成許多二維輪廓薄片，然后用激光切割這些薄片（下圖），這些設(shè)想與現(xiàn)代另一種快速成型技術(shù)——“層積實(shí)體制造’’(LaminatedObjectManufacturing)的原理極為相似。RP技術(shù)的產(chǎn)生歷程先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)1986年，CharlesWHull在他的美國(guó)專利(#4575330)中，提出了一個(gè)利用激光照射液態(tài)光敏樹脂，從而分層制作三維物體的快速成型機(jī)的方案。1988年，美國(guó)3Dsystem公司據(jù)此專利生產(chǎn)出了第一臺(tái)現(xiàn)代快速成型機(jī)—SLA250，開創(chuàng)了快速成型技術(shù)發(fā)展的新紀(jì)元。RP技術(shù)的產(chǎn)生歷程

在此后的10年內(nèi)，涌現(xiàn)了10多種不同形式的快速原型技術(shù)和相應(yīng)的快速原型設(shè)備，如薄形材料選擇性切割（LOM）、絲狀材料選擇性熔融(FDM)和粉末材料選擇性燒結(jié)(SLS)等，并且在工業(yè)、醫(yī)療及其它領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。SLA-250機(jī)型先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)RP技術(shù)的產(chǎn)生歷程總之，快速成型技術(shù)帶來了制造方式的變革，采取分層—疊加(離散—堆積)的制造方式。先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)快速成形技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)快速成形技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)快速成形技術(shù)的分類RP技術(shù)的具體工藝不下30余種，根據(jù)采用材料及對(duì)材料處理方式的區(qū)別，大致分為四大類：光敏樹脂液相固化成形選擇性激光粉末燒結(jié)成形薄片分層疊加成形熔絲堆積成形先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)1.光敏樹脂液相固化成形光敏樹脂液相固化成形（StereoLithographyApparatus:SLA）又稱立體光刻、固化立體造型研究最多、技術(shù)最成熟的快速成形技術(shù)1988年，美國(guó)3Dsystems公司推出商品化的第一臺(tái)型快速原型成形機(jī)SLA-250，SLA型成型機(jī)占據(jù)RP市場(chǎng)較大的份額。先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)1.光敏樹脂液相固化成形SLA基本原理圖◎基于液態(tài)光敏樹脂的光聚合原理。液態(tài)材料在一定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的紫外光的照射下能迅速發(fā)生光聚合反應(yīng)，分子量急劇增大，材料由液體轉(zhuǎn)變成固態(tài)?！^程、原理激光聚集到液態(tài)光固化材料（如光固化樹脂）表面逐點(diǎn)掃描，令其有規(guī)律地固化（由點(diǎn)到線到面）◎完成一個(gè)層面的建造◎升降移動(dòng)一個(gè)層片厚度的距離，重新覆蓋一層液態(tài)材料先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)◎第二層就牢固地粘貼到第一層上，由此層層迭加成為一個(gè)三維實(shí)體?！蜻M(jìn)行第二層掃描，再建造一個(gè)層面◎后處理剝離、固化（紫外烘30min以上）、修補(bǔ)、打磨拋光等先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)1.光敏樹脂液相固化成形特點(diǎn)精度高、表面質(zhì)量好、原材料利用率近100％，能制造出形狀特別復(fù)雜（空心）、特別精細(xì)（首飾、工藝品等）的零件。成形材料光固化樹脂材料包括齊聚物、反應(yīng)性稀釋物和光引發(fā)劑根據(jù)光引發(fā)劑引發(fā)機(jī)理不同分為：自由基光固化樹脂、陽離子光固化樹脂、混雜型光固化樹脂。先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)SLA成形設(shè)備先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)1.光敏樹脂液相固化成形SLA成形的應(yīng)用直接制作樹脂功能件，用于結(jié)構(gòu)驗(yàn)證和功能測(cè)試；制作較復(fù)雜和精細(xì)的零件；制作原型用于快速翻制模具。照相機(jī)激光樹脂原型鼠標(biāo)外殼激光樹脂原型先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)應(yīng)用案例西安交大·23h原型·2天硅橡膠?！?天內(nèi)·3萬元傳統(tǒng)（從設(shè)計(jì)思想到實(shí)物）10件·30天·10萬元先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)SLA方法是目前快速成形技術(shù)領(lǐng)域中研究得最多的方法，也是技術(shù)上最為成熟的方法?！攸c(diǎn)

◎SLA工藝成形的零件精度較高，能達(dá)到0.1mm；產(chǎn)品透明美觀，可直接做力學(xué)實(shí)驗(yàn)。◎局限性：·

需要支撐·

樹脂收縮導(dǎo)致精度下降·

光固化樹脂價(jià)格昂貴·

有一定的毒性·

產(chǎn)品不能溶解，不利于環(huán)保先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)2.選擇性激光粉末燒結(jié)成形選擇性激光粉末燒結(jié)成形（SelectedLaserSintering）又稱選區(qū)激光燒結(jié)。1989年美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校C.R.Dechard研制成功，美國(guó)DTM公司商品化。先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)2.選擇性激光粉末燒結(jié)成形SLS工藝原理利用粉末材料（非金屬粉：蠟、工程塑料、尼龍等和金屬粉：鐵，鈷，鉻以及它們的合金）在激光照射下燒結(jié)的原理，在計(jì)算機(jī)控制下層層堆積成形。

SLS基本原理圖先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)

SLS工藝原理圖先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)2.選擇性激光燒結(jié)（SLS）※原理、過程◎工作臺(tái)上鋪上一層粉末（可加粘結(jié)劑）很好密實(shí)度和平整度◎用激光器在上面掃描出零件截面高強(qiáng)度的CO2激光器◎有選擇地將粉末熔化或粘接，形成一個(gè)層面利用滾子鋪粉壓實(shí)◎后置處理去附粉、打磨等先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)激光粉末燒結(jié)成形原理激光束燒結(jié)鋪粉激光束掃描頭先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)激光粉末燒結(jié)成形原理去掉未燒結(jié)的粉先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)激光粉末燒結(jié)成形原理滲入樹脂或蠟先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)激光粉末燒結(jié)成形原理打磨、后處理先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)掃描鏡組工作平臺(tái)粉末層鋪粉輥激光器工作缸送粉缸SLS成形設(shè)備組成先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)2.選擇性激光粉末燒結(jié)成形SLS成形設(shè)備采用進(jìn)口激光器采用國(guó)產(chǎn)激光器先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)2.選擇性激光粉末燒結(jié)成形特點(diǎn)粉床上未被燒結(jié)部分成為燒結(jié)部分的支撐結(jié)構(gòu)，因而無需考慮支撐系統(tǒng)。選材較為廣泛，塑料、陶瓷、石蠟、金屬粉末等都可以作為燒結(jié)對(duì)象?？梢灾苯映尚谓饘倭慵?。精度不高。平均精度為±0.15～±0.2mm表面粗糙度不好，不宜做薄壁件。先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)2.選擇性激光粉末燒結(jié)成形成形材料較為成熟的SLS工藝材料先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)2.選擇性激光粉末燒結(jié)成形成形材料目前研究趨勢(shì)金屬和陶瓷：提高原型的強(qiáng)度聚碳酸脂：線膨脹系數(shù)小粉末激光燒結(jié)技術(shù)的應(yīng)用先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)精密鑄造用蠟件組裝葉輪先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)精密鑄造用蠟件先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)高分子粉末燒結(jié)塑料件先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)金屬粉末燒結(jié)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)3.薄片分層疊加成形薄層分層疊加成形（LaminatedObjectManufacturing）又稱疊層實(shí)體制造。美國(guó)Helisys公司與1986年研制成功，并推出商品化機(jī)器。先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)3.分層實(shí)體制造（LOM）LOM原理圖◎采用激光或刀具對(duì)片材進(jìn)行切割※原理、過程首先切割出工藝邊框和原型的邊緣輪廓線

將不屬于原型的材料切割成網(wǎng)格狀（碎片）◎片材表面涂覆上一層熱熔膠◎通過升降平臺(tái)的移動(dòng)和箔材的送給◎熱壓輥輾壓將后鋪的箔材與先前的層片粘接在一起◎?qū)訉拥印兂?、后置處理（防潮、拋光、涂覆）先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)分層實(shí)體制造先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)每層材料切割后的情況先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)截面輪廓被切割和疊合后所成的制品如圖所示。其中，所需的工件被廢料小方格包圍，剔除這些小方格之后，便可得到三維工件。截面輪廓被切割和疊合后所成的制件先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)LOM快速成型機(jī)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)LOM產(chǎn)品先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)工藝特點(diǎn)·

工藝簡(jiǎn)單，成型速度快，易于制造大型零件片材上切割截面輪廓，而不用掃描整個(gè)截面·

零件的精度較高，激光切0.1mm，刀具切0.15mm不存在材料相變，不易引起翹曲變形·

材料廣泛，成本低，用紙制原料還有利于環(huán)保優(yōu)點(diǎn)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)缺點(diǎn)材料有浪費(fèi)。制作完成的原型件表面粗糙，需經(jīng)過后續(xù)加工。原型件易吸收外在水氣，必須立即進(jìn)行上漆等后處理。由于剝離廢料問題，很難制作出尺寸微細(xì)之原型件。力學(xué)性能差，只適合做外形檢查。不能直接做塑料工件先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)應(yīng)用案例北京殷化激光快速成型及模具公司先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)4.熔絲堆積成形熔絲堆積成形（FusedDepositionModeling）又稱熔融沉積成形。美國(guó)學(xué)者Dr.ScottCrump于1988年研制成功，美國(guó)Helisys公司推出商品化機(jī)器。先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)※原理、過程FDM基本原理圖◎?qū)崛坌圆牧贤ㄟ^噴頭加熱器熔化（ABS、尼龍或蠟等）◎噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)同時(shí)將熔化的材料擠出◎材料凝固冷卻，與周圍的材料凝結(jié)形成一個(gè)層面◎后置處理4.熔絲堆積成形(FDM)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)熔絲堆積成形FDMFDM產(chǎn)生的橫截面FDM的走絲不能交叉,否則會(huì)在層面上形成高點(diǎn)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)工藝特點(diǎn)不用激光，使用、維護(hù)簡(jiǎn)單，成本較低，非常適合用于概念設(shè)計(jì)的，對(duì)原型精度和物理化學(xué)特性要求不高的三維打印機(jī)。與其他使用粉末和液態(tài)材料的工藝相比，絲材更加清潔，易于更換、保存，不會(huì)在設(shè)備中或附近形成粉末或液體污染。在塑料零件領(lǐng)域，F(xiàn)DM工藝是一種非常適宜的快速制造方式，強(qiáng)度已經(jīng)接近或超過普通注塑零件。需要支撐。

先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)4.熔絲堆積成形成形材料常用ABS工程塑料，對(duì)其要求是熔融溫度低（提高機(jī)器壽命、減少熱應(yīng)力）；粘度低（有助于材料順利擠出）；粘結(jié)性好、收縮率小等。支持材料與成形材料親和性不能太好，使其容易剝除。※用蠟成形的零件原型，可以直接用于失蠟鑄造先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)4.熔絲堆積成形FDM成形設(shè)備先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)4.熔絲堆積成形FDM加工的原型件先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)三維打印機(jī)原理（3DP）

(Threedimensionalprinting)※原理、過程3DP基本原理圖3DP工藝與SLS工藝類似，采用粉末材料成形，如陶瓷粉末，金屬粉末。所不同的是材料粉末不是通過燒結(jié)連接起來的，而是通過噴頭用粘接劑(如硅膠)將零件的截面“印刷”在材料粉末上面。用粘接劑粘接的零件強(qiáng)度較低，還須后處理。先燒掉粘接劑，然后在高溫下滲入金屬，使零件致密化,提高強(qiáng)度先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)三維打印工藝原理開始鋪一層粉噴射粘接劑降低打印平臺(tái)最終零件重復(fù)去除先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)幾種RP工藝比較先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)RPM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀快速成形技術(shù)的應(yīng)用先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)快速成型技術(shù)的主要應(yīng)用各行業(yè)的應(yīng)用狀況如下:

◆汽車、摩托車:外形及內(nèi)飾件的設(shè)計(jì)、改型、裝配試驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)、汽缸頭試制。

◆家電:各種家電產(chǎn)品的外形與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝配試驗(yàn)與功能驗(yàn)證，市場(chǎng)宣傳，模具制造。

◆通訊產(chǎn)品:產(chǎn)品外形與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝配試驗(yàn)，功能驗(yàn)證，模具制造。

◆航空、航天:特殊零件的直接制造，葉輪、渦輪、葉片的試制，發(fā)動(dòng)機(jī)的試制、裝配試驗(yàn)。先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)◆輕工業(yè):各種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、裝配，市場(chǎng)宣傳，玩具、鞋類模具的快速制造。

◆醫(yī)療:醫(yī)療器械的設(shè)計(jì)、試產(chǎn)、試用，CT掃描信息的實(shí)物化，手術(shù)模擬，人體骨關(guān)節(jié)的配制。

◆國(guó)防:各種武器零部件的設(shè)計(jì)、裝配、試制，特殊零件的直接制作，遙感信息的模型制作。

先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)利用加工的樣品，找出新產(chǎn)品外觀、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷，完善設(shè)計(jì)。利用加工出的樣品可以進(jìn)行裝配和功能驗(yàn)證。利用新產(chǎn)品樣件可先進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，投標(biāo)、招標(biāo)。

產(chǎn)品功能試驗(yàn)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)(1)汽車、摩托車行業(yè)：外形及內(nèi)飾件的設(shè)計(jì)、改型、裝配試驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)、汽缸頭試制。

發(fā)動(dòng)機(jī)蠟?zāi)Ｆ囓嚐糁Ъ苣ν熊嚫采w件汽車進(jìn)氣管先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)（2）家用電器：各種家電產(chǎn)品的外形與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝配試驗(yàn)與功能驗(yàn)證，

市場(chǎng)宣傳，模具制造。吸塵器先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)（3）通訊產(chǎn)品：產(chǎn)品外形與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝配試驗(yàn)，功能驗(yàn)證，模具制造。票據(jù)打印機(jī)可視電話先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)（4）航空、航天：特殊零件的直接制造，葉輪、渦輪、葉片的試

制，發(fā)動(dòng)機(jī)的試制、裝配試驗(yàn)。

航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)泵殼燃?xì)鈾C(jī)S段葉輪先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)(5)輕工業(yè)：各種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、裝配，市場(chǎng)宣傳，玩具、鞋類模具的

快速制造。吹風(fēng)機(jī)小玲瓏先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)(6)國(guó)防：各種武器零部件的設(shè)計(jì)、裝配、試制，特殊零件的直接制作，遙

感信息的模型制作。殲擊機(jī)控制手柄水坦波輪先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)(7)精密鑄造行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)氣管蠟?zāi)ｏw機(jī)泵殼蓋先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)軟組織（如腎）進(jìn)行手術(shù)模擬人體骨關(guān)節(jié)的配制顱骨修復(fù)CT掃描信息熔融沉積快速成形制造人體骨骼模型（如顱骨、牙齒）(8)醫(yī)療：醫(yī)療器械的設(shè)計(jì)、試產(chǎn)、試用，CT掃描

信息的實(shí)物化先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)快速成型應(yīng)用案例案例1：設(shè)計(jì)驗(yàn)證

用于新產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)驗(yàn)證和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)。圖是某汽車車燈生產(chǎn)廠家新型車燈制作的樣件，包括外罩、車燈架等共4件。采用AFS成型技術(shù)并結(jié)合CNC加工，僅用5天就完成了全部制作。制作出的樣品不僅形狀和尺寸與最終產(chǎn)品完全相同，而且還有較好的機(jī)械強(qiáng)度。設(shè)計(jì)人員將樣件裝在車體上，其效果看起來與真實(shí)產(chǎn)品幾乎一樣。這樣可以與用戶進(jìn)行直接交流和反復(fù)比較，對(duì)產(chǎn)品的外觀還可修改，達(dá)到了更理想狀態(tài)。這一驗(yàn)證過程，使設(shè)計(jì)更趨完美，更好地滿足了用戶的要求。先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)

制作樣品實(shí)件，進(jìn)行裝配實(shí)驗(yàn)。圖是加工的吸塵器外殼。用戶不僅要進(jìn)行外觀評(píng)價(jià)，而且要將內(nèi)部部件裝入樣件中，進(jìn)行裝配實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)評(píng)估。如果選擇傳統(tǒng)加工方法，分塊，手工粘結(jié)，預(yù)計(jì)制作吸塵器樣品需2個(gè)月，費(fèi)用為5萬元。用快速成型技術(shù)，僅用7天就將該產(chǎn)品一套共十九件交給委托方。用戶在裝配實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了幾處裝配干涉和結(jié)構(gòu)不合理處。案例2：裝配驗(yàn)證先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)

圖為某摩托車廠制作的250型雙缸摩托車汽缸頭。這是一款新設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)，用戶需要10件樣品進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的模擬實(shí)驗(yàn)。該零件具有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)機(jī)加工無法加工，只能采用鑄造成型。整個(gè)過程需經(jīng)過開模、制芯、組模、澆鑄、噴砂和機(jī)加等工序，與實(shí)際生產(chǎn)過程相同。其中僅開模一項(xiàng)就需三個(gè)月時(shí)間。這對(duì)于小批量的樣品制作無論在時(shí)間上還是成本上都是難以接受的。采用選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)，以精鑄熔模材料為成型材料，在AFS成型機(jī)上僅用5天即加工出該零件的10件鑄造熔模，再經(jīng)熔模鑄造工藝，10天后得到了鑄造毛坯。經(jīng)過必要的機(jī)加工，30天即完成了此款發(fā)動(dòng)機(jī)的試制。案例3：功能驗(yàn)證先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)

快速成型與鑄造工藝的結(jié)合稱為快速鑄造工藝。利用快速成型技術(shù)直接制作蠟?zāi)＃焖勹T造過程無須開模具，因而大大節(jié)省了制造周期和費(fèi)用。圖是為某汽車廠采用快速鑄造方法生產(chǎn)的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的蠟?zāi)＜拌T件，按傳統(tǒng)金屬鑄件方法制造，模具制造周期約需半年，費(fèi)用幾十萬。用快速鑄造方法，快速成型鑄造熔模3天，鑄造10天，使整個(gè)試制任務(wù)比原計(jì)劃提前了5個(gè)月。案例4：快速鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)缸體蠟?zāi)ｈT造出的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)

圖為某航空產(chǎn)品生產(chǎn)廠家，要生產(chǎn)幾十件某戰(zhàn)斗機(jī)型的控制手柄，該手柄為鋁合金中空多孔結(jié)構(gòu)，且外型為多曲面不規(guī)則形狀，若開模生產(chǎn)，其成本相當(dāng)可觀。利用快速成型設(shè)備，迅速拿到樣件，經(jīng)測(cè)評(píng)合格后，用快速成型機(jī)進(jìn)行小批量生產(chǎn)，即減少了投資，又贏得了時(shí)間。案例5：小批量無模生產(chǎn)先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)

圖是采用快速鑄造方法生產(chǎn)的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)S段，零件直徑800mm，高410mm，按傳統(tǒng)金屬鑄件方法制造，模具制造周期約需半年，費(fèi)用幾十萬。用快速鑄造方法，快速成型鑄造熔模7天（分6段組合），拼裝、組合、鑄造10天，費(fèi)用每件不超過2萬（共6件）。案例6：解決疑難問題先進(jìn)制造工藝_第一學(xué)時(shí)

利用快速成型機(jī)先制作出產(chǎn)品樣件再結(jié)合真空注型機(jī)翻制硅膠模具，可進(jìn)行小批量塑料零件的生產(chǎn)。這種模具壽命可達(dá)40-50件左右。完全可以滿足快速小批量生產(chǎn)的要求。

圖為給一冰箱廠制作的冰箱內(nèi)的內(nèi)飾件?？焖俪尚?/p>