1. 我是學模具的是一名大專生,如果往模具行業發展。。。大家有什麼提議
我做了3年模具了,光說模具行業是個很大的范疇,且不談模具的類別,光工種就有模具設計、模具編程、CNC操作員、工程、模具工(鉗工修模的)……
總體而言這個行業的黃金期已經過了(大多數身在其中的人都是這個感受),因為當年最早做模具的那一批人,不是做了老闆,就是當了主管,只剩下那些最爛的還在打工。同時現在我們最大的感受就是,普工工資老在漲,可做模具的整體工資不進反退,行業工資之間的差距越來越小。但每年還是有不少的人往這個行業鑽,尤其是大學畢業生,他們抱著學技術的心態進來,工資要求非常低,可這行隨著軟體的發展導致技術門檻越來越低,一個新手只要頭腦靈活,再得到一點機會,要不了多久就能幹活。使得不少老闆將裁員的大刀對准那些拿著高工資的老員工,一般一個公司只留下一個資深的技術員來解決最難的問題,所以那些生活在水深火熱之中的老員工親切的稱那些新手為「入門殺手」。
依我看,如果你在模具行業沒有靠山,只是為了所謂的學習技術而進來,那我勸你還是去干點別的。「當年的理想很美好,如今的現實很殘酷」這絕對是大多數模具人的心聲,我很多老同事如今已經轉行了,只剩下我們幾個還在飽受煎熬,不知該何去何從。(哥是做模具編程的)
2. 什麼是3D列印機,3D列印機有何用途,另外3D列印機會不會在未來代替機械與模具行業加工生產,使機械
3D列印機又稱三維列印機(3DP),是一種累積製造技術,即快速成形技術的一種機器,它是一種數字模型文件為基礎,運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過列印一層層的粘合材料來製造三維的物體。現階段三維列印機被用來製造產品。逐層列印的方式來構造物體的技術。3D列印機的原理是把數據和原料放進3D列印機中,機器會按照程序把產品一層層造出來。
3D列印機堆疊薄層的形式有多種多樣。3D列印機與傳統列印機最大的區別在於它使用的「墨水」是實實在在的原材料,堆疊薄層的形式有多種多樣,可用於列印的介質種類多樣,從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質。有些列印機還能結合不同介質,令列印出來的物體一頭堅硬而另 一頭柔軟。
1、有些3D列印機使用「噴墨」的方式。即使用列印機噴頭將一層極薄的液態塑料物質 噴塗在鑄模托盤上,此塗層然後被置於紫外線下進行處理。之後鑄模托盤下降極小的距離,以供下一層堆疊上來。
2、還有的使用一種叫做「熔積成型」的技術,整個流程是在噴頭內熔化塑料,然後通過沉積塑料纖維的方式才形成薄層。
3、還有一些系統使用一種叫做「激光燒結」的技術,以粉末微粒作為列印介質。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層,熔鑄成指定形狀,然後由噴出的液態粘合劑進行固化。
4、有的則是利用真空中的電子流熔化粉末微粒,當遇到包含孔洞及懸臂這樣的復雜結構時,介質中就需要加入凝膠劑或其他物質以提供支撐或用來占據空間。這部分粉末不會被熔鑄,最後只需用水或氣流沖洗掉支撐物便可形成孔隙。
3D列印帶來了世界性製造業革命,以前是部件設計完全依賴於生產工藝能否實現,而3D列印機的出現,將會顛覆這一生產思路,這使得企業在生產部件的時候不再考慮生產工藝問題,任何復雜形狀的設計均可以通過3D列印機來實現。
3D列印無需機械加工或模具,就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的物體, 從而極大地所縮短了產品的生產周期,提高了生產率。盡管仍有待完善,但3D列印技術市場潛力巨大,勢必成為未來製造業的眾多突破技術之一。
3D列印使得人們可以在一些電子產品商店購買到這類列印機,工廠也在進行直接銷售。科學家們表示,三維列印機的使用范圍還很有限,不過在未來的某一天人們一定可以通過3D列印機列印出更實用的物品。
3D列印技術對美國太空總署的太空探索任務來說至關重要,國際空間站現有的三成以上的備用部件都可由這台3D列印機製造。這台設備將使用聚合物和其他材料,利用擠壓增量製造技術逐層製造物品。3D列印實驗是美國太空總署未來重點研究項目之一,3D列印零部件和工具將增強太空任務的可靠性和安全性,同時由於不必從地球運輸,可降低太空任務成本。
你說的機械是必須要的,因為電腦也是機械啊!至於模具,可能會退伍。總而言之,不管什麼高科技物品,都有一個必不可少的東西,就是人(沒有人怎麼操作)。
3. 鐳射強化技術提高模具使用壽命
摘 要:介紹了用於模具表面的鐳射強化加工系統和鐳射強化工藝方法,討論了鐳射強化模具表面的硬化層深度和耐磨效能與鐳射強化工藝引數之間的關系,採用鐳射強化技術能大幅度提高模具的使用壽命。
關鍵詞:鐳射強化;模具;磨損/壽命
隨著我國汽車、家電工業的迅猛發展,對模具工業提出了更高的要求。如何提高模具的加工質量和使用壽命,一直是人們不斷探索的課題。採用表面強化處理是提高模具質量和使用壽命的重要途徑,它對於改善模具的綜合性能、大幅度降低成本、充分發揮傳統模具的潛力,具有十分重要的意義。常用的模具表面強化處理工藝有化學熱處理***如滲碳、碳氮共滲等***、表面復層處理***如堆焊、熱噴塗、電火花表面強化、PVD和CVD等***、表面加工強化處理***如噴丸等***。這些方法大多工藝較為復雜,處理周期較長,處理後存在較大變形。近年來,隨著大功率鐳射器的出現及鐳射加工技術在工業上的應用日趨廣泛、成熟,為模具表面的強化提供了一種新的技術途徑。
1 激光表面強化處理方法
鐳射用於表面處理的方法多,其中包括:鐳射相變硬化***LTH***,激光表面熔化處理***LSM***,激光表面塗覆及合金化***LSC/LSA***,激光表面化學氣相沉積***LCVD***,鐳射物理氣相沉積***LPVD***,鐳射沖擊***LSH***和鐳射非晶化等,其中已被研究用於提高模具壽命的方法有鐳射相變硬化和激光表面熔覆和合金化,本文主要討論利用鐳射相變硬化技術提高模具壽命的機理和方法。
鐳射相變硬化***鐳射淬火***是利用鐳射輻照到金屬表面,使其表面以很高的升溫速度迅速達到相變溫度而形成奧氏體,當鐳射束離開後,利用金屬本身熱傳導而發生「自淬火」,使金屬表面發生馬氏體轉變。與傳統淬火方法相比,鐳射淬火是在急熱、急冷過程中進行的,溫度梯度高,從而在表面形成了一層硬度極高的特殊淬火組織,如晶粒細化、高位錯密度等。其淬火層的硬度比普通淬火的硬度還高15%~20%。淬硬層深度可達0.1~2.5mm,因而可大大提高模具的耐磨性,延長模具的使用壽命。
2 鐳射強化加工系統的組成
圖1為一個具有多軸聯動的鐳射強化加工系統工作原理示意圖。它由三部分組成:第一部分為鐳射器系統,由鐳射頭、激勵電源、冷卻系統和諧振腔引數變換裝置組成;第二部分為光束傳輸與變換裝置,把鐳射束按加工要求引導到待處理零件表面,同時對鐳射束進行空間強度分布的變換,以滿足對模具表面不同受力部位進行有效的強化處理。光束經變換後即可在模具表面產生所需的強化單元,通過多軸聯動的數控系統即可對模具的三維曲面進行可控的、快速和有效的強化處理;第三部分為計算機數控系統,控制鐳射工作頭和數控工作台等多軸運動,其鐳射束相對於工件的運動軌跡決定了強化的帶形狀,以實現復雜模具表面的鐳射強化處理。
3 鐳射強化處理工藝
3.1 工件表面預處理塗層
當鐳射器確定後,金屬材料對鐳射的吸收能力主要取決於其表面狀態。一般需鐳射處理的金屬材料表面都經過機械加工,表面粗糙度值很小,其反射率可達 80%~90%,使大部分鐳射能量被反射掉。為了提高金屬表面對鐳射的吸收率,在鐳射熱處理前要對材料表面進行表面處理***常稱黑化處理***,即在需要鐳射處理的金屬表面塗上一層對鐳射有較高吸收能力的塗料。
表面預處理的方法包括磷化法、提高表面粗糙度法、氧化法、噴***刷***塗料法、鍍膜法等多種方法,其中較為常用的是磷化法和噴***刷***塗料法。常用的塗料骨料有石墨、炭黑、磷酸錳、磷酸鋅、水玻璃等。也有直接使用碳素墨汁和無光漆作為預處理塗料的。對於有些低碳鋼材料,在其表面用炭黑粉末處理,在進行鐳射淬火時可起滲碳作用。我們採用上海光機所研製的黑化溶液***86-1型***,其處理方法簡單,可直接噴刷在工件表面,鐳射吸收率達90%以上。
3.2 工藝引數優化
鐳射相變硬化工藝引數主要有鐳射器輸出功率P,光斑大小D及掃描速度v,在其它條件一定的條件下,鐳射硬化層的深度H與P、D、v有如下關系:H=P/***D.v***。為了得到最優工藝引數,基本方法是根據已有成功的資料,確定一個工藝引數范圍,再以P、D、v三個因子,各取三個水平,做出正交試驗表在試件上進行試驗研究。圖2為汽車尾燈支架拉深模具所採用的材料Cr-Mo鑄鐵,在不同掃描速度下,鐳射功率與硬化層深的關系曲線。圖3為不同的鐳射功率下,掃描速度與硬化層的關系曲線。圖示表明:在一般情況下,鐳射功率越高,硬化層越深;掃描速度越大,硬化層越淺。圖4為在鐳射功率 P=1200W,掃描速度v=15mm/s,光斑直徑D=4.5mm的工藝引數條件下,淬火層的硬度及硬化層深之間的關系。從中可看出,經鐳射處理後材料表面的硬度有較為顯著的提高。
4 硬化層殘余應力和耐磨效能
在鐳射硬化處理過程中,金屬材料表面組織結構的變化及表面相對於材料內部溫差的產生和消失,必將產生殘余應力。殘余應力的大小和分布狀況對模具的實用效能有很大影響,鐳射硬化產生的殘余應力沿淬硬層深的分布情況如圖5。由圖5可見,鐳射相變硬化在模具表面產生較大的殘余壓應力,能有效地防止疲勞裂紋的產生,提高模具的疲勞壽命。
模具表面的耐磨效能與材料的顯微結構、晶粒大小、硬度高低、表面狀態等多種因素有關,而這些因素又受處理工藝引數的影響,因而鐳射強化的工藝引數直接影響模具的耐磨效能。圖6和圖7為鐳射功率及掃描速度對35CrMn鋼耐磨效能的影響。由圖可見,在一定范圍內,當掃描速度一定時,提高功率耐磨性有所增加;在功率一定時,掃描速度的提高也有助於提高耐磨性。圖8為42CrMo材料經鐳射處理***P=1200W,v=55mm/s,D=3.5mm***後與常規處理之間的磨損對比,可見採用鐳射強化技術能大大提高材料的耐磨效能。
5 結論
通過對幾種不同的模具材料所進行的鐳射強化處理,並與實際工作情況進行檢查對比,表明採用鐳射強化技術能大幅度提高模具的使用壽命,而冷沖模的強化效果更為明顯。如對T8A鋼製造的沖頭和Cr12Mo鋼製造的凹模進行鐳射硬化處理,鐳射硬化層為0.15mm,硬度為1200HV,使用壽命明顯增加,由沖壓2.5萬件提高到10萬件,即壽命提高3~4倍。採用鐳射強化技術,其優越性在於:
***1***可根據模具的形狀特點、使用要求在指定區域內進行,且對表面質量沒有任何損傷。經鐳射處理後的模具,不需後續加工即可直接投入生產使用,從而降低了模具的製造成本。
***2***通過編制專用的鐳射強化處理軟體,可實現鐳射處理工藝引數的計算機自動優化、處理過程的計算機模擬模擬和實時監控及鐳射處理後表面組織結構和效能的計算機預測,實現模具的復雜形狀和人工智慧化的表面處理。
***3***採用鐳射熔覆和合金化等技術,可在廉價金屬材料表層得到任意成分的合金和相應的微觀組織,從而獲得良好的綜合機械效能,改善和提高材料表面的耐磨、耐蝕和耐熱效能。這些技術用於報廢模具的修復和強化,具有較為廣泛的市場前景
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4. 快速成型的工作原理
RP系統可以根據零件的形狀,每次製做一個具有一定微小厚度和特定形狀的截面,然後再把它們逐層粘結起來,就得到了所需製造的立體的零件。當然,整個過程是在計算機的控制下,由快速成形系統自動完成的。不同公司製造的RP系統所用的成形材料不同,系統的工作原理也有所不同,但其基本原理都是一樣的,那就是分層製造、逐層疊加。這種工藝可以形象地叫做增長法或加法。
每個截面數據相當於醫學上的一張CT像片;整個製造過程可以比喻為一個積分的過程。
RP技術的基本原理是:將計算機內的三維數據模型進行分層切片得到各層截面的輪廓數據,計算機據此信息控制激光器(或噴嘴)有選擇性地燒結一層接一層的粉末材料(或固化一層又一層的液態光敏樹脂,或切割一層又一層的片狀材料,或噴射一層又一層的熱熔材料或粘合劑)形成一系列具有一個微小厚度的的片狀實體,再採用熔結、聚合、粘結等手段使其逐層堆積成一體,便可以製造出所設計的新產品樣件、模型或模具。自美國3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形機以來,已經有十幾種不同的成形系統,其中比較成熟的有UV、SLA、SLS、LOM和FDM等方法。其成形原理分別介紹如下: Stereo lithography Appearance的縮寫,即立體光固化成型法.
用特定波長與強度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由點到線,由線到面順序凝固,完成一個層面的繪圖作業,然後升降台在垂直方向移動一個層片的高度,再固化另一個層面.這樣層層疊加構成一個三維實體.
SLA是最早實用化的快速成形技術,採用液態光敏樹脂原料,工藝原理如圖所示。其工藝過程是,首先通過CAD設計出三維實體模型,利用離散程序將模型進行切片處理,設計掃描路徑,產生的數據將精確控制激光掃描器和升降台的運動;激光光束通過 數控裝置控制的掃描器,按設計的掃描路徑 照射到液態光敏樹脂表面 , 使表面特定區域內的一層樹脂固化後, 當一層加工完畢後,就生成零件的一個截面;然後 升降台下降一定距離 , 固化層上覆蓋另一層液態樹脂,再進行第二層掃描,第二固化層牢固地粘結在前一固化層上,這樣一層層疊加而成三維工件原型。將原型從樹脂中取出後,進行最終固化,再經打光、電鍍、噴漆或著色處理即得到要求的產品。
SLA技術主要用於製造多種模具、模型等;還可以在原料中通過加入其它成分,用SLA原型模代替熔模精密鑄造中的蠟模。SLA技術成形速度較快,精度較高,但由於樹脂固化過程中產生收縮,不可避免地會產生應力或引起形變。因此開發收縮小、固化快、強度高的光敏材料是其發展趨勢。
3D Systems 推出的Viper Pro SLA system
SLA 的優勢
⒈ 光固化成型法是最早出現的快速原型製造工藝,成熟度高,經過時間的檢驗.
⒉ 由CAD數字模型直接製成原型,加工速度快,產品生產周期短,無需切削工具與模具.
⒊可以加工結構外形復雜或使用傳統手段難於成型的原型和模具.
⒋ 使CAD數字模型直觀化,降低錯誤修復的成本.
⒌ 為實驗提供試樣,可以對計算機模擬計算的結果進行驗證與校核.
⒍ 可聯機操作,可遠程式控制制,利於生產的自動化.
SLA 的缺憾
⒈ SLA系統造價高昂,使用和維護成本過高.
⒉ SLA系統是要對液體進行操作的精密設備,對工作環境要求苛刻.
⒊ 成型件多為樹脂類,強度,剛度,耐熱性有限,不利於長時間保存.
⒋ 預處理軟體與驅動軟體運算量大,與加工效果關聯性太高.
⒌ 軟體系統操作復雜,入門困難;使用的文件格式不為廣大設計人員熟悉.
⒍ 立體光固化成型技術被單一公司所壟斷.
SLA 的發展趨勢與前景
立體光固化成型法的的發展趨勢是高速化,節能環保與微型化.
不斷提高的加工精度使之有最先可能在生物,醫葯,微電子等領域大有作為. 選擇性激光燒結(以下簡稱SLS)技術最初是由美國德克薩斯大學奧斯汀分校的Carl ckard於1989年在其碩士論文中提出的。後美國DTM公司於1992年推出了該工藝的商業化生產設備Sinter Sation。幾十年來,奧斯汀分校和DTM公司在SLS領域做了大量的研究工作,在設備研製和工藝、材料開發上取得了豐碩成果。德國的EOS公司在這一領域也做了很多研究工作,並開發了相應的系列成型設備。
國內也有多家單位進行SLS的相關研究工作,如西安交通大學機械學院,快速成型國家工程研究中心,教育部快速成型工程研究中心,華中科技大學、南京航空航天大學、西北工業大學、中北大學和北京隆源自動成型有限公司等,也取得了許多重大成果,如南京航空航天大學研製的RAP-I型激光燒結快速成型系統、北京隆源自動成型有限公司開發的AFS一300激光快速成型的商品化設備。
選擇性激光燒結是採用激光有選擇地分層燒結固體粉末,並使燒結成型的固化層層層疊加生成所需形狀的零件。其整個工藝過程包括CAD模型的建立及數據處理、鋪粉、燒結以及後處理等。SLS技術的快速成型系統工作原理見圖1。
整個工藝裝置由粉末缸和成型缸組成,工作時粉末缸活塞(送粉活塞)上升,由鋪粉輥將粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均勻鋪上一層,計算機根據原型的切片模型控制激光束的二維掃描軌跡,有選擇地燒結固體粉末材料以形成零件的一個層面。粉末完成一層後,工作活塞下降一個層厚,鋪粉系統鋪上新粉.控制激光束再掃描燒結新層。如此循環往復,層層疊加,直到三維零件成型。最後,將未燒結的粉末回收到粉末缸中,並取出成型件。對於金屬粉末激光燒結,在燒結之前,整個工作台被加熱至一定溫度,可減少成型中的熱變形,並利於層與層之間的結合。
與其它快速成型(RP)方法相比,SLS最突出的優點在於它所使用的成型材料十分廣泛。從理論上說,任何加熱後能夠形成原子間粘結的粉末材料都可以作為SLS的成型材料。可成功進行SLS成型加工的材料有石蠟、高分子、金屬、陶瓷粉末和它們的復合粉末材料。由於SLS成型材料品種多、用料節省、成型件性能分布廣泛、適合多種用途以及SLS無需設計和製造復雜的支撐系統,所以SLS的應用越來越廣泛。
SLS技術的金屬粉末燒結方法
3.1金屬粉末和粘結劑混合燒結
首先將金屬粉末和某種粘結劑按一定比例混合均勻,用激光束對混合粉末進行選擇性掃描,激光的作用使混合粉末中的粘結劑熔化並將金屬粉末粘結在一起,形成金屬零件的坯體。再將金屬零件坯體進行適當的後處理,如進行二次燒結來進一步提高金屬零件的強度和其它力學性能。這種工藝方法較為成熟,已經能夠製造出金屬零件,並在實際中得到使用。南京航空航天大學用金屬粉末作基體材料(鐵粉),加人適量的枯結劑,燒結成形得到原型件,然後進行後續處理,包括燒失粘結劑、高溫焙燒、金屬熔滲(如滲銅)等工序,最終製造出電火花加工電極(見圖2)。並用此電極在電火花機床上加工出三維模具型腔(見圖3)。
3.2金屬粉末激光燒結
激光直接燒結金屬粉末製造零件工藝還不十分成熟,研究較多的是兩種金屬粉末混合燒結,其中一種熔點較低,另一種較高。激光燒結將低熔點的粉末熔化,熔化的金屬將高熔點金屬粉末粘結在一起。由於燒結好的零件強度較低,需要經過後處理才能達到較高的強度。美國Texas大學Austin分校進行了沒有聚合物粘結劑的金屬粉末如CuSn NiSn青銅鎳粉復合粉末的SLS成形研究,並成功地製造出金屬零件。他們對單一金屬粉末激光燒結成形進行了研究,成功地製造了用於F1戰斗機和AIM9導彈的工NCONEL625超合金和Ti6A 14合金的金屬零件。美國航空材料公司已成功研究開發了先進的欽合金構件的激光快速成形技術。中國科學院金屬所和西安交通大學等單位正致力於高熔點金屬的激光快速成形研究,南京航空航天大學也在這方面進行了研究,用Ni基合金混銅粉進行燒結成形的試驗,成功地製造出具有較大角度的倒錐形狀的金屬零件(見圖4)。
3.3金屬粉末壓坯燒結
金屬粉末壓坯燒結是將高低熔點的兩種金屬粉末預壓成薄片坯料,用適當的工藝參數進行激光燒結,低熔點的金屬熔化,流人到高熔點的顆粒孔隙之間,使得高熔點的粉末顆粒重新排列,得到緻密度很高的試樣。吉林大學郭作興等用此方法對FeCu,Fe C等合金進行試驗研究,發現壓坯激光燒結具有與常規燒結完全不同的緻密化現象,激光燒結後的組織隨冷卻方式而異,空冷得到細珠光體,淬火後得到馬氏體和粒狀。
4 SLS技術金屬粉末成型存在的問題
SLS技術是非常年輕的一個製造領域,在許多方面還不夠完善,如製造的三維零件普遍存在強度不高、精度較低及表面質量較差等問題。SLS工藝過程中涉及到很多參數(如材料的物理與化學性質、激光參數和燒結工藝參數等),這些參數影響著燒結過程、成型精度和質量。零件在成型過程中,由於各種材料因素、工藝因素等的影響,會使燒結件產生各種冶金缺陷(如裂紋、變形、氣孔、組織不均勻等)。
4.1粉末材料的影響
粉末材料的物理特性,如粉末粒度、密度、熱膨脹系數以及流動性等對零件中缺陷形成具有重要的影響。粉末粒度和密度不僅影響成型件中缺陷的形成,還對成型件的精度和粗糙度有著顯著的影響。粉末的膨脹和凝固機制對燒結過程的影響可導致成型件孔隙增加和抗拉強度降低。
4.2工藝參數的影響
激光和燒結工藝參數,如激光功率、掃描速度和方向及間距、燒結溫度、燒結時間以及層厚度等對層與層之間的粘接、燒結體的收縮變形、翹曲變形甚至開裂都會產生影響。上述各種參數在成型過程中往往是相互影響的,如Yong Ak Song等研究表明降低掃描速度和掃描間距或增大激光功率可減小表面粗糙度,但掃描間距的減小會導致翹曲趨向增大。
因此,在進行最優化設計時就需要從總體上考慮各參數的優化,以得到對成型件質量的改善最為有效的參數組。製造出來的零件普遍存在著緻密度、強度及精度較低、機械性能和熱學性能不能滿足使用要求等一些問題。這些成型件不能作為功能性零件直接使用,需要進行後處理(如熱等靜壓HIP、液相燒結LPS、高溫燒結及熔浸)後才能投人實際使用。此外,還需注意的是,由於金屬粉末的SLS溫度較高,為了防止金屬粉末氧化,燒結時必須將金屬粉末封閉在充有保護氣體的容器中。
5 總結與展望
快速成型技術中,金屬粉末SLS技術是人們研究的一個熱點。實現使用高熔點金屬直接燒結成型零件,對用傳統切削加工方法難以製造出高強度零件,對快速成型技術更廣泛的應用具有特別重要的意義。展望未來,SLS形技術在金屬材料領域中研究方向應該是單元體系金屬零件燒結成型,多元合金材料零件的燒結成型,先進金屬材料如金屬納米材料,非晶態金屬合金等的激光燒結成型等,尤其適合於硬質合金材料微型元件的成型。此外,根據零件的具體功能及經濟要求來燒結形成具有功能梯度和結構梯度的零件。我們相信,隨著人們對激光燒結金屬粉末成型機理的掌握,對各種金屬材料最佳燒結參數的獲得,以及專用的快速成型材料的出現,SLS技術的研究和引用必將進入一個新的境界。 分層實體製造(LOM——Laminated Object Manufacturing)法,LOM又稱層疊法成形,它以片材(如紙片、塑料薄膜或復合材料)為原材料,其成形原理如圖所示,激光切割系統按照計算機提取的橫截面輪廓線數據,將背面塗有熱熔膠的紙用激光切割出工件的內外輪廓。切割完一層後,送料機構將新的一層紙疊加上去,利用熱粘壓裝置將已切割層粘合在一起,然後再進行切割,這樣一層層地切割、粘合,最終成為三維工件。LOM常用材料是紙、金屬箔、塑料膜、陶瓷膜等,此方法除了可以製造模具、模型外,還可以直接製造結構件或功能件。該方法的特點是原材料價格便宜、成本低。
成形材料:塗敷有熱敏膠的纖維紙;
製件性能:相當於高級木材;
主要用途:快速製造新產品樣件、模型或鑄造用木模。 熔積成型(FDM——Fused Deposition Modeling)法,該方法使用絲狀材料(石蠟、金屬、塑料、低熔點合金絲)為原料,利用電加熱方式將絲材加熱至略高於熔化溫度(約比熔點高 1℃),在計算機的控制下,噴頭作x-y平面運動,將熔融的材料塗覆在工作台上,冷卻後形成工件的一層截面,一層成形後,噴頭上移一層高度,進行下一層塗覆,這樣逐層堆積形成三維工件。該方法污染小,材料可以回收,用於中、小型工件的成形。下圖為FDM成形原理圖。
成形材料:固體絲狀工程塑料;
製件性能:相當於工程塑料或蠟模;
主要用途:塑料件、鑄造用蠟模、樣件或模型。
特點:1、優點:(1)操作環境干凈,安全,在辦公室課進行;(2)工藝干凈、簡單、易於操作且不產生垃圾;(3)尺寸精度高,表面質量好,易於裝配,可快速構建瓶狀或中空零件;(4)原材料以卷軸絲的形式提供,易於搬運和金額快速更換;(5)原料價格便宜;(6)材料利用率高;(7)可選用的材料較多,如染色的ABS、PLA和醫用ABD、PC、PPSF、人造橡膠、鑄造用蠟。
2、缺點:(1)精度較低,難以構建結構復雜的零件;(2)與截面垂直方向的強度小;(3)成型速度相對較慢,不適合構建大型零件。