塑料产品及其模具用电脑CAD技术设计完成后, 可通过快速成形技术来制造。这是一种全新概念的制造技术, 它摒弃了传统的机械加工方法。其成形原理是将三维CAD实体模型离散成设定厚度的一系列片层数据, 利用激光成形机或其它成形设备读取这些数据, 用材料添加法技术, 依次将每层堆积起来成形。这一技术称为快速自动成形技术(Rapid Prototype)。它也是CAD集成技术的重要组成部分。
第一台快速成形设备于1987年在美国3D公司诞生, 由于其特点是与制造的产品的复杂程度无关, 给制造业带来巨大的震动。此后十年, 快速成形技术得到飞速发展, 设备的种类也层出不穷, 从材料固化方法可分为激光和非激光烧结法(SLS)、固体表层造型法(SGC)、层片制造法(LOM)、熔化沉积法(FDM)、选区粘结法(DSPC)、激光气相沉积法(SALD)等。各种方法特点是: SLA法是最早应用的快速成形技术, 初期市场占有较大的分额, 但由于材料范围窄, 成本较高, 成形件耐热、耐负荷和着色能力低, 近年逐渐被其它方法所代替。FDM法由于成形速度快, 成本低, 在塑料产品行业中得到较好的应用, 由于零件的尺寸小, 精度差, 也受到一定的限制。LOM法由于采用纸或者是薄片塑料, 成本低, 且激光只照射每一层的轮廓边缘, 因而成形速度快, 但产品表面质量差。SLS法是用激光进行烧结, 采用的材料较广, 如塑料、蜡料、陶瓷、金属等均可成形, 成形件耐热、耐负荷和着色能力较强, 具有广泛的应用前景。其它方法也在某些特种加工中得到应用。
根据上述成形法特点, 快速成形技术的作用主要在于: 制造用于设计和试验的产品模型、制造用于小批量生产的模具和小批量特殊零件的加工。快速成形技术制造的产品模型在材质方面比传统加工方法制造的产品模型有所差别, 但在外形及尺寸方面几乎完全一样, 而且有一定的机械强度, 可作功能性试验, 同时经过表面处理, 看起来与真实产品一样, 可作广告宣传品。快速成形技术制造的模具, 目前主要是软材料的成形模(蜡模、环氧树脂模、硅橡胶模、低熔点合金铸造模等)和陶瓷或金属基合成材料硬型腔模。制造硬模时可用快速成形零件作母模, 先制作环氧树脂模或其它材料的软模, 在软模中浇注陶瓷或石膏模, 然后浇铸钢成钢模; 或者在软模中浇注混合有化学粘结剂的钢粉, 进行烧结成钢模。快速成形技术制造的钢模需进一步做抛光等后加工, 制成小批量生产的注塑模。由于模具是用钢粉浇注或烧结而成, 材质与普通模具钢有一定的差距, 因此, 寿命较短, 只能做试制产品或小批量生产。另外, 快速成形技术也可以制作特殊的零件, 如用冶金粉末法制作金属电极、精密铸造法制作铜电极、研模法制作石墨电极等。
快速成形技术制作模具和产品的成型设备, 均是读取CAD系统产生的STL或CLI等文件格式数据, 不同的文件格式数据对制作的产品精度有较大的差距, 因此, 研究CAD系统对快速成形设备的文件格式输出有相当重要的意义。 |
发表于 2002-4-5 09:06:48
发表于 2002-4-5 09:32:24
