快速成型技术应用现状及发展趋势(2)

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2 快速成型技术应用现状

九江学院学报 2008年第3期

加工熔模铸造中的蜡模,对原型表面进行特殊处理后代替木模,直接制造石膏型或陶瓷型,或是由RP原型经硅橡胶模过渡转换得到石膏型或陶瓷型,再由石膏型或陶瓷型浇注出金属模具,这是目前生产金属模具最主要的途径。3 快速成型技术应用实例

基于快速成型技术,我们运用CPS350紫外光快速成型机,完成了小金人的制作。利用CPS-350紫外光快速成型机制作小金人的过程可分为三个部分:数据准备、快速成型制作及后处理。

3.1数据准备

包括CAD三维模型的设计、STL数据的转换、制作方向的选择、分层切片以及支撑编辑等几个过程。首先将小金人三维数据转化为STL(由CAD设计系统生成的三维零件三角面片文件)格式文件。CPS-350紫外光快速成型机的零件管理与数据准备系统可自动识别二进制与ASC 码形式的STL文件。数据准备系统(CPS4 2)通过加载STL文件后将其转化为CPS(包含零件的三维、分层、支撑、系统参数等信息,为用户制作原型存放中间资料)文件。在此过程中尤为注意制作零件方向的设定和零件支撑的加载,这将决定零件加工的时间以及制造出的零件的可用性。最终,通过导出项目生成紫外光快速成型机需要的PMR(紫外光快速成型机工艺控制系统加载对象文件)成型加工文件。在数据准备软件中进行数据处理如图1所示。

3.2快速成型制作

快速成型制作是将制作数据传输到成型机中,快速成型出零件的过程,它是快速成型技术的核心。制作流程为:将快速成型机中的光敏树脂温度加热到38 左右(紫外光照射下光敏树脂最易成型温度),调节快速成型机工作台高度,将成型加工文件载入快速成型机加工控制软件(Rp Build)后可开始制作。在控制软件中进行加工操作如图2所示。

3.3后处理

零件制作完成后升出工作台,取出制作零件。在小金人成型完后需要进行辅助处理工艺,包括零件的清洗、支撑去除、后固化、修补、打磨、表面喷漆等,目的是获得一个表面质量与机械性能更优的零件。最终完成的小金人如图3所示。

近年来,快速成型技术在工业造型、制造、建筑、艺术、医学、航空、航天、考古和影视等领域得到迅速良好的应用。主要包括以下几个方面:

2 1设计和功能验证

通过快速成型技术可以快速制作产品的物理模型,以验证设计人员的构思,发现产品设计中存在的问题。而使用传统的方法制作原型意味着从绘图到工装模具设计和制造,一般至少历时数月,经过多次返工和修改。采用快速成型技术则可节省大量时间和费用。同时,使用快速成型技术制作的原型可直接进行装配检验、干涉检查和模拟产品真实工作情况的一些功能试验,如运动分析、应力分析、流体和空气动力学分析等,从而迅速完善产品的结构和性能、相应的工艺及所需工模具的设计

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2 2非功能性样品制作

在新产品正式投产之前或按照定单制造时,需要制作产品的展览样品或摄制产品样本照片,采用快速成型是理想的方法。邵敏

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在首饰设计

方面提出首饰设计是立体的物质实体性设计,在设计展开的不同阶段,具体创意靠效果图检验不出实体体量关系,必须辅以立体模型对设计方案加以不断检测和修改。运用快速成型技术代替传统手工模型制作能够更加精确、快速、直观、完整地传递产品的信息。更重要的是建立起一种并行结构的设计系统,将设计、结构分析、制造三位一体优化集成于一个系统,使不同分工的人员能及时相互反馈信息,从而缩短开发周期,并保证设计、制造的高质量。2 3快速模具制造

传统的模具制造方法周期长、成本高,一套简单的塑料注塑模具其价值也在10万元以上。设计上的任何失误反映到模具上都会造成不可挽回的损失。杨思一

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提出利用快速成型技术,可以

按照下列两种方式制造模具:

(1)软模。通常指的是硅橡胶模具,用SLA、FDM、LOM或SLS等技术制作的原型,再翻成硅橡胶模具后,向模中灌注双组份的聚氨酯,固化后即得到所需的零件。