1. 激光快速成型的定義是什麼,主要是用於哪些方面
激光快速成型是利用激光束掃描金屬板材誘發的內部非均勻分布的熱應力,使板材發生局部塑性屈服,從而使板材產生一定角度的彎曲變形。
激光快速成型的應用
不斷提高激光快速成型技術的應用水平是推動激光快速成型技術技術發展的重要方面。目前,激光快速成型技術已在工業造型、機械製造、航空航天、軍事、建築、影視、家電、輕工、醫學、考古、文化藝術、雕刻、首飾等領域都得到了廣泛應用。並且隨著這一技術本身的發展,其應用領域將不斷拓展。激光快速成型技術的實際應用主要集中在以下幾個方面:
⑴在新產品造型設計過程中的應用激光快速成形技術為工業產品的設計開發人員建立了一種嶄新的產品開發模式。運用激光快速成型技術能夠快速、直接、精確地將設計思想轉化為具有一定功能的實物模型(樣件),這不僅縮短了開發周期,而且降低了開發費用,也使企業在激烈的市場競爭中佔有先機。
⑵在機械製造領域的應用由於激光快速成型技術自身的特點,使得其在機械製造領域內,獲得廣泛的應用,多用於製造單件、小批量金屬零件的製造。有些特殊復雜製件,由於只需單件生產,或少於50件的小批量,一般均可用RP技術直接進行成型,成本低,周期短。
⑶快速模具製造傳統的模具生產時間長,成本高。將激光快速成型技術與傳統的模具製造技術相結合,可以大大縮短模具製造的開發周期,提高生產率,是解決模具設計與製造薄弱環節的有效途徑。激光快速成形技術在模具製造方面的應用可分為直接制模和間接制模兩種,直接制模是指採用激光快速成型技術直接堆積製造出模具,間接制模是先制出快速成型零件,再由零件復製得到所需要的模具。同時激光快速成型在手板行業發揮了重要作用,在CNC加工的過程中經常會有產品結構因為有倒扣,CNC是無法加工的出來的,但是激光快速成型非常好的解決了這個問題。目前在珠三角用激光快速成型做手板的非常多,俗稱SLA手板。
⑷在醫學領域的應用近幾年來,人們對激光快速成型技術在醫學領域的應用研究較多。以醫學影像數據為基礎,利用激光快速成型技術製作人體器官模型,對外科手術有極大的應用價值。
⑸在文化藝術領域的應用在文化藝術領域,激光快速成形製造技術多用於藝術創作、文物復制、數字雕塑等。
⑹在航空航天技術領域的應用在航空航天領域中,空氣動力學地面模擬實驗(即風洞實驗)是設計性能先進的天地往返系統(即太空梭)所必不可少的重要環節。該實驗中所用的模型形狀復雜、精度要求高、又具有流線型特性,採用激光快速成型技術,根據CAD模型,由激光快速成型設備自動完成實體模型,能夠很好的保證模型質量。
⑺在家電行業的應用目前,激光快速成形系統在國內的家電行業上得到了很大程度的普及與應用,使許多家電企業走在了國內前列。如:廣東的美的、華寶、科龍;江蘇的春蘭、小天鵝;青島的海爾等,都先後採用快速成形系統來開發新產品,收到了很好的效果。快速成形技術的應用很廣泛,可以相信,隨著快速成形製造技術的不斷成熟和完善,它將會在越來越多的領域得到推廣和應用。
2. 快速成型技術有哪些
快速成型技術包括:
1. 立體光固化成型技術(SLA):通過激光照射液態光敏樹脂,使其逐層固化形成實體。這種技術以其高成型精度而常用於精細模型和原型的製造。
2. 選擇性激光燒結技術(SLS):利用激光燒結金屬粉末、陶瓷粉末等材料,層層堆積構建出所需形狀的實體。該技術的優勢在於能夠使用多種材料進行製造,適用於多個行業。
3. 熔融沉積成型技術(FDM):通過加熱塑料絲至熔融狀態,並利用噴頭逐層堆積材料,最終形成三維實體。由於其成本效益高且操作簡便,FDM技術在工業、教育、消費電子等領域廣受歡迎。
這些快速成型技術在產品開發、原型製作以及小批量生產中扮演著至關重要的角色。
3. 什麼是激光快速成型技術
激光快速成型(Laser Rapid Prototyping:LRP)是將CAD、CAM、CNC、激光、精密伺服驅動和新材料等先進技術集成的一種全新製造技術。與傳統製造方法相比具有:原型的復制性、互換性高;製造工藝與製造原型的幾何形狀無關;加工周期短、成本低,一般製造費用降低50%,加工周期縮短70%以上;高度技術集成,實現設計製造一體化。
SLA技術又稱光固化快速成形技術,其原理是計算機控制激光束對光敏樹脂為原料的表面進行逐點掃描,被掃描區域的樹脂薄層(約十分之幾毫米)產生光聚合反應而固化,形成零件的一個薄層。工作台下移一個層厚的距離,以便固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態樹脂,進行下一層的掃描加工,如此反復,直到整個原型製造完畢。由於光聚合反應是基於光的作用而不是基於熱的作用,故在工作時只需功率較低的激光源。此外,因為沒有熱擴散,加上鏈式反應能夠很好地控制,能保證聚合反應不發生在激光點之外,因而加工精度高 ),表面質量好,原材料的利用率接近100%,能製造形狀復雜、精細的零件,效率高。對於尺寸較大的零件,則可採用先分塊成形然後粘接的方法進行製作。SLS技術與SLA技術很相似,只是用粉末原料取代了液態光聚合物,並以一定的掃描速度和能量作用於粉末材料。該技術具有原材料選擇廣泛、多餘材料易於清理、應用范圍廣等優點,適用於原型及功能零件的製造。在成形過程中,激光工作參數以及粉末的特性和燒結氣氛是影響燒結成形質量的重要參數。