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激光快速成型设备的激光快速成型技术主要特点

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激光快速成型设备的激光快速成型技术主要特点

发布日期:2018-11-07 作者: 点击:

  激光快速成型设备的成型技术特点大概可分为一下集中:

  1、制造速度快,成本低,节约了时间和成本。

  2、采用非接触的加工模式,没有传统加工的残余力问题,工具的更新问题,无切割、噪声等,有利于保护环境。

  3、可实现快速铸造,快速模具制造,特别适用于新品的开发和单件零件的生产。

  激光快速成型却是采用一种全新的成型原理——分层加工、迭加成型。他是多种先进制造技术的集成。

  目前,按照这种分层加工、迭加成型原理开发出的激光快速成型机有很多种,主要几种是:

  1、液态光敏聚合物选择性固化

  这种激光快速成型机所使用的构形材料是一种液态光敏聚合物,在紫外光的照射下会发生聚合固化反应,由液态变成固态,其优点是:能直接得到类似塑料的树脂件,且表面粗糙度较小。

  其缺点是:

  (1)成型过程中的化学和物理变化使得尺寸精度不易保证,且会发生蠕变;

  (2)须对整个截面进行扫描固化,成型时间较长,成型后要进一步固化处理;

  (3)由于未被激光束照射的部分仍为液态,因此对于悬伸部分要事先设计支撑,固化后再去除;

  (4)光敏树脂固化后较脆,易断裂,可加工性不好,工作温度不能超过100℃,会吸湿膨胀, 抗腐蚀能力不强,且价格昂贵(140-2404 /kg);

  (5)产生紫外激光的激光管寿命2000小时左右。

  2、薄型材料选择性切割

  这种激光快速成型所使用的构形材料是事先涂有热熔胶的纸,其成型过程与前面所述的制作地形模型的过程相似,

  其优点是:

  (1)尺寸精度较高;

  (2)只须对轮廓线进行切割,制作效率高;

  (3)无需设计支撑;

  (4)制成的样件有类似木质制品的硬度,稍作处理后可在200℃以下环境中使用,可进行一定的切削加工;

  (5)所用二氧化碳激光器寿命达20000小时;

  (6)构形材料价格便宜(8/kg)。

  其缺点是:

  (1)不能直接制作塑料件;

  (2)表面粗糙度较高,工件表面有明显的台阶纹,成型后要进行打磨;

  (3)易吸湿膨胀,成型后要尽快表面防潮处理;

  (4)工件缺少弹性。

激光快速成型设备

  3、丝状材料选择性熔复

  这种快速成型机所使用的构形材料是丝状热塑性材料,其工作原理类似于标花蛋糕的制作, 丝状材料由供丝机构送进喷头,在喷头中加热到熔融态,按照截面形状涂覆在工作台上,并 快速冷却固化,一层完成后喷头上升一个层高,再进行下一层的涂覆,其优点是:

  (1)能直接制作ABS塑料;

  (2)尺寸精度较高;

  (3)材料利用率高。

  其缺点是:

  (1)表面粗糙度较高,需后处理;

  (2)成型时间较长;

  (3)材料昂贵(250-458/kg);

  (4)悬臂结构处要设置支撑,不过新型FDM快速成型机上设置了两个喷头,一个喷成型材料 ,另一个喷支撑材料,并且支撑材料可以进行水溶去除,减小了后处理时间。

  4、粉末材料选择性烧结

  这种快速成型机的工作原理与SLA相仿,不过所用成型材料不是液态的光敏树脂,而是粉末状的高分子材料、金属或陶瓷与粘结剂的混合物等,粉粒直径为50-125靘,成型时先在工作台上铺一层粉末材料,并加热至略低于熔化温度,然后激光束按照截面形状进行扫描,被扫描的部分材料熔化、粘接成型,不被扫描的粉未材料仍呈粉粒状作为工件的支撑,一层完成成型后,工作台下降一个层高,再进行下一层的铺料和烧结,其优点是:

  (1)可直接得到塑料、陶瓷或金属件,可加工性好;

  (2)无需设计支撑。

  其缺点是:

  (1)成型件结构疏松多孔,表面粗糙度较高;

  (2)成型效率不高;

  (3)得到的塑料、陶瓷或金属件远不如传统成型方法得到的同类材质工件, 需进行渗铜等后处理,但在后处理中难于保证制件尺寸精度。


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