先进制造技术之高能束及快速成型资料讲解.ppt

先进制造技术之高能束及先进制造技术之高能束及快速成型快速成型激光加工技术激光加工技术高能束加工技术高能束加工技术快速成形制造技术快速成形制造技术先进加工技术先进加工技术激激 光光 加加 工工 技技 术术激光的本质：受激辐射放大激光的本质：受激辐射放大 E外来能量激发，原子由基态跃迁到激发态。外来能量激发，原子由基态跃迁到激发态。处于激发态的原子不稳定，在外来辐射作用下，处于激发态的原子不稳定，在外来辐射作用下，发射一个光子并由激发态跃迁到基态。发射一个光子并由激发态跃迁到基态。受激辐射出的光子又激发另外的原子受激辐射，受激辐射出的光子又激发另外的原子受激辐射，光得到放大，且具有方向性。光得到放大，且具有方向性。激光加工技术的基本原理激光加工技术的基本原理 激光加工就是指将激光束照射到待加工材料的激光加工就是指将激光束照射到待加工材料的表面，利用激光束的能量熔合材料或去除材料以表面，利用激光束的能量熔合材料或去除材料以及改变材料的表面性质，从而达到加工的目的。及改变材料的表面性质，从而达到加工的目的。激光加工技术的应用激光加工技术的应用激光表面改性激光表面改性激光快速成形激光快速成形激光焊接激光焊接激光切割激光切割激光雕刻激光雕刻激光蚀刻激光蚀刻激光打孔激光打孔激光打标激光打标皮革激光加工皮革激光加工激光切割加工激光切割加工高能束加工技术高能束加工技术 高能束类型高能束类型：激光束、电子束、离子束激光束、电子束、离子束和高压水射流束等高能和高压水射流束等高能量密度的束流。量密度的束流。加工技术范围加工技术范围：焊接、切割、制孔、喷涂、表面改性、蚀刻、精焊接、切割、制孔、喷涂、表面改性、蚀刻、精密加工密加工 应用领域应用领域：航空、航天、船舶、兵器、交通、医疗等诸多领航空、航天、船舶、兵器、交通、医疗等诸多领域域 阴极经过电阴极经过电流加热发射流加热发射出电子高速出电子高速飞向阳极飞向阳极,经经过加速极加过加速极加速速,电磁透镜电磁透镜聚焦到达工聚焦到达工件件灼热灯丝发射电子，在灼热灯丝发射电子，在阳极作用下移动，同时阳极作用下移动，同时受线圈磁力作用偏转，受线圈磁力作用偏转，惰性气体注入电离室在惰性气体注入电离室在电子撞击下被电离成等电子撞击下被电离成等离子体。阴极和引出电离子体。阴极和引出电极上各有极上各有300300个个0.3mm0.3mm小孔，在引出电极作用小孔，在引出电极作用下将离子吸出，经聚焦下将离子吸出，经聚焦打到工件上。打到工件上。电子束焊接电子束焊接层流等离子喷涂层流等离子喷涂电子束加工的特点电子束加工的特点1.是一种精密微细的加工方法。是一种精密微细的加工方法。2.非接触式加工，不会产生应力和变形。非接触式加工，不会产生应力和变形。3.加工速度很快，能量使用率可高加工速度很快，能量使用率可高90。4.在真空腔中进行，污染少，材料加工表面在真空腔中进行，污染少，材料加工表面 不氧化不氧化5.电子束加工需要一整套专用设备和真空系电子束加工需要一整套专用设备和真空系统，价格较贵。统，价格较贵。离子束工主要特点如下：离子束工主要特点如下：1.加工的精度非常高。加工的精度非常高。2.污染少。污染少。3.加工应力、热变形等极小。加工应力、热变形等极小。4.离子束需真空系统、加工设备费用高、离子束需真空系统、加工设备费用高、成本贵、加工效率低。成本贵、加工效率低。采用离子束加工技术采用离子束加工技术 搭建在一根头发上的体育场馆搭建在一根头发上的体育场馆 快速成形制造技术快速成形制造技术n n快速成形制造技术快速成形制造技术n n 是20世纪80年代末90年代初兴起并迅速发展起来的新的先进制造技术。是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物理实体的技术总称。基本过程是基本过程是：设计出所需零件的计算机三维模型（数字模型、设计出所需零件的计算机三维模型（数字模型、CADCAD模模型）；型）；根据工艺要求，按照一定的规律将该模型离散为一系根据工艺要求，按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元，通常在列有序的单元，通常在Z Z向将其按一定厚度进行离散向将其按一定厚度进行离散（习惯称为分层），把原来的三维（习惯称为分层），把原来的三维CADCAD模型变成一系列模型变成一系列的层片；的层片；根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生成根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生成数控代码；数控代码；由成形机成形一系列层片并自动将它们联接起来，得由成形机成形一系列层片并自动将它们联接起来，得到一个三维物理实体。到一个三维物理实体。扫描镜装置 激光器金属粉末选区激光熔化 SLM实体零件扫描成像