特种加工-复习2.ppt

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1、 电子束离子束加工11.1.电子束加工电子束加工v一、一、电子束加工原理电子束加工原理 经电磁透镜聚焦的高能电子束流在真空经电磁透镜聚焦的高能电子束流在真空条件下直接轰击工件表面，使加工区域材条件下直接轰击工件表面，使加工区域材料熔化和气化从而实现加工料熔化和气化从而实现加工21.1.电子束加工电子束加工v二、电子束加工装置二、电子束加工装置组成：组成：u电子枪电子枪阴极、控制栅极、加速阳极、光栅、电源阴极、控制栅极、加速阳极、光栅、电源u真空系统真空系统u控制系统控制系统电磁透镜、偏转线圈、工作台控制电磁透镜、偏转线圈、工作台控制u电源电源31.1.电子束加工电子束加工v二、电子束加工应用二

2、、电子束加工应用 1、窄缝加工、窄缝加工41.1.电子束加工电子束加工v二、电子束加工应用二、电子束加工应用 2、曲面曲面加工加工51.1.电子束加工电子束加工v二、电子束加工应用二、电子束加工应用 3、刻蚀刻蚀61.1.电子束加工电子束加工v二、电子束加工应用二、电子束加工应用 4、焊接焊接71.1.电子束加工电子束加工v二、电子束加工应用二、电子束加工应用 5、电子束曝光电子束曝光是一种利用电子束辐射效应的加工方法电子束光刻应用主要包括四个方面:电子束扫描曝光；电子束直写；电子束图形发生器制作中间掩模版；电子束缩小投影曝光82.2.离子束加工离子束加工v一、原理一、原理在真空下，离子源产生

3、的粒子束经过加速聚焦，使之打到工件表面离子：带正电荷、质量大机械撞击能92.2.离子束加工离子束加工v二、离子束加工分类及应用二、离子束加工分类及应用按利用的物理效能和达到的目的分类：离子刻蚀离子溅射沉积离子镀离子注入10超声波加工111.1.超声加工的基本原理和特点超声加工的基本原理和特点 v超声波加工超声波加工（USM，Ultrasonic Machining）利用超声振动的工具在有磨料的液体介利用超声振动的工具在有磨料的液体介质中或干磨料中，产生磨料的冲击、抛磨、质中或干磨料中，产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，以及利用超声

4、振动使工件相互结合的料，以及利用超声振动使工件相互结合的加工方法加工方法。121.1.超声加工的基本原理和特点超声加工的基本原理和特点 v一、超声波的特性一、超声波的特性声波：声波：人耳能感受到的人耳能感受到的声波声波，频率范围为频率范围为1616000Hz次声波：次声波：频率低于频率低于16Hz的声波的声波 超声波超声波：高于高于16000Hz声波声波 131.1.超声加工的基本原理和特点超声加工的基本原理和特点 v一、超声波的特性一、超声波的特性声波：声波：人耳能感受到的人耳能感受到的声波声波，频率范围为频率范围为1616000Hz超声波超声波：高于高于16000Hz声波声波 141.1.

5、超声加工的基本原理和特点超声加工的基本原理和特点 v一、超声波的特性一、超声波的特性1）超超声声波波可可在在气气体体、液液体体和和固固体体介介质质中中传传播播，其其传传播播速度与频率、波长、介质密度有关速度与频率、波长、介质密度有关2）超超声声波波在在各各种种介介质质中中传传播播，其其运运动动轨轨迹迹都都按按余余弦弦函函数规律变化数规律变化3）超声波可传递很强的能量）超声波可传递很强的能量4）超声波会产生反射、干涉和共振现象）超声波会产生反射、干涉和共振现象u超超声声波波在在介介质质中中传传播播时时出出现现波波的的叠叠加加作作用用，使使弹弹性性杆杆中中某某处处质质点点始始终终不不动动，而而某某

6、处处质质点点的的振振幅幅则则大大大增加，从而获得更大的超声加工能量大增加，从而获得更大的超声加工能量151.1.超声加工的基本原理和特点超声加工的基本原理和特点 v一、超声波的特性一、超声波的特性5）超超声声波波在在液液体体介介质质中中传传播播时时，可可在在界界面面上上产产生生强强烈烈的冲击和空化现象，强化了加工过程的进行的冲击和空化现象，强化了加工过程的进行161.1.超声加工的基本原理和特点超声加工的基本原理和特点 v二、超声加工的基本原理二、超声加工的基本原理 超超声声波波加加工工是是磨磨料料在在超超声声波波振振动动作作用用下下的的机机械械撞撞击击和和抛抛磨磨作作用用与与超超声声波波空空

7、化化作作用用的的综综合合结结果果，其其中中磨磨料料的的连连续续冲击是主要的。冲击是主要的。脆脆硬硬的的材材料料，受受冲冲击击作作用用愈愈容容易易被被破破坏，故尤其适于超声加工坏，故尤其适于超声加工171.1.超声加工的基本原理和特点超声加工的基本原理和特点 v二、超声加工的基本原理二、超声加工的基本原理 高高频频电电源源联联接接超超声声换换能能器器，将将电电振振荡荡转转换换为为同同一一频频率率、垂垂直直于于工工件件表表面面的的超超声声机机械械振振动动（振幅（振幅0.0050.01mm）变变幅幅杆杆将将振振幅幅放放大大(0.050.lmm)以以驱驱动动工工具具端面作超声振动端面作超声振动磨磨料料

8、悬悬浮浮液液（磨磨料料、水水或或煤煤油油等等）在在工工具具的的超超声声振振动动和和一一定定压压力力下下，高高速速不不停停地地冲冲击击悬悬浮浮液液中中的的磨磨粒粒，并并作作用用于于加加工工区区，使使该该处处材材料变形，直至击碎成微粒和粉末料变形，直至击碎成微粒和粉末181.1.超声加工的基本原理和特点超声加工的基本原理和特点 v二、超声加工的基本原理二、超声加工的基本原理 随随着着磨磨料料悬悬浮浮液液不不断断地地循循环环,磨磨粒粒的的不不断断更更新新。加工产物的不断排除，实现了超声加工的目的加工产物的不断排除，实现了超声加工的目的191.1.超声加工的基本原理和特点超声加工的基本原理和特点 v三

9、、超声加工的特点三、超声加工的特点1）适合加工各种硬脆材料）适合加工各种硬脆材料u不不导导电电的的非非金金属属材材料料：玻玻璃璃、陶陶瓷瓷、宝石、石英、锗、硅、石墨等宝石、石英、锗、硅、石墨等u硬硬质质或或耐耐热热导导电电的的金金属属材材料料：淬淬火火钢钢、硬硬质质合合金金、不不锈锈钢钢、钛钛合合金金等等，但但加加工工效率较低。效率较低。201.1.超声加工的基本原理和特点超声加工的基本原理和特点 v三、超声加工的特点三、超声加工的特点2）工工件件表表面面的的宏宏观观切切削削力力小小，切切削削应应力力、切削热更小，不产生变形及烧伤切削热更小，不产生变形及烧伤u适于加工薄壁、窄缝、低刚度零件适于

10、加工薄壁、窄缝、低刚度零件u去去除除工工件件材材料料主主要要依依靠靠磨磨粒粒瞬瞬时时局局部部的冲击作用的冲击作用211.1.超声加工的基本原理和特点超声加工的基本原理和特点 v三、超声加工的特点三、超声加工的特点3）工工具具可可用用较较软软的的材材料料、做做成成复复杂杂形形状状，且且不不需需要要工工具具和和工工件件作作复复杂杂的的相相对对运运动动，便可加工各种复杂的型腔和型面便可加工各种复杂的型腔和型面。4）超超声声加加工工的的面面积积不不够够大大，而而且且工工具具头头磨磨损较大，故生产率较低损较大，故生产率较低222.2.超声加工超声加工设备设备 v 概述概述超超声声加加工工设设备备的的功功

11、率率和和结结构构有有所所不不同同，但但其基本组成相同其基本组成相同一一般般包包括括超超声声发发生生器器、超超声声振振动动系系统统、磨磨料悬浮液循环系统和机床本体料悬浮液循环系统和机床本体232.2.超声加工超声加工设备设备 v超声加工机床超声加工机床1）超声发生器（超声电源）超声发生器（超声电源）2）超声振动系统）超声振动系统u2-1）超声换能器）超声换能器u2-2）变幅杆（振幅扩大棒）变幅杆（振幅扩大棒）u2-3）工具）工具3）机床本体）机床本体u3-1）工作头）工作头u3-2）加压机构及工作进给机构）加压机构及工作进给机构u3-3）工作台及其位置调整机构）工作台及其位置调整机构4）工作液及

12、循环系统和换能器冷却系统）工作液及循环系统和换能器冷却系统u4-1）磨料悬浮液循环系统）磨料悬浮液循环系统u4-2）换能器冷却系统）换能器冷却系统242.2.超声加工超声加工设备设备 v1）超声发生器（超声电源）超声发生器（超声电源）又叫超声频发生器或超声波电源又叫超声频发生器或超声波电源将将工工频频交交流流电电转转换换为为功功率率为为204000W的的超超声声频频振振荡荡，以以供供给给工工具具端端面面往往复复振振动和去除工件材料的能量。动和去除工件材料的能量。252.2.超声加工超声加工设备设备 v2）超声振动系统）超声振动系统超超声声波波振振动动系系统统主主要要包包括括换换能能器器、变变幅

13、幅杆、工具杆、工具将将由由超超声声波波发发生生器器输输出出的的高高频频电电信信号号转转变变为为机机械械振振动动能能，并并通通过过变变幅幅杆杆使使工工具具端端面面作作小小振振幅幅的的高高频频振振动动，以以进进行行超超声声加工加工262.2.超声加工超声加工设备设备 v2-1）换能器）换能器将高频电振荡转换成机械振动将高频电振荡转换成机械振动根据其转换原理的不同分：根据其转换原理的不同分：压电式压电式磁致伸缩式磁致伸缩式272.2.超声加工超声加工设备设备 v 2-2）变幅杆）变幅杆又又称称振振幅幅扩扩大大棒棒，作作用用是是放放大大换换能能器器所所获获得得的的超超声振动振幅，以满足超声加工的需要声

14、振动振幅，以满足超声加工的需要杆杆上上每每一一截截面面的的振振动动能能量量不不变变（不不考考虑虑传传播播损损耗耗）。截截面面越越小小，能能量量密密度度越越大大，振振动动的的幅幅值值也也就就越越大，所以各种变幅杆的放大倍数都不相同大，所以各种变幅杆的放大倍数都不相同 常用的变幅杆有：常用的变幅杆有：u外径变化的实心型外径变化的实心型u内径变化的空心型内径变化的空心型282.2.超声加工超声加工设备设备 v 2-2）变幅杆）变幅杆变幅杆截面变化形式变幅杆截面变化形式292.2.超声加工超声加工设备设备 v2-3）工具）工具超超声声波波的的机机械械振振动动经经变变幅幅杆杆放放大大后后传传给给工工具具

15、，使使磨磨粒粒和和工工作作液液以以一一定定的的能能量量冲冲击击工工件，并加工出一定的尺寸和形状件，并加工出一定的尺寸和形状工工具具的的形形状状和和尺尺寸寸决决定定于于工工件件表表面面的的形形状状和和尺尺寸寸，两两者者相相差差一一个个“加加工工间间隙隙”（稍稍大于平均的磨粒直径）大于平均的磨粒直径）302.2.超声加工超声加工设备设备 v3）机床本体）机床本体1-支架支架2-平衡重锤平衡重锤3-工作台工作台4-工具工具5-变幅杆变幅杆6-换能器换能器7-导轨导轨312.2.超声加工超声加工设备设备 v4）磨料悬浮液循环系统）磨料悬浮液循环系统磨磨料料：氧氧化化铝铝、碳碳化化硼硼、碳碳化化硅硅、金

16、金刚刚砂砂、碳化硼硅碳化硼硅粒度：粒度：200-2000#280#：Ra0.5 800#：Ra0.2悬悬浮浮液液：水水（添添加加防防腐腐剂剂）、汽汽油油、煤煤油油、酒精、亚麻仁油、变压器油、甘油等酒精、亚麻仁油、变压器油、甘油等323.3.超声加工的基本工艺规律超声加工的基本工艺规律 v一、影响加工速度的因素一、影响加工速度的因素n单位时间内去除材料的多少，单位单位时间内去除材料的多少，单位g/min或或mm3minn 加工速度比较低，一般为加工速度比较低，一般为15mm3minn 加工玻璃的最大速度可达加工玻璃的最大速度可达20004000mm3min333.3.超声加工的基本工艺规律超声加

17、工的基本工艺规律 v一、影响加工速度的因素一、影响加工速度的因素影响因素影响因素n工具振动频率、振幅、工具振动频率、振幅、n工具和工件间的静压力、工具和工件间的静压力、n工具与工件材料、工具与工件材料、n磨料种类及粒度、磨料种类及粒度、n磨料悬浮液的类型及浓度磨料悬浮液的类型及浓度343.3.超声加工的基本工艺规律超声加工的基本工艺规律 v二、影响加工精度的因素二、影响加工精度的因素 超声波的加工精度，除了机床、夹具超声波的加工精度，除了机床、夹具精度影响外，主要与以下因素有关精度影响外，主要与以下因素有关n磨料粒度、磨料粒度、n工具精度及其磨损情况、工具精度及其磨损情况、n工具横向振动大小、

18、工具横向振动大小、n加工深度、加工深度、n被加工材料性质被加工材料性质353.3.超声加工的基本工艺规律超声加工的基本工艺规律 v二、影响加工精度的因素二、影响加工精度的因素孔的加工精度直接受到孔的加工精度直接受到工具精度和磨粒粗细工具精度和磨粒粗细的影响：的影响：n 孔的尺寸将比工具尺寸有所扩大，扩大量孔的尺寸将比工具尺寸有所扩大，扩大量约为磨料磨粒直径的两倍，约为磨料磨粒直径的两倍，孔的最小直径约等于工具直径加所用磨料磨孔的最小直径约等于工具直径加所用磨料磨粒平均直径的两倍粒平均直径的两倍363.3.超声加工的基本工艺规律超声加工的基本工艺规律 v二、影响加工精度的因素二、影响加工精度的因

19、素磨料粒度不均匀，加工中被磨钝、破碎磨料粒度不均匀，加工中被磨钝、破碎 加工时必须经常搅动磨料悬浮液，保证一加工时必须经常搅动磨料悬浮液，保证一定的循环速度，使用定的循环速度，使用1015h后应及时更换，后应及时更换，还可设法向工具端面喷注磨料悬浮液，以还可设法向工具端面喷注磨料悬浮液，以提高加工精度提高加工精度374.4.超声加工的应用超声加工的应用 v加工型孔、型腔加工型孔、型腔n主要用于对脆硬材料加工圆孔、型孔、主要用于对脆硬材料加工圆孔、型孔、型腔、套料、微细孔等型腔、套料、微细孔等加工圆孔、加工圆孔、加工型腔加工型腔384.4.超声加工的应用超声加工的应用 v加工型孔、型腔加工型孔、

20、型腔加工异形孔、套料加工、加工微细孔加工异形孔、套料加工、加工微细孔394.4.超声加工的应用超声加工的应用 v切割加工切割加工n用普通机械加工切割用普通机械加工切割脆硬的半导体材料很脆硬的半导体材料很困难，采用超声切割困难，采用超声切割较为有效较为有效超声切割单晶硅片超声切割单晶硅片404.4.超声加工的应用超声加工的应用 v切割加工切割加工超声波切割金刚石超声波切割金刚石1-1-换能器；换能器；2-2-变幅杆；变幅杆；3-3-工具头；工具头；4-4-金刚石；金刚石；5-5-切割工具；切割工具；6-6-重锤重锤414.4.超声加工的应用超声加工的应用 v切割加工切割加工成批切槽刀具成批切槽刀

21、具切割成的陶瓷模块切割成的陶瓷模块42快速成形技术431.1.光敏树脂液相固化成形光敏树脂液相固化成形v一、光敏树脂液相固化成形的基本原理一、光敏树脂液相固化成形的基本原理光敏树脂光敏树脂441.1.光敏树脂液相固化成形光敏树脂液相固化成形v一、光敏树脂液相固化成形的基本原理一、光敏树脂液相固化成形的基本原理451.1.光敏树脂液相固化成形光敏树脂液相固化成形v二、光敏树脂液相固化成形的特点二、光敏树脂液相固化成形的特点 优点优点 成形过程自动化程度高成形过程自动化程度高 SLASLA系统非常稳定，加工开始后，成型过程可以完系统非常稳定，加工开始后，成型过程可以完 全自动化，直至原型制作完成。

22、全自动化，直至原型制作完成。尺寸精度高尺寸精度高 SLA原型的尺寸精度可以达到原型的尺寸精度可以达到0.1mm。461.1.光敏树脂液相固化成形光敏树脂液相固化成形v二、光敏树脂液相固化成形的特点二、光敏树脂液相固化成形的特点 优点优点 优良的表面质量优良的表面质量 虽然在每层固化时侧面及曲面可能出现台阶，但上虽然在每层固化时侧面及曲面可能出现台阶，但上 表面仍可得到玻璃状的效果表面仍可得到玻璃状的效果。可以制作结构十分复杂的模型可以制作结构十分复杂的模型 可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型空结构的消失型 471.1.光敏树脂液相固化成形光敏

23、树脂液相固化成形v二、光敏树脂液相固化成形的特点二、光敏树脂液相固化成形的特点 缺点缺点 制件易变形制件易变形 成型过程中材料发生物理和化学变化成型过程中材料发生物理和化学变化。设备运转及维护成本较高设备运转及维护成本较高 液态树脂材料和激光器的价格较高液态树脂材料和激光器的价格较高 使用的材料较少使用的材料较少 目前可用的材料主要为感光性的液态树脂材料目前可用的材料主要为感光性的液态树脂材料481.1.光敏树脂液相固化成形光敏树脂液相固化成形v二、光敏树脂液相固化成形的特点二、光敏树脂液相固化成形的特点 缺点缺点 液液态态树树脂脂有有气气味味和和毒毒性性，且且需需要要避避光光保保护护，以防提

24、前发生聚合反应，选择时有局限性以防提前发生聚合反应，选择时有局限性 需要二次固化需要二次固化 经快速成型系统光固化后的原型树脂并未完全被经快速成型系统光固化后的原型树脂并未完全被 激光固化。激光固化。较脆，易断裂性能尚不如常用的工业塑料较脆，易断裂性能尚不如常用的工业塑料 491.1.光敏树脂液相固化成形光敏树脂液相固化成形v三、光敏树脂液相固化成形的工艺过程三、光敏树脂液相固化成形的工艺过程光敏树脂液相固化快速原型的制作一光敏树脂液相固化快速原型的制作一般可以分为般可以分为前处理前处理、原型制作原型制作和和后处后处理理三个阶段。三个阶段。502.2.选择性激光粉末烧结成形选择性激光粉末烧结成

25、形v一、一、选择性激光粉末烧结工艺的基本原理选择性激光粉末烧结工艺的基本原理 512.2.选择性激光粉末烧结成形选择性激光粉末烧结成形v二、二、选择性激光粉末烧结工艺的特点选择性激光粉末烧结工艺的特点 优点优点 可采用多种材料可采用多种材料从原理上说，这种方法可采用加热时粘度降低的任何从原理上说，这种方法可采用加热时粘度降低的任何粉末材料，通过材料或各类含粘结剂的涂层颗粒制造出粉末材料，通过材料或各类含粘结剂的涂层颗粒制造出任何造型，适应不同的需要。任何造型，适应不同的需要。可直接制作金属制品可直接制作金属制品 在目前广泛应用的几种快速原型工艺方法中，唯有在目前广泛应用的几种快速原型工艺方法中

26、，唯有SLS方法可直接烧结制作金属材质的原型，这是方法可直接烧结制作金属材质的原型，这是SLS工工艺的独特优点。艺的独特优点。522.2.选择性激光粉末烧结成形选择性激光粉末烧结成形v二、二、选择性激光粉末烧结工艺的特点选择性激光粉末烧结工艺的特点 优点优点 制造工艺比较简单制造工艺比较简单 由于可用多种材料，选择性激光烧结工艺按采用的原由于可用多种材料，选择性激光烧结工艺按采用的原料不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构件料不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构件或部件及工具。或部件及工具。例如，制造概念原型，可安装为最终产品模型的概念例如，制造概念原型，可安装为最终产品模型的概

27、念原型，蜡模铸造模型及其它少量母模，直接制造金属注原型，蜡模铸造模型及其它少量母模，直接制造金属注塑模等。塑模等。532.2.选择性激光粉末烧结成形选择性激光粉末烧结成形v二、二、选择性激光粉末烧结工艺的特点选择性激光粉末烧结工艺的特点 优点优点 无需支撑结构无需支撑结构 和和LOM工艺一样，工艺一样，SLS工艺也无需设计和需要支撑结工艺也无需设计和需要支撑结构，叠层过程中出现的悬空层面可直接由未烧结的粉末构，叠层过程中出现的悬空层面可直接由未烧结的粉末来实现支撑。来实现支撑。n 材料利用率高材料利用率高 由于由于SLS工艺过程不需要支撑结构，没有许多工艺废工艺过程不需要支撑结构，没有许多工艺

28、废料，也不需要制作基底支撑，所以该工艺方法在常见的料，也不需要制作基底支撑，所以该工艺方法在常见的几种快速原型工艺中材料利用率是最高的，材料的利用几种快速原型工艺中材料利用率是最高的，材料的利用率基本可以认为是率基本可以认为是100。542.2.选择性激光粉末烧结成形选择性激光粉末烧结成形v二、二、选择性激光粉末烧结工艺的特点选择性激光粉末烧结工艺的特点 缺点缺点 原型表面粗糙原型表面粗糙 由于由于SLS工艺的原材料是粉状的，原型的建造是由材工艺的原材料是粉状的，原型的建造是由材料粉层经过加热熔化而实现逐层粘接的，因此，原型表料粉层经过加热熔化而实现逐层粘接的，因此，原型表面严格讲是粉粒状的，

29、因而表面质量不高。面严格讲是粉粒状的，因而表面质量不高。n 烧结过程挥发异味烧结过程挥发异味 SLS工艺中的粉层粘接是需要激光能源使其加热而达工艺中的粉层粘接是需要激光能源使其加热而达到熔化状态，高分子材料或者粉粒在激光烧结熔化时一到熔化状态，高分子材料或者粉粒在激光烧结熔化时一般要挥发异味气体。般要挥发异味气体。552.2.选择性激光粉末烧结成形选择性激光粉末烧结成形v二、二、选择性激光粉末烧结工艺的特点选择性激光粉末烧结工艺的特点 缺点缺点 有时需要比较复杂的辅助工艺有时需要比较复杂的辅助工艺 SLS技术视所用的材料而异，有时需要比较复杂的辅技术视所用的材料而异，有时需要比较复杂的辅助工艺

30、过程。助工艺过程。以聚酰胺粉末烧结为例，为避免烧结过程中材料起火以聚酰胺粉末烧结为例，为避免烧结过程中材料起火燃烧，必须在机器的工作空间充入阻燃气体，如氮气。燃烧，必须在机器的工作空间充入阻燃气体，如氮气。为了使粉状材料可靠地烧结，必须将直接参与造型工为了使粉状材料可靠地烧结，必须将直接参与造型工作的所有机件以及粉状材料预热到规定的温度，预热过作的所有机件以及粉状材料预热到规定的温度，预热过程常常需要数小时。程常常需要数小时。造型完成后，需要使用软刷和压缩空气除去工件表面造型完成后，需要使用软刷和压缩空气除去工件表面的浮粉，这必须在闭封空间中完成以免造成粉尘污染。的浮粉，这必须在闭封空间中完成

31、以免造成粉尘污染。562.2.选择性激光粉末烧结成形选择性激光粉末烧结成形v三、三、选择性激光粉末烧结工艺选择性激光粉末烧结工艺金属零件间接烧结工艺金属零件间接烧结工艺 基于基于SLS方法间接金属零件方法间接金属零件的制造工艺过程如图所示。的制造工艺过程如图所示。主要分三个阶段：主要分三个阶段：SLS原型件（原型件（“绿件绿件”）的）的制作，制作，粉末烧结件（粉末烧结件（“褐件褐件”）的）的制作，制作，金属溶渗后处理。金属溶渗后处理。572.2.选择性激光粉末烧结成形选择性激光粉末烧结成形v三、三、选择性激光粉末烧结工艺选择性激光粉末烧结工艺金属零件直接烧结工艺金属零件直接烧结工艺 金属零件直

32、接烧结成型过程较间接金属零金属零件直接烧结成型过程较间接金属零件制作过程明显缩短，无需间接烧结时复件制作过程明显缩短，无需间接烧结时复杂的后处理阶段。但必须有较大功率的激杂的后处理阶段。但必须有较大功率的激光器，以保证直接烧结过程中金属粉末的光器，以保证直接烧结过程中金属粉末的直接熔化。因而，直接烧结中激光参数的直接熔化。因而，直接烧结中激光参数的选择，被烧结金属粉末材料的熔凝过程及选择，被烧结金属粉末材料的熔凝过程及控制是烧结成型中的关键。控制是烧结成型中的关键。583.3.薄片分层叠加成形薄片分层叠加成形v一、基本原理一、基本原理 在这种快速成形在这种快速成形机上，截面轮廓机上，截面轮廓被

33、切割和叠合后被切割和叠合后所成的制品如图所成的制品如图所示。其中，所所示。其中，所需的工件被废料需的工件被废料小方格包围，剔小方格包围，剔除这些小方格之除这些小方格之后，便可得到三后，便可得到三维工件。维工件。截面轮廓被切割和叠合后所成的制件截面轮廓被切割和叠合后所成的制件593.3.薄片分层叠加成形薄片分层叠加成形v二、特点二、特点 优点：优点：原型精度高原型精度高 有较高的硬度和较好的机械性有较高的硬度和较好的机械性能，可进行各种切削加工能，可进行各种切削加工 无须后固化处理无须后固化处理 无须设计和制作支撑结构无须设计和制作支撑结构 603.3.薄片分层叠加成形薄片分层叠加成形v二、特点

34、二、特点 优点：优点：废料易剥离废料易剥离 制件尺寸大制件尺寸大 原材料价格便宜，原材料价格便宜，原型制作成本低原型制作成本低 设备可靠性高，寿命长设备可靠性高，寿命长。613.3.薄片分层叠加成形薄片分层叠加成形v二、特点二、特点 缺点：缺点：不能直接制作塑料工件不能直接制作塑料工件 工件的抗拉强度和弹性不够好工件的抗拉强度和弹性不够好工件易吸湿膨胀工件易吸湿膨胀 工件表面有台阶纹工件表面有台阶纹。623.3.薄片分层叠加成形薄片分层叠加成形v三、工艺过程三、工艺过程 分分层层叠叠加加前前处处理理后后处处理理STL文件文件 切片处理切片处理 设置工艺参数设置工艺参数 基底制作基底制作 原型制

35、作原型制作 余料去除余料去除 表面质量处理表面质量处理 提高强硬度处理提高强硬度处理 激光激光切割切割速度速度加热加热辊温辊温度度 切片切片软件软件精度精度 切碎切碎网格网格尺寸尺寸 634.4.熔丝堆积成形熔丝堆积成形 v一、熔丝堆积成形的基本原理一、熔丝堆积成形的基本原理主动辊主动辊从动辊从动辊导向套导向套喷头喷头基底或工作台基底或工作台制件制件644.4.熔丝堆积成形熔丝堆积成形 v二、熔丝堆积成形的特点二、熔丝堆积成形的特点优点优点系系统统构构造造原原理理和和操操作作简简单单，维维护护成成本本低低，系统运行安全。系统运行安全。可可以以使使用用无无毒毒的的原原材材料料，设设备备系系统统可

36、可在在办办公环境中安装使用公环境中安装使用用用蜡蜡成成形形的的零零件件原原型型，可可以以直直接接用用于于失失蜡蜡铸造。铸造。654.4.熔丝堆积成形熔丝堆积成形 v二、熔丝堆积成形的特点二、熔丝堆积成形的特点优点优点可可以以成成型型任任意意复复杂杂程程度度的的零零件件，常常用用于于成成型具有很复杂的内腔、孔等零件型具有很复杂的内腔、孔等零件原原材材料料在在成成型型过过程程中中无无化化学学变变化化，制制件件的的翘曲变形小。翘曲变形小。原材料利用率高，且材料寿命长。原材料利用率高，且材料寿命长。支撑去除简单，无需化学清洗，分离容易支撑去除简单，无需化学清洗，分离容易。664.4.熔丝堆积成形熔丝堆积成形 v二、熔丝堆积成形的特点二、熔丝堆积成形的特点缺点缺点成形件的表面有较明显的条纹成形件的表面有较明显的条纹。沿成形轴垂直方向的强度比较弱。沿成形轴垂直方向的强度比较弱。需要设计与制作支撑结构。需要设计与制作支撑结构。需需要要对对整整个个截截面面进进行行扫扫描描涂涂覆覆，成成形形时时间间较长。较长。67