选择性激光烧结快速自动成型.doc

选择性激光烧结快速自动成型(SLS—RapidPrototyping)技术是先进制造技术的重要组成部分,它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代技术成果。与传统制造方法不同,快速成型制造从零件的CAD模型出发,通过软件分层和数控成型系统,用激光束或其它方法将材料堆积而形成实体零件。即将复杂的三维制造转化成一系列的二维制造的叠加,因而可以在不用模具和传统刀具的条件下生成几乎任意形状的零部件,极大地提高了生产效率和制造柔性。虽然由于成型材料的不同,成型件的强度和精度较低,很难直接作为最终零件或模具使用,但可以作为样件或模具的母模使用。当然直接制造模具的快速成型设备也有了初步的发展,本文重点讲述的是快速成型制造模具母模的技术。快速成型制模技术可以大大降低制模的成本,缩短模具的制造周期,增强产品的市场竞争力。目前该技术已经广泛应用于航空航天、汽车摩托车、科学研究、医疗、家电等领域。1SLS原理快速成型技术根据成型材料的不同可以分为立体印刷成型(热固性光敏材料)、选择性激光烧结(石蜡、金属、陶瓷粉末)、熔融沉积造型(石蜡、塑料、低熔点金属)和分层实体制造(纸、金属带、塑料膜)。本文介绍的是选择性激光烧结成型,用于成型加工的机器是从北京隆源购进的AFS320快速成型机。选择性激光烧结成型的原理是首先生成一个产品的三维CAD模型或曲面模型文件,将其转换成STL格式,再从STL文件“切”出设定厚度的一系列片层,或者直接从CAD文件切出一系列的片层,这些片层按次序累积起来便是所涉及零件的形状。如图1所示,整个成型过程是在成型活塞筒内完成。在成型活塞筒的一侧有一个供粉活塞筒。成型步骤如下:图1AFS320快速成型机原理首先,供粉活塞上移一定量。铺粉滚轮将粉末(PSB)均匀地铺在加工平面上。激光器发出激光,计算机控制激光器的开关及扫描器的角度,使得激光束以一定的速度和能量密度在加工平面上扫描。激光器的开与关以及扫描器的角度是与待成型的零件的片层的第一层信息相关。激光束扫过之处,粉末烧结成一定厚度的片层,未扫过的地方仍然是松散的粉末,这样零件的第一层就制造出来了。这时,成型活塞下移一定距离,这个距离等于待成型零件的切片厚度,而供粉活塞上移一定量(上移的量与模型的切出的片层厚度有关,一般是略大于片层厚度)。铺粉滚轮再次将粉末铺平后,激光束依照零件的片层的第二层信息加工。激光扫过之后,所形成的第二个片层也烧结在第一层上,如此反复,一个三维实体就叠加制造出来了。2成型零件数据处理成型零件要经过数据转换与处理。处理的软件分别有:三维CAD造型软件(如PRO/E、SolidWorks、SolidEdge或UG等)、数据转换与处理软件()和监控软件(AFSWin)。造型软件都是市场上已有的,主要负责成型零件的几何造型,然后将创建的零件模型输出为STL格式。,并进行一些数据处理与参数设置。,三维造型软件创建的模型需要进行格式转换导出为STL格式,因此有可能会造成部分数据的丢失,MAG-,如发现模型中有错误或存在面的缺损,则需要进行错误修复与模型修补。因为零件是在高温下烧结成型的,成型以后回到常温下,零件都