华中科技大学、西北工业大学：《先进制造技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 加工域活动中的先进工艺

先进制造技术 第二章加工域活动中的先进工艺

第二章 加工域活动中的先进工艺 先进制造技术

第二章目录 ★第一节生长型制造 ★第二节可持续制造技术 ★第三节虚拟制造技术 ★第四节精密超精密切削加工 ★第五节细微加工技术 ★第六节复杂刃形刀具与CNC机床集成加工技术 ★第七节生物制造 ★第八节精净成形工艺

第二章 目录 ★第一节 生长型制造 ★第二节 可持续制造技术 ★第三节 虚拟制造技术 ★第四节 精密超精密切削加工 ★第五节 细微加工技术 ★第六节 复杂刃形刀具与CNC机床集成加工技术 ★第七节 生物制造 ★第八节 精净成形工艺

第一节生长型制造 生长型制造( Material Increase manufacturing,MIM)又称为增材制造 ( Material Additive manufacturing,MAM)、快速原型制造( Rapid Prototyping Manufacturing,RPM或RP&M)、分层制造( Layered Manufacturing,LM)。这是20世纪80年代以来制造技术的一次重大突破 设计、加工的快速性; 产品的单价几乎与产品批量无关; 生长型制造的特 产品的造价几乎与产品的复杂性无关; 制造过程完全数字化 MIM与传统技术相结合,更具优势 可实现零件的少无切削 点 生产装备的柔性好 剩余材料可继续使用

生长型制造（Material Increase Manufacturing, MIM）又称为增材制造 （ Material Additive Manufacturing, MAM）、快速原型制造（Rapid Prototyping Manufacturing, RPM或RP&M）、分层制造（Layered Manufacturing, LM）。这是20世纪80年代以来制造技术的一次重大突破。 第一节 生长型制造 生 长 型 制 造 的 特 点 设计、加工的快速性； 产品的单价几乎与产品批量无关； 产品的造价几乎与产品的复杂性无关； 制造过程完全数字化 MIM与传统技术相结合，更具优势 可实现零件的少无切削 生产装备的柔性好 剩余材料可继续使用

第二章加工域活动中的先进工艺 生长型制造技术的典型工艺 1.立体光刻成形( Stereo- Lithography Apparatus,SLA) SLA技术是 Charles hu于1986年研制成功,1987年由3 D Systems公司商品化。 SLA的工艺是使用液相光敏树脂为成形材料,采用氦镉(HeCd)、氩离子 ( Argon)或固态(soid)激光器,利用光固化原理一层层扫描液相树脂,叠加 成形。 SLA中的激光器功率一般为10~200mW,波长320~370nm(UV波段)。 优点 SLA工艺 由于紫外激光波长短,可以得到很小的 的特点 聚焦光斑,从而得到较高的尺寸精度。 缺点: 有时需要辅助支撑结构;翘曲变形大; 成本较高;材料有污染

第二章 加工域活动中的先进工艺 一、生长型制造技术的典型工艺 1. 立体光刻成形（Stereo-Lithography Apparatus, SLA） SLA技术是Charles Hull于1986年研制成功，1987年由3D Systems公司商品化。 SLA的工艺是使用液相光敏树脂为成形材料，采用氦镉（HeCd）、氩离子 （Argon）或固态（solid）激光器，利用光固化原理一层层扫描液相树脂，叠加 成形。 SLA中的激光器功率一般为10～200mW，波长320～370nm（UV波段）。 SLA工艺 的特点 优点： 由于紫外激光波长短，可以得到很小的 聚焦光斑，从而得到较高的尺寸精度。 缺点： 有时需要辅助支撑结构；翘曲变形大； 成本较高；材料有污染

第二章加工域活动中的先进工艺 激光器及 液态光敏 扫描系统 聚合物 刮刀 升降臂 液面 工件一 液槽 可升降 工作台 液态光敏聚合物选择性固化成形机的原理图

第二章 加工域活动中的先进工艺

第二章加工域活动中的先进工艺 cn. plasticmould

第二章 加工域活动中的先进工艺

第二章加工域活动中的先进工艺 2.选择性激光烧结( selective laser sintering,SLS) SLS技术是 C.R. Deckard于1989年研制成功,1992年由DTM公司推出商品化 产品。SLS原理与SLA十分相似,其主要区别是SLS使用的是粉末状的材料。 目前,可用于SLS技术的材料有四类:金属类、陶瓷类、塑料类和复合材料 类 SLS采用二氧化碳类红外激光对已预热(或未预热)的粉末一层层地扫描加 热,使其达到烧结温度,最后烧结出由金属或塑料制成的立体结构 可直接成形金属零件; SLS工艺 材料来源广泛; 的特点 精度一般; 不需加支撑

第二章 加工域活动中的先进工艺 2. 选择性激光烧结（selective laser sintering, SLS） SLS技术是C.R.Deckard于1989年研制成功，1992年由DTM公司推出商品化 产品。SLS原理与SLA十分相似，其主要区别是SLS使用的是粉末状的材料。 目前，可用于SLS技术的材料有四类：金属类、陶瓷类、塑料类和复合材料 类。 SLS采用二氧化碳类红外激光对已预热（或未预热）的粉末一层层地扫描加 热，使其达到烧结温度，最后烧结出由金属或塑料制成的立体结构。 SLS工艺 的特点 可直接成形金属零件； 材料来源广泛； 精度一般； 不需加支撑

第二章加工域活动中的先进工艺 扫描镜 激光器 激光束 平整辊 工作台 粉末

第二章 加工域活动中的先进工艺 激光器 粉末 平整辊 扫描镜 激光束 工作台

第二章加工域活动中的先进工艺 3.分层实体制造( laminated object manufacturing,LOM) LOM技术是美国 Helisys公司的 Michael feygin于1987年研制成功。LOM技术 采用专用滚筒纸,由加热辊筒使纸张加热联接,然后用激光将纸切断,待加热辊 筒自动离开后,再由计算机控制的激光束按三维实体模型每个截面轮廓线对纸进 行切割,逐步得到各个轮廓,激光将纸张裁切成层面要求形状,并将其粘结形成 快速原型 材料适应性强,如纸、金属箔、塑料、复合材料等; 不需加支撑; LOM工艺 零件内部应力小,变形小; 的特点 制造速度快; 易于制造大型零件; 层间结合紧密性差

3. 分层实体制造（laminated object manufacturing, LOM） LOM技术是美国Helisys公司的Michael Feygin于1987年研制成功。LOM技术 采用专用滚筒纸，由加热辊筒使纸张加热联接，然后用激光将纸切断，待加热辊 筒自动离开后，再由计算机控制的激光束按三维实体模型每个截面轮廓线对纸进 行切割，逐步得到各个轮廓，激光将纸张裁切成层面要求形状，并将其粘结形成 快速原型。 第二章 加工域活动中的先进工艺 LOM工艺 的特点 材料适应性强，如纸、金属箔、塑料、复合材料等； 不需加支撑； 零件内部应力小，变形小； 制造速度快； 易于制造大型零件； 层间结合紧密性差

第二章加工域活动中的先进工艺 Optics X-Y postioning avel outline and crosshatch Laminating Roll Take-up Sheet Roll Material Part Block PlatforM Material Supply Roll

第二章 加工域活动中的先进工艺