光敏樹脂製作
1. 3d列印技術是什麼
3D列印技術是一種以數字模型為基礎,運用粉末、金屬、塑料等可粘合內材料,通過逐層增加材料、快容速成型的方式來構造物體的技術。它顛覆傳統製造模式,實現了製造從等材、減材到增材的重大轉變。區別於平面二維列印,實現了三個維度的堆砌作業程序,它的作業過程很像是一台澆灌機從操作台的底部,將列印材料一層層的噴塗起來,根據編輯好的程序,在X,Y,Z軸上將模型展現出來,這個過程的原理就像列印機噴墨一樣,所以俗稱3D列印技術。
(1)光敏樹脂製作擴展閱讀:
日常生活中使用的普通列印機可以列印電腦設計的平面物品,而所謂的3D列印機與普通列印機工作原理基本相同,只是列印材料有些不同,普通列印機的列印材料是墨水和紙張,而3D列印機內裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的「列印材料」,是實實在在的原材料,列印機與電腦連接後,通過電腦控制可以把「列印材料」一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。
2. 最近要寫關於先進製造論文, 誰能給一點有關快速成形技術的介紹 這是種什麼技術, 有什麼優勢
你這個選題很好.
快速成形, 英文是Rapid Prototyping, 是當代先進製造技術的一種. 快速成形技術是計算機輔助設計及製造技術、逆向工程技術、分層製造技術(SFF)、材料去除成形(MPR)材料增加成形(MAP)技術以及它們的集成. 通俗一點說, 快速成形就是利用在三維造型軟體中已經設計的數字三維模型, 通過快速成型設備(快速成形機), 製造實體的三維模型的技術.
快速成形技術有以下特點:
(1) 製造原型所用的材料不限,各種金屬和非金屬材料均可使用
(2) 原型的復制性、互換性高
(3) 製造工藝與製造原型的幾何形狀無關,在加工復雜曲面時更顯優越
(4) 加工周期短,成本低,成本與產品復雜程度無關,一般與傳統加工模型的工藝相比, 快速成形在製造費用上可以降低80%,加工周期可以節約70%以上
(5) 高度技術集成,可實現了設計製造一體化
曾經和目前仍然為主流的快速成形技術有以下幾種:
1、立體光刻技術 (SL/SLA)
SLA的工作原理是以液態光敏樹脂 (例如一種特殊的環氧樹脂)為造型材料,採用紫外激光器為能源:一種是氦一福激光器 (波長 325nm,功率15~50MW),另一種是氨離子激光器(波長351~365nm,功率 100~500MW ),激光束光斑大小為0.05~3mm。由CAD設計出三維模型後將模型進行水平切片,分成為成千上萬個薄層,生成分層工藝信息,按計算機所確定的軌跡,控制激光束的掃描軌跡,使被掃描區域內的液態光敏樹脂固化,形成一層薄固體截面後,升降機構帶動工作台下降一層高度,其上復蓋另一層液態光敏樹脂,接著進行第二層激光掃描固化,新固化的一層牢固地粘在前一層上,就這樣逐層疊加直到完成整個模型的製作。一般每個薄層的厚度0.07~0.4mm,模型從樹脂中取出後,進行最終硬化處理加以打光、電鍍、噴漆或著色等即可。
發展趨勢:穩步發展. SL/SLA技術的缺點在於材料成本和設備維護成本十分高昂。因為紫外激光器的使用壽命只能維持在1年左右, 同時作為成形材料的光敏樹脂也需要每年更換, 僅此兩項便需要每年50萬人民幣以上的維護成本. 此外, SL/SLA快速成形設備結構復雜, 零件眾多, 日常的維護保養也十分不易. 但是, 由於SL/SLA技術的成形精度非常高, 可以製造十分細小的模型或表面特徵, 這一項優勢似的SL/SLA技術仍然具有十分廣闊的應用前景.
2. 薄材疊層成形技術 (LOM)
薄材疊層成形技術是通過對原料紙進行激光切割與粘合的方式來形成零件的。其工藝是先將單面塗有熱熔膠的紙通過加熱輥加壓粘結在一起,此時位於其上方的激光器按照分層CAD模型所獲得的數據,將一層紙切割成所制零件的內外輪廓,然後新的一層紙再疊加在上面,通過熱壓裝置,將下面已經切割的層粘合在一起,激光再次進行切割。切割時工作台連續下降,切割掉的紙片仍留在原處,起支撐和固化作用,紙片的一般厚度為0.07~0.1mm。該方法特點是成形速率高,成本低廉。
發展趨勢:已經淘汰. LOM技術是快速成形技術發展過程中曾今為了尋找成本相對低廉, 精度相對合理的解決方案的一種嘗試性探索. 客觀而言, LOM設備的成形精度適中, 可以製造一些具有表面紋路的模型, 同時, 成形速度也相對較快. 但是, 由於LOM技術的材料利用率很低(10%-20%), 使得實際的材料成本並不便宜. 此外, LOM設備的穩定性和安全性也存在嚴重隱患, 在實際運行過程中, 紙質、木質和PVC材料在激光照射極易著火, 引起事故. 因此, 目前LOM技術在全世界范圍內已經幾乎停止使用.
3. 選區激光粉末燒結技術 (SLS)
選擇性激光燒結 (SLS)的成形方法是。在層面製造與逐層堆積的過程中,用激光束有選擇地將可熔化粘結的金屬粉末或非金屬粉末 (如石蠟、塑料、樹脂沙、尼龍等)一層層地掃描加熱,使其達到燒結溫度並燒結成形;當一層燒結完後,工作台降下一層的高度,鋪下一層的粉末,再進行第二層的掃描,新燒結的一層牢固地粘結在前一層上,如此重復,最後燒結出與CAD模型對應的三維實體。選擇性激光燒結 (SLS)突出的優點在於它是以粉末作為成形材料,所使用的成形材料十分廣泛,從理論上來說,任何被激光加熱後能夠在粉粒間形成原子間連接的粉末材料都可以作為SLS的成形材料。
發展趨勢:停滯不前.
4、熔融沉積成形技術 (MEM)
MEM的基本原理是:加熱噴頭在計算機的控制下,根據截面輪廓信息作X--Y平面運動和高度Z方向的運動,絲材 (如塑料絲、石臘質絲等)由供絲機構送至噴頭,在噴頭中加熱、熔化,然後選擇性地塗覆在工作台上,快速冷卻後形成一層截面輪廓,層層疊加最終成為快速原型。用此法可以製作精密鑄造用蠟模、鑄造用母模等。
發展趨勢:快速發展. MEM是在相對近期發展處的快速成形技術, 其有點在於安全性高, 設備穩定性高, 成形精度高而運行成本低. 因為含有特殊配方的ABS工程塑料本身的物理和化學性質, 使得MEM技術製作的模型具有很好的強度和韌度, 可以經受鍛造、鑽孔、打磨等高強度的測試. 加之ABS絲材成本相對低廉, 設備設計簡潔, 維護方便等優勢, 使得MEM技術目前後來居上, 成本工人的應用最廣泛的快速成形技術.
3. 激光快速成型的定義是什麼,主要是用於哪些方面
激光快速成型是利用激光束掃描金屬板材誘發的內部非均勻分布的熱應力,使板材發生局部塑性屈服,從而使板材產生一定角度的彎曲變形。
激光快速成型的應用
不斷提高激光快速成型技術的應用水平是推動激光快速成型技術技術發展的重要方面。目前,激光快速成型技術已在工業造型、機械製造、航空航天、軍事、建築、影視、家電、輕工、醫學、考古、文化藝術、雕刻、首飾等領域都得到了廣泛應用。並且隨著這一技術本身的發展,其應用領域將不斷拓展。激光快速成型技術的實際應用主要集中在以下幾個方面:
⑴在新產品造型設計過程中的應用激光快速成形技術為工業產品的設計開發人員建立了一種嶄新的產品開發模式。運用激光快速成型技術能夠快速、直接、精確地將設計思想轉化為具有一定功能的實物模型(樣件),這不僅縮短了開發周期,而且降低了開發費用,也使企業在激烈的市場競爭中佔有先機。
⑵在機械製造領域的應用由於激光快速成型技術自身的特點,使得其在機械製造領域內,獲得廣泛的應用,多用於製造單件、小批量金屬零件的製造。有些特殊復雜製件,由於只需單件生產,或少於50件的小批量,一般均可用RP技術直接進行成型,成本低,周期短。
⑶快速模具製造傳統的模具生產時間長,成本高。將激光快速成型技術與傳統的模具製造技術相結合,可以大大縮短模具製造的開發周期,提高生產率,是解決模具設計與製造薄弱環節的有效途徑。激光快速成形技術在模具製造方面的應用可分為直接制模和間接制模兩種,直接制模是指採用激光快速成型技術直接堆積製造出模具,間接制模是先制出快速成型零件,再由零件復製得到所需要的模具。同時激光快速成型在手板行業發揮了重要作用,在CNC加工的過程中經常會有產品結構因為有倒扣,CNC是無法加工的出來的,但是激光快速成型非常好的解決了這個問題。目前在珠三角用激光快速成型做手板的非常多,俗稱SLA手板。
⑷在醫學領域的應用近幾年來,人們對激光快速成型技術在醫學領域的應用研究較多。以醫學影像數據為基礎,利用激光快速成型技術製作人體器官模型,對外科手術有極大的應用價值。
⑸在文化藝術領域的應用在文化藝術領域,激光快速成形製造技術多用於藝術創作、文物復制、數字雕塑等。
⑹在航空航天技術領域的應用在航空航天領域中,空氣動力學地面模擬實驗(即風洞實驗)是設計性能先進的天地往返系統(即太空梭)所必不可少的重要環節。該實驗中所用的模型形狀復雜、精度要求高、又具有流線型特性,採用激光快速成型技術,根據CAD模型,由激光快速成型設備自動完成實體模型,能夠很好的保證模型質量。
⑺在家電行業的應用目前,激光快速成形系統在國內的家電行業上得到了很大程度的普及與應用,使許多家電企業走在了國內前列。如:廣東的美的、華寶、科龍;江蘇的春蘭、小天鵝;青島的海爾等,都先後採用快速成形系統來開發新產品,收到了很好的效果。快速成形技術的應用很廣泛,可以相信,隨著快速成形製造技術的不斷成熟和完善,它將會在越來越多的領域得到推廣和應用。
4. 3D列印技術原理
原理技術
日常生活中使用的普通列印機可以列印電腦設計的平面物品,而所謂的3D列印機與普通列印機工作原理基本相同,只是列印材料有些不同。
普通列印機的列印材料是墨水和紙張,而3D列印機內裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的「列印材料」,是實實在在的原材料,列印機與電腦連接後,通過電腦控制可以把「列印材料」一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。
通俗地說,3D列印機是可以「列印」出真實的3D物體的一種設備,比如列印一個機器人、列印玩具車,列印各種模型,甚至是食物等等。
之所以通俗地稱其為「列印機」是參照了普通列印機的技術原理,因為分層加工的過程與噴墨列印十分相似。這項列印技術稱為3D立體列印技術。
(4)光敏樹脂製作擴展閱讀:
3D列印(3DP)即快速成型技術的一種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層列印的方式來構造物體的技術。
3D列印通常是採用數字技術材料列印機來實現的。常在模具製造、工業設計等領域被用於製造模型,後逐漸用於一些產品的直接製造,已經有使用這種技術列印而成的零部件。
該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建築、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。
5. 立體光造型(SLA)技術是什麼
利用激光束掃描金屬板材誘發的內部非均勻分布的熱應力,使板材發生局部塑性屈服,從版而使板材權產生一定角度的彎曲變形。激光加熱彎曲成形是基於材料的熱脹冷縮特性,利用高能激光束掃描金屬薄板表面,在熱作用區產生強烈的溫度梯度,導致非均勻分布的熱應力,使金屬板材發生塑性變形的工藝方法。可以通過調整激光加工工藝參數來控制熱作用區域內變形的程度,從而控制薄板變形的大小和方向,最終實現無模成形。由於板材激光彎曲成形是一種無外力成形,因此成形中只需根據板材的形狀尺寸及成形工件的變形要求進行簡單的固定即可。由於板材激光彎曲成形對激光束的模式無特定的要求,因此成形在常規的切割、焊接等激光加工機上即可進行。板材激光彎曲成形的過程很簡單,但是影響激光成形的因素很多,不同的掃描軌跡和工藝參數組合能夠產生不同的成形效果和不同程度的變形量,工藝參數的選擇依賴於所要求的形狀和板材的幾何尺寸及材料的性能等。
6. 模具製造過程
現代模具製造技抄術朝著加快信息驅動、提高製造柔性、敏捷化製造及系統化集成的方向發展。 模具製造技術迅速發展,已成為現代製造技術的重要組成部分。如模具的CAD/CAM技術,模具的激光快速成型技術,模具的精密成形技術,模具的超精密加工技術,模具在設計中採用有限元法、邊界元法進行流動、冷卻、傳熱過程的動態模擬技術,模具的CIMS技術,已在開發的模具DNM技術以及數控技術等,幾乎覆蓋了所有現代製造技術。
7. 登上Science封面的3D列印到底是怎麼回事
UNC-Chapel Hill的研究人員在《科學》(Science)雜志上介紹了這種名為CLIP的新工藝,將其描述為「連續液態界面生產」。3D列印有兩個非常令人惱火的不足之處:一是要等待好幾個小時才能完成製作,二是列印出來的東西表面很粗糙,而這個新方法可以大大改進這兩個方面。 CLIP可以在相對很短的時間里列印出順滑的復雜物品,而且可以使用更多的材料來列印物品。
現有的3D列印工藝使用液態樹脂,在一個緩慢的過程中逐層打製作出物品:先列印一層,固化它,補充樹脂材料,然後再列印一層,周而復始,直到列印完成。而在CLIP工藝中,一個投影機從下方用紫外線顯示連續的、極薄的物品橫截面。紫外線在一缸液態樹脂中以橫截面方式硬化液體。與此同時,一台升降機不斷將成形的物體撈出樹脂缸。
CLIP列印機的關鍵之處位於樹脂缸的底部:那裡有一個窗口讓氧氣和紫外線通過。因為氧氣可以阻礙固化過程,缸底的樹脂連續形成一個「死區」,不會固化。而這個「死區」非常之薄,只有幾個紅細胞那麼厚。因此紫外線可以通過,並固化其上方沒有接觸氧氣的樹脂。不會有樹脂粘在缸底,而列印速度變得非常快,因為它不是在空氣中,而是在樹脂里列印的(在空氣中列印,由於氧氣存在,固化速度就會減緩)。當列印機撈起成形的物品時,吸嘴會往缸底添加低氧樹脂。
CLIP不僅大大加快了固化過程,同時也能列印出更順滑的3D物品。這種工藝不是等待3D物品一層層地固化,而是採取了連續列印的方式,製作出來的物品可以和注塑零件媲美。 CLIP的發明者還表示,他們可以生產更精細的物品——小於20微米(和丙烯酸纖維一樣厚)——而且可以使用彈性材料,以及某些 生物 材料。目前的大部分3D列印機都無法使用這些材料。此外,CLIP的列印過程看起來真的很炫酷——發明者甚至說,他們從電影《終結者2》中著名的液態金屬機器人T-1000那裡受到了啟發。
但最重要的是,這種新工藝大大提升了列印速度。 CLIP的發明者說,它列印物品的速度是老式3D列印方法的25到100倍。
CLIP正在申請專利,研究人員也正在一家名為Carbon3D的初創公司中研製採用這項工藝的設備。該公司計劃在今年年底前生產出CLIP列印機的商用版。目前我們尚不知道它的價格和技術規格,但我們預計,第一批Carbon3D設備的客戶會是那些亟需高品質快速原型製作設備的創業公司和研究機構。總而言之,Carbon3D的錢景非常看好。
8. 快速原型製造方法使用的場合有哪些
用快速原型制母模,澆注蠟、硅橡膠、環氧樹脂、聚氨酯等軟材料,可構成軟模具。例如,金屬與環氧樹脂的混合材料在室溫下呈膠體狀,能在室溫下澆注和固化,因此特別適合用來復制模具。用這種合成材料製造的注射模,其模具使用壽命可達50~5000件。用室溫固化硅橡膠製作注射模時,壽命一般僅為10~25件。採用硫化硅橡膠模作低熔點合鑄造時,模具壽命一般為200~500件。
用快速原型製作母模或軟模具與熔模鑄造、陶瓷型精密鑄造、電鑄、冷噴等傳統工藝結合,即可製成硬模具,能批量生產塑料件或金屬件。硬模具通常具有較好的機械加工性能,可進行局部切削加工,以便獲得更高的精度,並可嵌入鑲塊、冷卻部件和燒道等。
(1)硅膠模具 以原型為原樣件,採用硫化的有機硅橡膠澆注,直接製造硅橡膠模具,並且由於硅橡膠具有倒拔模斜度以及具有深凹槽的零件來說,製作澆注完成均可直接取出,這是其相對於其他模具的獨特之處。其工藝過程為:製作原型,對原型表面處理,使其具有較好的表面粗糙度→固定放置原型、模框,在原型表面塗脫模劑→將硅橡膠混合體放置在抽真空裝置中,抽出其中的氣泡,澆注硅橡膠混合體得到硅橡膠模具→硅橡膠固化→沿分型面切開硅橡膠,取出原型,即可得到硅橡膠。如發現模具具有少數的缺陷,可用新調配的硅橡膠修補。
(2)樹脂型復合模具 這種方法是以液態的環氧樹脂與有機或無機的材料復合作為基體材料,並以原型為基準澆鑄模具的一種制模方法。其工藝過程為:原型的製作及表面處理→設計製作模框→選擇和設計分型面→在原型表面刷脫模劑(包括分型面)→刷膠衣樹脂,目的是防止模具表面受摩擦、碰撞、大氣老化和介質腐蝕等,使得模具在實際使用中安全、可靠→澆注凹模→當凹模製造完成後,倒置,同樣需在原型表面及分型面上均勻塗脫模劑及膠衣樹脂→分開模具,在常溫下澆注的模具,一般1~2天基本固化定型,即能分模、取出原型、修模。
低於具有高耐熱性、高耐磨性的金屬樹脂來說,常溫固化的環氧樹脂常不能滿足要求,為此需先用高溫固化的環氧樹脂。這對於用光敏樹脂製作的原型來說,勢必帶來問題。因為其在70~80℃開始軟化,為此需用一個過渡模芯。過渡模芯常用環氧樹脂、石膏、硅橡膠、聚氨酯等,以石膏和硅橡膠模芯較多。這種環氧樹脂模具製造技術具有工藝簡單、模具傳導率高、強度高及型面不加工的特點,適宜於塑料折射模、薄板拉深模、吸塑膜和聚氨酯發泡成形模具。
(3)電弧噴塗模 以原型為樣模,將熔化金屬充分霧化後以一定的速度噴射到樣模表面,形成模具型腔表面,背襯充填復合材料,用填充鋁的環氧樹脂或硅橡膠支撐,將殼與原型分離,得到精密的模具,並加入澆注系統和冷卻系統等,連同摸架構成注射模具。其特點是工藝簡單、周期短;型腔及表面精細花紋一次同時形成;省去了傳統模具加工中的制圖、數控加工的熱處理等昂貴、費時的工序,不需機加工;模具尺寸精度高,縮短了周期,節約了成本。
(4)化學黏結陶瓷澆注型腔模具 其工藝過程為:用快速原型系統製作母模→澆注硅橡膠、環氧樹脂、聚氨酯等軟材料,構成軟模→移去母模,在軟模中澆注化學黏結陶瓷(CBC,陶瓷基合成材料)型腔→在205℃下固化CBC型腔→型腔表面拋光→加入澆注系統和冷卻系統等→小批量生產用注射模。這種化學黏結陶瓷型腔的壽命約為300件。
(5)用陶瓷或石膏模澆注塑鋼或鐵型腔 其工藝過程為:用快速原型系統製作母模→
澆注硅橡膠、環氧樹脂、聚氨酯等軟材料,構成軟模→移去母模→在軟模中澆注陶瓷或石膏模→澆注鋼或鐵型腔→型腔表面拋光→加工澆注系統和冷卻系統等→批量生產用注射模。
陶瓷型鑄造的優點在於工藝裝備簡單,所得鑄型具有極好的復印性和較小的表面粗糙度以及較高的尺寸精度。它特別適合於零件的小批量生產、復雜形狀零件的整體成形製造、工模具製造以及男加工材料成形。
(6)熔模鑄造法製造鐵/鋼模
①僅製作單件鐵/鋼型腔的工藝過程為:用快速原型系統製造母模→浸母模於陶瓷砂液,形成模殼→在爐中固化模殼,燒去母模→在爐中預熱模殼→在模殼中澆注鋼或鐵型腔→
型腔表面拋光→加入澆注系統和冷卻系統等→批量生產用注射模。
②製造多件鐵/鋼型腔的工藝過程為:用快速原型系統製造母模→用金屬表面噴鍍,或鋁基合成材料,硅橡膠、環氧樹脂、聚氨酯澆注法,構成蠟膜的成型模→在成形模中,用熔化蠟澆注蠟膜→進蠟膜於陶瓷砂液,形成模殼→在爐中固化模殼,熔化蠟膜→在爐中預熱模殼→在模殼總澆注鋼或鐵型腔→型腔表面拋光→加入澆注系統和冷卻系統等→批量生產用注射模。
它的優點在於可以利用原型製造形狀非常復雜的零件。
(7)化學黏結鋼粉澆注型腔模 其工藝過程為:用快速原型系統製造紙質母模→澆注硅橡膠、環氧樹脂、聚氨酯等軟材料,構成軟模→與母模分離→在軟模中澆注化學黏結鋼粉型腔,在爐中燒除型腔內的粘結劑,澆注鋼粉→型腔滲銅→型腔表面拋光→加入澆注系統和冷卻系統等→批量生產用注射模。
9. 什麼是3D列印
3D列印,即快速成型技術的一種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層列印的方式來構造物體的技術。