Rapid prototype
1. Common techniques
Keywords : CNC, EDM, SLA, SLS,LOM, FDM, 3D-printing, polyjet, RIM, Injection Mould Tooling? , Vacuum Casting
-
Format -STL
Subtractive?? 减少型
1.? Milling / CNC high speed milling /HSM?? 高速切削
- final graduation project (car)
- Materials -Foam(usually)
- 5-Axes/ 3-Axes
- Accessibility problems
2.? EDM /ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING?? 电火花加工 过时了
模具的复杂型面、深窄小型腔、尖角、窄缝、沟槽、深坑等处的加工,EDM有其无可比拟的优点
Additive?? 添加型
- Polymerization Curing???????????????????????????? 聚合烧结
- Laser sintering 以下为两种激光烧结快速成型技术
3.? Stereo Lithography / Stereolithography Apparatus / SLA? /????????? 激光烧结
用途:电子及通讯类产品等精细产品
材料:光敏树脂resin
SLA的工艺主要是利用激光一层一层的烧结光敏树脂, 照到的地方固化, 堆积成一个产品,因此对于一些筋位,螺丝柱等都做得比较准确, 比起CNC有很大的优势。
优缺点是:
- 表面质量较好;
- 成型精度较高,精度在0.1mm(国内SLA精度在0.1—0.3mm之间,并且存在很大的波动性);
- 系统分辨率较高。
- 结构不能受理
- 材料比较软,随着时间增加, 一般SLA件都会越来越软, 而且一般尺寸都发生比较大会偏差。
- 圆会不像圆
4.? Selective Laser Sintering /Laser Sintering? SLS 粉末成型
适用性
- 机械、交通类结构部件 ,
- 对材料的物理特性有特定的要求,如强度、耐温性、密封性、透光性等。可以通过组合应用不同的RP 工艺、快速制模工艺和成形材料来实现。
优点是:
- 与其他工艺相比,能生产较硬的。 强度非常高, 尼龙粉末层烧结
- 可以采用多种原料,包括类工程塑料、蜡、金属、陶瓷等。
- 零件的构建时间较短,可达到1in/h高度。
- 无需设计和构造支撑。
缺点是:
- 有激光损耗,并需要专门实验室环境,使用及维护费用高昂。
- 需要预热和冷却,后处理麻烦;
- 精度不高。成型表面粗糙多孔,并受粉末颗粒大小及激光光斑的限制。 一般都要人手打磨修正部分尺寸, 喷玻璃珠,喷灰,喷油等后加工, 经过这些加工后, 产品的外观也OK了
- 需要对加工室不断充氮气以确保烧结过程的安全性,加工成本高。
- 成型过程产生有毒气体和粉尘,污染环境。
5.?? Filament Extrusion? /Fused Deposition Modeling??? 细丝挤出
优点:
1、 制造系统可用于办公环境,没有毒气或化学物质的危险。
2、 工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、 可快速构建瓶状或中空零件。
4、 原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。
5、 原材料费用低,一般零件均低于20美元。
6、 可选用多种材料,如可染色的ABS和医用ABS、PC、PPSF等。
缺点:
1、 精度低。精度相对国外SLA工艺较低,{zg}精度0.127mm。
2、 速度较慢。
尽管SLA技术可以建造小到0.08 (Viper si2机种)或0.25 mm (所有机种),以及PolyJet技术可以建造小到0.04mm,几乎很少原型会用到这些极小值的优势来作最小的细节。考虑到材料属性,通常发现SLA技术与PolyJet技术的原型常用最小特征尺寸为0.5mm。FDM技术的最小特征尺寸相等于或是优于SLS技术的0.6到 0.8 mm。由于材料属性相似于注塑成型的ABS或是polycarbonate,FDM技术可以给予功能性特征尺寸在0.4到 0.6 mm范围中。
6.?? 3D Printing?????????????????????????????????????????? 3D打印
- printing uses standard inkjet printing technology to create parts layer-by-layer by depositing a liquid binder onto thin layers of powder.
- This 3D printing system produces high-definition, full-colour prototypes quickly and affordably.
Subtractive?? & Additive
7.?? Layered Object Manufacturing /Laminated Object Manufacturing 箔材叠层实体制作?? LOM
LOM快速原型技术的优点是:
- 成型速度较快,由于只需要使激光束沿着物体的轮廓进行切割,无需扫描整个断面,所以成型速度很快,因而常用于加工内部结构简单的大型零件。
- 无需设计和构建支撑结构。
LOM快速原型技术的缺点是:
- 有激光损耗,并需要专门实验室环境,维护费用高昂;
- 可实际应用的原材料种类较少,尽管可选用若干原材料,例如纸、塑料、陶土以及合成材料,但目前常用的只是纸,其他箔材尚在研制开发中;
- 必须进行防潮处理,纸制零件很容易吸湿变形,所以成型后必须立即进行树脂、防潮漆涂覆等后处
- 难以构建形状精细、多曲面的零件,xx于结构简单的零件。
- 废料去除困难,所以该工艺不宜构建内部结构复杂的零件。
- 当加工室的温度过高时常有火灾发生。因此,工作过程中需要专职人员职守。
8.??? Deformation
Incremental Forming????????????????????????????????????? 增量变形
Laser forming?????????????????????????????????????????????? 激光变形
2. 其他快速成型技术
其中IMT,VC, RIM可以用小批量制造
9.?? Injection Mould Tooling? 快速模具
Benefits of low volume injection moulding?? 小批量快速模具制造, 用于小批量生产, 预生产 pre-production
Aluminium mould: low volume production for EIA Electronics
- Low investment costs
- Short lead-times (from 3 weeks)
- Up to 10, 000 parts from a single mould tool
- Parts in real plastics
10.?? PolyJet
Objet’s patented PolyJet inkjet technology works by jetting state of the art photopolymer materials in ultra-thin layers (16μ) onto a build tray layer by layer until the part is completed.
Some good reasons to choose PolyJet:
- Visual models with fine details & smooth surfaces
- Rubber-like prototypes
- Multi-material parts
- Parts to match specific Shore A values
- Masters for copying techniques (vacuum casting)
- SLA同样精度的技术
11.??? Vacuum Casting
- additive techniques
- manufacture of components and small series in silicone moulds
- Products made in silicone moulds have a quality comparable to the final product, which makes them especially suitable for fit and function testing and marketing purposes.
- Vacuum casting is a copying technique typically used for the production of small series (10 to 20) of functional plastic prototypes.
小批量的复膜(10~20) 需要一个master模型,然后制作复膜, 然后就可以小批量制作需要的模型, 材料限制硅胶
12.??? Reaction Injection Moulding????????????????????????? RIM
- We have developed extensive knowledge in automotive products, especially in interior trim.汽车内饰
- when they are in need of a small number of copies in polyurethane or large complex parts.小数量的大复杂件的拷贝
- the low cost and the fast availability of the parts, R.I.M. is a flexible solution for re-ordering.低价速度快
- low weight 材料轻
这种方法所用原料不是聚合物,而是将两种或两种以上液态单体或预聚物,以一定比例分别加到混合头中。由于所用原料是液体,用较小压力即能快速充满模腔,所以降低了合模力和模具造价,特别适用于生产大面积制件。
因而同注射成型法相比,具有如下特点:
- 真空状态加料,加工工艺清洁;
- 成型温度低,节省能原消耗;
- 成型压力低,低于1.0Mpa,成型设备和模局具的造价低,可大批量生产;适合小批量生产
- 可先加予埋件,成型品的边脚余料少,节省资源;
- 模具制造容易,特型、大型、复杂型部件可随意成型;
- 应用领域非常广泛,如汽车制造业的汽车外覆盖件等大型塑件、各种零部件;电器制造业的电视机、计算机、控制台外壳等;民用建筑方面用来成型家具、仿木制品以及管道、冷藏器、热水锅炉、冰箱等的隔热材料。
- 设计自由,壁厚悬殊的产品可整体成型
- 大大降低开模成本和开模周期
- 产品表面质量高,涂装性能好且可模内漆涂装
- 可成型发泡或弹性的零件
- 可预埋镶嵌件
- 大型壁厚和有壁厚悬殊的产品时,几乎没有表面缩痕,其用在生产外壳类和面板类的产品时非常有优势
缺点:能用于注射反应成型(RIM)的原料有限。因为是合成反应的材料
模具制造一半然后镜像
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Comparison
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SERVICES
EUROPE
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- TUD???? – CNC,
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work flows
其他链接
- Stereolithography??? SLA
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- Laser Sintering? SLS
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