熔融沉积快速成型FDM.ppt

熔融沉积快速成型目录一概念及简介1.2简介研究熔融沉积制造(FuesdDepostionModeling简称FDM)工艺的主要有Stratasys公司和MedModeler公司。这种技术以美国Stratasys公司开发的产品制造系统应用FDM-1650(台面为250mmx250mmx250mm)机型后，先后推出FDM-2000、FDM-3000和FDM-8000机型。FDM-1650引人注目的是1998年Stratasys公司推出的FDM-Quantum机型，最大成型体积为600mmx500mmx600mm。由于采用挤出头磁浮地位系统，可在同一时间控制两个挤出头，因此其造型速度为过去的5倍。FDM-Quantum机型Stratasys公司1998年与MedModeler公司合作开发了专用于医院和医学研究单位的MedModeler机型，使用ABS材料，并于1999年推出可使用聚酯热塑性塑料的Genisys型改进机型GenisysXs，其成型体积达305mmx203mmx203mmFDM-GenisysXs二工艺原理及过程FDM制造工艺原理熔融沉积快速成型工艺在原型制作时需要同时制作支撑，为了节省材料成本和提高沉积效率，新型FDM设备采用了双喷头。一个喷头用于沉积模型材料，一个喷头用于沉积支撑材料。一般来说，模型材料丝精细而且成本较高，沉积的效率也较低。而支撑材料丝较粗且成本较低，沉积的效率也较高。双喷头的优点除了沉积过程中具有较高的沉积效率和降低模型制作成本以外，还可以灵活地选择具有特殊性能的支撑材料，以便于后处理过程中支撑材料的去除，如水溶材料、低于模型材料熔点的热熔材料等。仿真动画2.2工艺过程1设计CAD三维模型设计人员根据产品的要求，利用计算机辅助设计软件设计出三维CAD模型。常用的设计软件有:Pro/Engineering，Solidworks，MDT，AutoCAD，UG等。2三维模型的近似处理用一系列相连的小三角平面来逼近曲面，得到STL格式的三维近似模型文件。许多常用的CAD设计软件都具有这项功能。3STL文件的分层处理由于快速成型是将模型按照一层层截面加工，累加而成的。所以必须将STL格式的三维CAD模型转化为快速成型制造系统可接受的层片模型。片层的厚度范围通常在0.025~0.762之间。4造型产品的造型包括两个方面:支撑制作和实体制作。5后处理快速成型的后处理主要是对成型进行表面处理。去除实体的支撑部分，对部分实体表面进行处理，使成型精度、表面粗糙度等达到要求。但是，成型的部分复杂和细微结构的支撑很难去除，在处理过程中会出现损坏成型表面的情况，从而影响成型的表面品质。于是，1999年STratasys公司开发出水溶性支撑材料，有效的解决了这个难题。目前，我国自行研发FDM工艺还无法做到这一点，成型的后处理仍然是一个较为复杂的过程。三FDM成型技术的特点用蜡成型的零件原型，可以直接用于熔模铸造。可以成型任意复杂程度的零件，常用于成型具有很复杂的内腔、孔等零件。原村料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形小。原材料利用率高，且材料寿俞长。支撑去除简单．无需化学清洗，分离容易。3.2FDM成型技术的缺点FDM工艺选用材料与其他几种快速原型工艺选用材料的比较四FDM快速成形的系统组成4.1.1机械系统4.1.2控制系统4.2软件系统4.2.1几何建模4.2.2信息处理如果根据STL文件判断出成形过程需要支撑的话，先由计算机设计出支撑结构并生成支撑，然后对STL格式文件分层切片，最后根据每一层的填充路径，将信息输给成形系统完成模型的成形。4.3供料系统五FDM的成型材料5.2主要材料六FDM快速成型技术的支撑FDM技术提供两种类型的支撑：1.WaterWorks(水溶性支撑):可以分解于碱性水溶剂的可溶解性支撑结构。2.BreakAwaySupportStructure(BASS)(易剥离性支撑):水溶性支撑的前身，由手工将支撑从工件表面剥离以移除。水溶性支撑因为可以不用考虑机械式的移除，所以可以接近于细小的特征，因而用的更广泛。七成型过程影响因素分析八气压式熔融沉积快速成型系统气压式熔融沉积快速成形系统的工作原理被加热到一定温度的低黏性材料（该材料可由不同相组成，如粉末-粘结剂的混合物），通过空气压缩机提供的压力由喷头挤出，涂覆在工作平台或前一沉积层之上。喷头按当前层面几何形状进行扫描堆积，实现逐层凝固。工作台由计算机系统控制X,Y,Z三维运动，可逐层制造三维实体和直接制造空间曲面。AJS系统主要由控制、加热与冷却、挤压、喷头机构、可升降工作台及支架机构6部分组成。其中控制用计算机配置有CAD模型切片软件和加支撑软件，对三维模型进行切片和诊断，并在零件的高度方向，模拟显示出每隔一定时间的一系列横截面的轮廓，加支撑软