激光加工技术-激光快速成型技术.ppt

1. 快速成型技术的基本工作原理是离散、堆积。,图7-22 立体光造型技术的原理示意图,7.5.1 激光快速成型技术的原理及主要优点,2.由于快速成型技术(包括激光快速成型技术)仅在需要增加材料的地方加上材料，所以从设计到制造自动化，从知识获取到计算机处理，从计划到接口、通讯等方面来看，非常适合于CIM、CAD及CAM，同传统的制造方法相比较，显示出诸多优点。,快速性、适合成型复杂零件、高度柔性、高度集成化,7.5.2 激光快速成型技术,1立体光造型技术,立体光造型技术的原理如图7-22所示，是典型的逐层制造法。,图7-23 选择性激光烧结技术基本原理示意图,7.5.2 激光快速成型技术,2选择性激光烧结技术,选择性激光烧结技术与立体光造型技术很相似，也是用激光束来扫描各原材料，但用粉末物质代替了液态光聚合物。选择性激光烧结技术的基本原理见图7-23所示。,图7-24 激光熔覆成型技术原理示意图,7.5.2 激光快速成型技术,3激光熔覆成型技术,激光熔覆成型技术原理图如图7-24所示，目前用此法制造出复杂截面变换器的零件外形的误差在0.5mm以内（图7-25）。,图7-25 激光熔覆的复杂截面变换器,4激光近型制造技术,激光近形制造技术(Laser Engineering Net Shaping，简称LENS)技术，将快速成型技术中的选择性激光烧结技术和激光熔覆成型技术结合了起来。激光近形制造技术的基本原理如图7-26所示。该系统主要由4部分组成：计算机、高功率激光器、多坐标数控工作台和送粉装置。,图7-26 激光近形制造技术的基本原理示意图,7.5.2 激光快速成型技术,4激光近型制造技术,（1） 计算机,用于建立待制作零件的CAD模型，将零件的CAD模型转换成STL文件，对零件的CAD模型进行切片处理，生成一系列具有一定厚度的薄层，并形成每一层薄层的扫描轨迹，以便控制多坐标数控工作台运动。,（2）高功率激光器,使用的是高达几千瓦到十几千瓦功率的CO2激光器，而不像选择性激光烧结技术中所用的CO2激光器只有50瓦。,（3）多坐标数控工作台,采用多坐标数控工作台的运动实现扫描：在工作台上的零件除能够沿着X,Y轴方向运动外，还可以绕X,Y轴转动。,（4）送粉装置,送粉装置是激光近形成型制造系统中非常重要并具有特点的一个部分。送粉装置性能的好坏决定了零件的制作质量。对送粉装置的基本要求是能够提供均匀稳定的粉末流。送粉装置有两种形式：侧向送粉装置和同轴送粉装置。,7.5.2 激光快速成型技术,5薄片叠层制造技术,薄片叠层制造技术是一种常用来制作模具的新型快速成型技术。其工作原理就是，首先用大功率激光束切割金属薄片。然后将多层薄片叠加，并使其形状逐渐发生变化，最终获得所需原型(模具)的立体几何形状（图7-27）。,图7-27 薄片叠层制造技术原理示意图,7.5.3 激光快速成型技术的重要应用,1用于制造复杂形状的零件,特别适合于在航天航空工业中制作大型带加强筋的整体薄壁结构零件。,2快速制造原型,可以在极短的时间内设计制造出零件的原型，进行外观、功能和运动上的考核，发现错误及时纠正，避免由于设计错误而带来的工装、模具等浪费。,3用于制造多种材料或非均质材料的零件,4用于制造活性金属的零件,由于激光快速成型制造能够提供良好的工作气氛环境，材料浪费少，所以可以用于加工活性金属(如钛、钨、镍等)及其他的特殊金属