FDM熔融成型制造.ppt

FDM快速成形的系统组成 硬件系统硬件系统由机械系统和控制系统组成 机械系统 机械系统由运动 喷头 成形室 材料室 等单元组成 多采用模块化设计 各个单元相互独立 运动单元只完成扫描和喷头的升降动作 且运动单元的精度决定了整机的运动精度 加热喷头在计算机的控制下 根据产品零件的截面轮廓信息 作X Y平面运动和高度Z方向的运动 成形室用来把丝状材料加热到熔融态 材料室用来储存FDM用的材料 控制系统 由控制柜与电源柜组成 用来控制喷头的运动以及成形室的温度 软件系统 软件系统由几何建模和信息处理组成 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 几何建模 信息处理 几何建模单元是设计人员借助三维软件 如Pro E UG等 来完成实体模型的构造 并以STL格式输出模型的几何信息 信息处理单元主要完成STL文件处理 截面层文件生成 填充计算 数控代码生成和对成形系统的控制 供料系统 由马达驱动橡胶辊子 从而将丝料送入成形喷头 熔融沉积快速成型制造设备 研究熔融沉积制造 FDM 设备工艺的单位主要有美国的Stratasys公司 MedModeler公司以及国内的清华大学等 Stratasys公司的SLS技术在国际市场上所占比例最大 ScottCrump在1988年提出了熔融沉积 FDM 的思想 并于1991年开发了第一台商业机型Stratasys公司于1993年开发出第一FDM1650 台面为250mm 250mm 250mm 机型 Stratasys公司的FDM 1650机型 Stratasys公司的FDM Quantum机型 Stratasys公司又先后推出了FDM FDM 和FDM 机型 其中FDM 的台面达 mm mm mm 引人注目的是 年Stratasys公司推出的FDM Quantum机型 最大成型体积为 mm mm mm 如图所示 由于采用了挤出头磁浮定位系统 可在同一时间独立控制两个挤出头 因此其成型速度为过去的 倍 Stratasys公司的FDM GenisysXs机型 Stratasys公司 年与MedModeler公司合作开发了专用于一些医院和医学研究单位的MedModeler机型 使用ABS材料 并于 年推出可使用聚脂热塑性塑料的Genisys型改进机型GenisysXs 其成体积达 mm mm mm Stratsys公司FDM成型机简介 RP系列Dimension系列 RP系列FDM快速成型机 RP系列FDM快速成型机是非常高性价比的快速成型机 所成型的材料是ABS 适用于各类工件的外观测试和装配测试 设备价格非常低廉 材料成本非常便宜 很适合对价格关注的用户 同时设备有配套的教学软件和模拟软件 特别适合高校使用 优点 塑料材料 材料强度好 设备价格非常低廉 材料成本非常便宜 很适合对价格关注的用户 适用于企业用户及高校教学机构 RP 460FDM快速成型机 设备参数型号RP460成型件最大尺寸 mm400 400 450成型件精度 mm 0 2驱动系统X与Y轴 伺服电机通过精密滚珠丝杠驱动 精密直线导轨导向Z轴 步进电机通过精密滚珠丝杠驱动 精密直线导轨导向R轴 步进电机直接驱动温控系统实时测温控制控制软件RP控制软件外部计算机要求普通PC机文件输入格式STL格式成型材料直径4mm的塑料丝电源220V50Hz 最大电流6A环境要求办公室环境 RP 460 特点 塑料材料 材料抗冲击性好 缺点是运行成本非常高 中大型加工尺寸设备价格高 做精细工件能力弱 适用于企业用户及科研要求的高校研究机构 不适合高校教学机构 DimensionFDM快速成型机 DimensionSST1200ESFDM快速成型机 全新的SST es系列于 年 月在美国发布 该机型由原先的BST 升级而成 BST es系列采用了Dimension系列产品中最高端的Elite所使用的ABSPlus为耗材 喷头 程控和电子系统较原来有了重大改进 所制作出的模型强度更高 已经基本可以达到注塑模型件的水平 设备参数系统尺寸 x x mm电源支持 V Hz Amin 建议使用 A V Hz Amin 建议使用 A 环境温度 空气湿度 网络接口 M自适应网络RJ 接口随机配件 DimensionSST es专用工具包ABSPlus专用模型料BST专用支撑料CatalystEX模型分析计算软件 打印设备 3D打印巨头Stratasys于2008年在纳斯达克上市 Mojo个人3D打印机 Mojo是美国Stratasys公司最新推出的产品 发布于2012年5月8日 全球统一发布 仍然是ABS材料 水溶性支撑 只是成型尺寸更小 价格更低 更适合个人或家庭及工作室使用 配合WaveWash55后处理系统 完美的办公室环境搭配 成型尺寸为12 7x12 7x12 7cm 层厚0 17mm Uprint桌面3D打印机 uPrintSE三维打印机以Stratasys专利技术FDM 熔融沉积成型 为动力 成千上万的设计工程师用它来测试他们的设计 它非常先进和强大 稳定的建模平台与CAD软件有着天衣无缝的合作 这就是其它三维打印机无法与之相提并论的原因 更厉害的是 您是选择出示平面图呢 还是一个人人可拿在手里欣赏的三维实物模型呢 经过每一次设计的迭代 uPrintSE将您的创意变成坚固的功能模型进行协作和测试 Dimension3D打印机 Dimension是Stratasys Inc 的一个事业部 是一家领先的 D打印 快速建模和直接数字制造系统生产商 其产品供应汽车 航空 工业 娱乐 电子 医疗等Dimension系统使设计工程师能够利用无需后化学处理 特殊通风或设施修改的办公室内RP系统 通过他们的工作站或网络将高性能工程材料制成结构高度复杂的模型 Fortus工业级3D打印机 Fortus3D产品系统可使用高性能的热塑性塑料制作最精确和最不易变形的快速原型件及真正的产品级零件 同时提供最大的成型尺寸和最快的成型速度 由于使用了最可靠的技术 最大的成型空间及比任何加材料系统都快的速度 Fortus提供超乎想象的功能和能力 即便使用相同的材料 Fortus3D产品级系统制作出的零件强度比使用STRATASYS的3D立体打印机制作出的零件的强度要高30 300 Fortus的高级技术使制作出产品的机械性能更精确 稳定和耐用 国内FDM设备 国内清华大学研制的融入挤压沉积成型 MeltedExtrusionModeling MEM 也有其独特的特点 MEM机型重于特殊的喷嘴和设备的开发 成卷轴状的丝质原材料是通过加热喷头挤出 原型在一个垂直上下游动的底座上逐层制造 MEM机型 采用先进的喷嘴设计 包括丝质材料加热 挤出 输入和控制 起停补偿和超前控制 保证了熔化材料的堆积精度 采用了先进的 独特的悬挂式装置 因而机床具有良好的吸振性能 扫描精度也大大提高 性能可靠 稳定性好 由于未采用激光 运行费用在所有的RP设备中是较低的 该设备无噪音 对环境无污染 熔融沉积快速成型技术的应用 FDM快速成型技术已被广泛应用于汽车 机械 航空航天 家电 通讯 电子 建筑 医学 玩具等产品的设计开发过程 如产品外观评估 方案选择 装配检查 功能测试 用户看样订货 塑料件开模前校验设计以及少量产品制造等 也应用于政府 大学及研究所等机构 用传统方法须几个星期 几个月才能制造的复杂产品原型 用FDM成型法无需任何刀具和模具 瞬间便可完成 FDM在Mizunos公司的应用 Mizuno是世界上最大的综合性体育用品制造公司 1997年1月 Mizuno美国公司开发一套新的高尔夫球杆 通常需要13个月的时间 FDM的应用大大缩短了这个过程 设计出的新高尔夫球头用FDM制作后 可以迅速地得到反馈意见并进行修改 大大加快了造型阶段的设计验证 一旦设计定型 FDM最后制造出的ABS原型就可以作为加工基准在CNC机床上进行钢制母模的加工 新的高尔夫球杆整个开发周期在7个月内就全部完成 缩短了40 的时间 目前 FDM快速原型技术已成为Mizuno美国公司在产品开发过程中起决定性作用的