《特种加工技术》-第7 章

7.1快速成形技术概述7.1.1快速成形技术的概念和原理快速成形制造技术（RapidPrototyping&Manufacturing）是20世纪80年代问世并迅速发展起来的一项崭新的制造技术，是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体技术的总称。它是机械工程、CAD、NC、激光技术、材料技术等多学科的综合渗透与交叉的体现，能自动、快速、直接、准确地将设计思想固化为具有一定功能的原型，或直接制造出零件，从而可以对产品设计进行快速评价、修改，响应市场需求，提高企业的竞争能力。快速成形制造技术的出现，反映了现代制造技术本身的发展趋势和激烈的市场竞争对制造技术发展的重大影响。下一页返回7.1快速成形技术概述可以说快速成形制造技术是近30年来制造技术领域的一次重大突破。快速成形技术利用所要制造零件的二维CAD/CAM模型数据直接生成产品原型，并且可以方便地修改CAD/CAM模型后重新制造产品原型。因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。该技术已经广泛应用于航空、汽车、通信、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型、建筑模型、机械行业等领域。快速原型（RapidPrototyping，RP）是快速成形（即快速制造）大家族中最早出现并发展的一种技术。上一页下一页返回7.1快速成形技术概述在快速原型技术飞速发展的背景下，许多学者试图用更为宽泛的学术概念及更为明确的工程内容来命名这一领域。芬兰快速成形学者Dr．JukkaTuomi建议将一切基于离散-堆积成形原理的成形方法统称为快速制造，再根据各种方法的特点冠以不同的名称，即快速原型制造（RapidPrototypingManufacturing，RPM），快速工具制造（RapidToolingManufacturing，RTM）、快速模具制造（RapidMoldManufacturing，RMM）、快速生物模具制造（RapidBiologicalMoldManufacturing，RBMM）、快速支架制造（RapidScaffoldManufacturing，RSM）。上一页下一页返回7.1快速成形技术概述快速制造（快速成形）是快速原型制造向功能性零件制造方向发展的结果，是一类先进制造技术的总称，其本质与快速原型技术是相同的，由此可得出快速制造的定义：由产品三维模型数据直接驱动，组装（堆积）材料单元而完成任意复杂三维实体（不具有使用功能）的科学技术总称。其基本过程是首先完成被加工件的计算机三维模型（数字模型、CAD模型），然后根据工艺要求，按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元，通常在Z方向将其按一定厚度进行离散（分层、切片），把原CAD三维模型变成一系列层片的有序叠加；再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生成数控代码；最后由成形机完成一系列层片制造并实时自动将它们连接起来，得到一个三维物理实体。上一页下一页返回7.1快速成形技术概述这样就将一个复杂的三维加工转变成一系列二维层片的加工，大大降低了加工难度，这就是所谓的降维制造。由于成形过程为材料标准单元体的叠加，成形过程无须专用刀具和夹具，因而成形过程的难度与待成形物理实体形状的复杂程度无关，其技术原理与基本过程如图7-2

和图7-3所示。尽管RapidPrototyping的英文原义是指快速原型，常简写为“RP”，已成为学术界和工业界的专用术语，但它并不仅仅指快速原型，而是代表了一种成形概念，泛指快速成形过程，快速成形工艺方法和相应的软件、材料、设备及整个技术链，即RP已被公认为是泛指快速成形或快速成形制造。上一页下一页返回7.1快速成形技术概述由于快速制造已用RM（RapidManufacturing）代表，故RP不具有快速制造之意。本书中，成形的“形”不用“型”而用“形”，其意非指模型、型腔等，而是指有形的物体，成形寓意为形成三维实体。在工程上，经常混淆RP、RPM原型与RM原型。事实上，它们在学术上是有明确的含义的。如果原型仅用来对设计进行评价，即原型仅具备对设计评价的功能，此类原型应称为RP或RPM原型；当原型具备了非评价功能，如用来翻制模具或金属零件或陶瓷型等，此类原型就应称为RM原型了。7.1.2快速成形技术的特点上一页下一页返回7.1快速成形技术概述快速成形技术的出现，开辟了不用刀具、模具而制作原形和各类零部件的新途径。从理论上讲，快速成形技术可以制造任意复杂形状的零部件，原料的利用率可达100%。目前在工业应用中，采用专门的快速成形设备，最高精度可达到0.01mm，生产周期为每件数小时至每件数十小时。快速成形技术的出现，创立了产品开发研究的新模式，使设计师以前所未有的直观方式体会设计的感觉并迅速得到验证，检查所设计产品的结构、外形，从而使设计、制造工作进入了一个全新的境界。快速成形技术具有以下几个基本特点：（1）由CAD模型直接驱动。上一页下一页返回7.1快速成形技术概述（2）可以制造具有任意复杂形状的三维实体。（3）快速成形设备是无须专用夹具或工具的通用机器。（4）成形过程中无须人工干预或较少干预。（5）快速成形使用的材料具有多样性。7.1.3快速成形技术的发展历程快速成形技术的概念大约出现在20世纪70代末，而实际上采用分层制造原理堆积三维实体的思维雏形最早可追溯到19世纪。早在1892年，美国的J.E.Blanther在其申校的专利中就提出采用分层制造法构成地形图。上一页下一页返回7.1快速成形技术概述1902年，CarloBease在其申校的专利中提到采用光敏聚合物制造塑料件的原理，这是光固化快速成形技术的初始设想。而PaL.Dimatteo在其1976年的美国专利中明确提出，先用轮廓跟踪器将三维物体转化为二维轮廓薄片，然后用激光切割使这些薄片成形，再用螺钉、销钉将一系列薄片连接成三维物体。这些设想和现代的叠层实体制造（LaminatedObjectManufacturing，LOM）技术的原理极为相似。1979年，日本的Nakagawa教授开始采用分层制造技术制作实际的模具。上一页下一页返回7.1快速成形技术概述上述的专利虽然提出了快速成形技术的基本原理，但是还很不完善。20世纪70年代末到80年代初，美国的AlanJ.Hebert、日本的小玉秀、美国UVP公司CharelesW.Hull等人相继独立地提出了快速原型概念。20世纪80年代，激光技术得到了高速的发展，高质量的激光束为材料快速固化提供了先决条件，第一个快速成形工艺就是利用当时先进的激光技术来实现光固化树脂的逐点、逐层胶连固化而成形。CharelesW.Hull在美国UVP公司的支持下，完成了一个自动三维成形装置SterolithographyApparatus-1（SLA-1），1986年该系统获得了专利，这成为快速成形技术发展的一个里程碑。目前美国3DSystems公司为激光固化快速成形系统最大的生产和研究厂家。上一页下一页返回7.1快速成形技术概述激光选区烧结（SelectiveLaserSintering，SLS）是由美国德克萨斯州大学奥斯汀分校的CarlR.Deckard于1986年提出的，采用激光束烧结粉末而成形，并获得了专利，1988年研制成功了第一台SLS成形机，后由美国B.F.Coodrich公司投资的DTM公司将其商业化，推出SLSModel125成形机，随后推出了Sintersation系列成形机。在随后的近30年的时间里，各国的研究学者在SLS技术的成形工艺、方法、材料、成形效率、精度控制及其应用方面进行了大量的理论、实验研究和商业化开发工作。上一页下一页返回7.1快速成形技术概述叠层实体制造（LaminatedObjectManufacturing，LOM）是快速原型技术中早期发展的技术之一。该工艺由美国的MichaelFeygin首先提出，即用激光束切割簿材（如纸材）而层层粘接成形，于1985年获得了专利，并由HelisysInc．公司于1991年推出LOM1015、LOM2030两种型号的成形机。直接将材料（如塑料、蜡等）熔化并挤压喷出堆积成形，称为熔融沉积成形（FusedDepositionModeling，FDM）工艺，是众多快速成形工艺中发展速度最快的工艺之一，1992年美国的S.ScottCrump获得了FDM工艺的第一个专利。上一页下一页返回7.1快速成形技术概述美国麻省理工学院（MIT）的E.M.Sachs博士提出用喷射黏合剂微滴粘连铺平粉层的粉末，实现局部的固结，逐层制造而获得三维实体模型的三维打印工艺3DP（ThreeDimensionPrinting）。E.M.Sachs于1993年获得专利。ZCorp.和Soligen等许多公司购买了3DP的专利权。上一页下一页返回7.1快速成形技术概述我国于20世纪90年代初先后有武汉华中科技大学快速制造中心、陕西省激光快速成形与模具制造工程研究中心、西安交通大学先进制造技术研究所、北京隆源自动成形系统有限公司、北京清华大学殷华实业有限公司等在快速成形工艺研究、成形设备开发、数控处理及控制软件、新材料的研发等方面做了大量卓有成效的工作，赶上了世界发展的步伐并有所创新，现已开发研制出系列化的快速成形商品化设备并可订购，并定期举办快速成形技术培训班。中国机械工程学会下属的特种加工学会于2001年增设了快速成形专业委员会，以开展快速成形技术的普及和提高工作。上一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用7.2.1SLA工艺1．SLA工艺的基本原理SLA又称为立体光刻、光成形等，是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。这种液态材料在一定波长（λ

=325nm）和功率（P=30mW）的紫外激光的照射下能迅速发生光聚合反应，分子量急剧增大，材料也就从液态转变成固态。图7-4为SLA工艺原理图。液槽中盛满液态光敏树脂，激光束在偏转镜作用下，在液体表面上扫描，扫描的轨迹及激光的有无均由计算机控制，光点扫描到的地方，液体就固化。下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用成形开始时，工作平台托盘5在液面下一个确定的深度，液面始终处于激光的焦点平面内，聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描（即逐点固化）。当一层扫描完成后，未被照射的地方仍是液态树脂。然后升降台带动托盘5平台使其高度下降一层（约0.1mm），已成形的层面上又布满一层液态树脂，刮平器将黏度较大的树脂液面刮平，然后再进行下一层的扫描，新的一层固体牢固地粘在前一层上，如此重复，直到整个零件制造完毕，得到一个三维实体原型。完成的零件从工作台取下后，为了提高零件的固化程度，增加零件强度和硬度，可以将其置于阳光下，或者专门的容器中进行紫外光照射。最后，对零件进行打磨或者上漆，以提高其表面质量。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用2．SLA工艺的特点SLA工艺作为快速成形技术的一种，所依据的仍然是离散-堆积成形原理。但是，由于层片成形机理的特点，导致SLA工艺具有如下特点：（1）成形精度高。（2）成形速度较快。（3）扫描质量好。（4）成形件表面质量好。（5）成形过程中需要添加支撑。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用（6）成形成本高。SLA工艺的优点：精度较高，一般尺寸精度可控制在0.01mm；表面质量好；原材料利用率接近100%；能制造形状特别复杂、精细的零件；设备市场占有率很高。缺点：需要设计支撑；可以选择的材料种类有限；制件容易发生翘曲变形；材料价格较昂贵。该工艺适合比较复杂的中小型零件的制作。3．SLA设备与应用上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用上海联泰科技有限公司开发的光固化成形设备主要有RSPro和RSLite系列机型。图7-5（a）为CPS-250型液相固化快速成形机的外形及结构组成，图7-5（b）为Z轴升降工作台，图7-5（c）为X-Y方向工作台结构示意图，图7-5（d）为光学系统示意图。CPS快速成形机采用普通紫外光源，通过光显将经过一次聚焦后的普通紫外光导入透镜，经过二次聚焦后，照射在树脂液面上，二次聚焦镜夹持在二维数控工作台上，实现X-Y二维扫描运动，配合Z轴升降运动，从而获得三维实体。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用SLA工艺作为最早商品化的快速成形工艺之一，其设备制造商遍布世界各地，其中具有代表性的制造商如美国的3DSystems公司、德国的EOS公司、F&S公司，法国的Laser3D公司，日本的SONY/D-MEC公司、TeijinSeiki公司、DenkenEngieering公司、Meiko公司、Unipid公司、CMET公司，以色列的Cubital公司以及国内的西安交通大学、上海联泰科技有限公司、华中科技大学等。在上述研究SLA设备的众多公司中，美国3DSystems公司的SLA技术在国际市场上占的比例最大。3DSystems公司在继1988年推出第一台商品化设备SLA-250以来，又于1997年推出了SLA250HR、SLA3500、SLA5000三种机型，在光固化成形设备技术方面有了长足的进步。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用Z轴升降工作台主要完成托盘的升降运动。在制作过程中，进行第一层的向下步进，制作完成后，工作台快速提升出树脂液面，以方便零件的取出。其运动采用步进电动机驱动、丝杠传动、导轨导向的方式，以保证Z向的运动精度。Z轴升降工作台结构包括步进电动机、滚珠丝杠副、导轨副、吊梁、托板、立板，如图7-5（b）所示。X-Y方向工作台主要完成聚焦镜头在液面上的二维精确扫描，实现每一层的固化。采用步进电动机驱动、精密同步带动机、精密导轨导向的运动方式，如图7-5（c）所示。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用光学系统的光源采用紫外汞氙灯，用椭球面反射罩实现第一次聚焦，聚焦后经光纤耦合传导，由透镜实现二次聚焦，将光照射到树脂页面上，光路原理如图7-5（d）所示。光固化成形的应用有很多方面，可直接制作各种树脂功能件，用作结构验证和功能测试；可制作比较精细和复杂的零件；可制造出透明效果的元件；制造出来的原型可快速翻制各种模具，如硅橡胶模、金属冷喷模、陶瓷模、合金模、电铸模、环氧树脂模和消失模等。（1）电器行业：家用电器的外观设计要求越来越高，这使得电器产品外壳零部件的快速制作具有广泛的市场要求，而光固化原型的树脂品质最适合于电器塑料外壳的功能要求，因此光固化快速原型在电器制造业中有相当广泛的应用。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用（2）赛车行业：赛车的每个微小的改动都有可能显著提高车速，因此赛车也极其重视零部件的高效设计和一些塑料、橡胶或金属零件的快速制造。（3）航空领域：航空发动机上许多零件都是经过精密铸造来制造的，对于高精度的木模制造，传统工艺的成本很高，且制作时间长，而用SLA工艺可以直接制造熔模铸造的母模，时间和成本可以得到显著降低。（4）医疗领域：SLA工艺在医疗领域也有广泛的应用，包括人体器官的教学和交流模型、手术规划与演练模型、植入体、手术器械的开发等。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用如图7-6所示为利用SLA技术制造出的零件。7.2.2SLS工艺1．SLS工艺的基本原理SLS工艺又称为选择性激光烧结成形，它是采用红外激光作为热源来烧结粉末材料，并以逐层堆积的方式成形三维零件的一种快速成形技术。如图7-7所示，此法采用二氧化碳激光器作为能源，目前使用的造型材料多为各种粉末材料。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用在工作台上均匀铺上一层很薄（0.1～0.2mm）的粉末，激光束在计算机控制下按照零件分层轮廓有选择性地进行烧结，一层完成后再进行下一层烧结，全部烧结完成后去掉多余的粉末，再进行打磨、烧干等处理便获得零件。2．SLS工艺的特点与其他RP工艺相比，SLS工艺具有如下特点：(1)可以成形几乎任意几何形状结构的零件，尤其适于生产形状复杂、壁薄、带有雕刻表面和内部带有空腔结构的零件，对于含有悬臂结构(Overhangs)、中空结构(HollowedAreas)和槽中套槽（NotchesWithinNotches）结构的零件制造特别有效，而且成本较低。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用（2）SLS工艺无须支撑。SLS工艺中当前层之前各层没有被烧结的粉末起到了自然支撑当前层的作用，所以省时省料，同时降低了对CAD设计的要求。（3）SLS工艺可使用的成形材料范围广。任何受热粘接的粉末都可能被用作SLS原材料，包括塑料、陶瓷、尼龙、石蜡、金属粉末及它们的复合粉。（4）可快速获得金属零件。易熔消失模料可代替蜡模直接用于精密铸造，而不必制作模具和翻模，因而可通过精铸快速获得结构铸件。（5）未烧结的粉末可重复使用，材料浪费极小。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用（6）应用面广。由于成形材料的多样化，使得SLS适合于多种应用领域，如原型设计验证、模具母模、精铸熔模、铸造型壳和型芯等。SLS工艺的优点：原型件力学性能好，强度高；无须设计和构建支撑；可选材料种类多且利用率高（100%）。缺点：制件表面粗糙，疏松多孔，需要进行后处理。3．SLS设备与应用SLS工艺最早由美国的DTM公司商品化。2001年，3DSystems公司并购DTM公司后，SLS设备进入到3DSystem公司的产品序列。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用3DSystems的SLS设备已经发展到第五代，目前的型号是SintersationHQ和SintersationHQHS，分别使用30W和100W的射频激光器，二者的差别主要体现在成形速度上。国内主要的SLS设备制造商主要有北京隆源自动成形系统有限公司和武汉滨湖机电技术产业有限公司。图7-8为北京隆源自动成形系统有限公司的AFS-500设备。图7-9为AFS-300型激光选择性粉末烧结快速成形机的结构组成示意图。机械结构主要由机架、工作平台、铺粉机构、两个活塞缸、集料箱、加热灯和通风除尘装置组成。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用图7-10为激光烧结成形光路系统的主要组成部件，具体有激光器、反射镜、扩束聚焦系统、扫描器、光束合成器、指示光源。其中二氧化碳激光器的最大输出功率为50W，扫描器由两个相互垂直的反射镜组成。每个反射镜有一个振动电动机驱动，激光束先入射到X镜，从X镜反射到Y镜，再由Y镜反射到加工表面，电动机驱动反射镜振动，同时激光束在有效视场内扫描。X镜和Y镜分别驱使光点在X方向和Y方向扫描，扫描角度通过计算机接口进行数控，这样可使光点精密定位在视场内任一位置。扫描振镜的全扫描角（光学角）为40°，视场的线性范围由扫描半径确定，光点的定位精度可达全视场的1/65535。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用由于加工用的激光束是不可见光，不便于调试和操作，用一个可见光束与激光束合并在一起，可在调试时清晰看见激光光路，便于定位和调整，如图7-10中的指示光源1。SLS激光粉末烧结工艺的应用范围与SLA工艺类似，应用于航空航天、汽车制造、船舶、医疗等领域，可直接用于制作各种高分子粉末材料的功能件，用于结构验证和功能测试，并可用于装配样机。制件可直接作为精密铸造用的蜡模和砂型、型芯，制作出来的原型件可快速翻制各种模具，如硅橡胶模、金属冷喷模、陶瓷模、合金模、电铸模、环氧树脂模和汽化模等。如图7-11所示为利用SLS技术制造出的零件。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用7.2.3LOM工艺1．LOM工艺的基本原理LOM工艺采用薄片材料（如纸、塑料薄膜等）作为成形材料，片材表面事先涂覆上一层热熔胶。加工时，用二氧化碳激光器（或刀）在计算机控制下按照CAD分层模型轨迹切割片材，然后通过热压辊热压，使当前层与下面已成形的工件层粘接，从而堆积成形。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用图7-12是LOM工艺的原理图。用二氧化碳激光器在刚粘接的新层上切割出零件截面轮廓和工件外框，并在截面轮廓与外框之间多余的区域内切割出上下对齐的网格；激光切割完成后，升降工作台带动已成形的工件下降，与带状片材（料带）分离；供料机构转动收料轴和供料轴，带动料带移动，使新层移到加工区域；升降工作台上升到加工平面，热压辊热压，工件的层数增加一层，高度增加升料厚，再在新层上切割截面轮廓。如此反复直至零件的所有截面切割、粘接完，所得到的是包含零件的方体。零件周围的材料由于激光的网格式切割，而被分割成一些小的方块条，能容易地从零件上分离，最后得到三维实体零件。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用2．LOM工艺的特点从LOM的工艺过程可以看出其具有以下特点：（1）LOM工艺只需在片材上切割出零件截面的轮廓，而不用扫描整个截面，因此易于制造大型、实体零件。（2）工件外框与截面轮廓之间的多余材料在加工中起到了支撑作用，所以LOM工艺无须加支撑。（3）制件的内应力和翘曲变形小，制造成本低。（4）材料利用率低，种类有限。LOM工艺的成形材料常用成卷的纸，纸的一面事先涂覆一层热熔胶，偶尔也有用塑料薄膜作为成形材料。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用（5）表面质量差，内部废料不易去除，后处理难度大。3．LOM设备与应用LOM设备代表企业有美国的Helisys公司的LOM系列、日本Kira公司的PLT系列、新加坡Kinergy公司的ZIPPY系列、中国的华中科技大学HRP系列、清华大学激光快速成形中心SSM系列等。图7-13是国产SSM-800型分层叠加成形设备的组成，由激光系统，走纸机构，X、Y轴扫描机构和Z轴升降机构，加热辊等组成；分布在设备的前部和后背部。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用LOM工艺和设备由于其成形材料纸张较便宜，运行成本和设备投资较低，故获得了一定的应用，可以用来制作汽车发动机曲轴、连杆、各类箱体、盖板等零部件的原型样件。如图7-14所示为利用LOM技术制造出的零件。7.2.4FDM工艺1．FDM工艺的基本原理上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用FDM工艺是一种利用喷嘴熔融、挤出丝状成形材料，并在控制系统的控制下，按一定扫描路径逐层堆积成形的一种快速成形工艺，其工艺原理如图7-15所示，材料先抽成丝状，通过送丝机构送进喷嘴，由喷嘴将丝状的成形材料熔融、挤出，喷嘴在X-Y扫描机构的带动下沿层面模型规定的路线进行扫描、堆积熔融的成形材料。一层扫描完毕后，底板下降或者喷嘴升高一个层厚高度，重新开始下一层的成形。依此逐层成形直至完成整个零件的成形。2．FDM工艺的特点FDM工艺具有如下特点：上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用（1）成形材料广泛。（2）成形零件具有优良的综合性。（3）成形设备简单、价格低廉、可靠性高。（4）成形过程对环境无污染。（5）容易制成桌面化和工业化快速成形系统。3．FDM设备与应用FDM工艺成形系统最早由成立于1988年的美国Stratasys公司开发并商品化。该公司从1991年起，先后推出了基于熔融挤出工艺的FDM系列成形机。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用长期以来，该公司在FDM设备方面一直处于领先地位。目前Stratasys公司推出的FDM系统的主要型号有ProdigyPlus、FDM3000、Dimension等。图7-16为Dimension设备的外形图。北京殷华激光快速成形及模具技术有限公司是国内最早从事快速成形设备及工艺研究开发的单位。该公司研制的熔融沉积快速成形设备主要有MEM系列产品，如图7-17所示为MEM-250-Ⅱ型熔融挤出成形设备。FDM工艺的一大优点是可以成形任意复杂程度的零件，经常用于成形具有很复杂的内腔、孔等零件。如图7-18所示为利用FDM技术制造出的零件。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用7.2.53DP工艺1．3DP工艺的基本原理3DP快速成形工艺是美国麻省理工学院E.M.Sachs教授等学者开发的一种快速成形工艺，并于1993年申校了3个专利。与选区激光烧结工艺一样，该工艺的成形材料也需要制备成粉末状，所不同的是，3DP是采用喷射黏合剂粘接粉末的方法来完成成形过程的。其具体过程如下：首先，底板上铺一层具有一定厚度的粉末；接着用微滴喷射装置在已铺好的粉末表面根据零件几何形状的要求在指定区域喷射黏合剂，完成对粉末的粘接；上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用然后，工作平台下降一定的高度（一般与一层粉末厚度相等），铺粉装置在已成形粉末上铺设下一层粉末，喷射装置继续喷射以实现粘接；周而复始，直到零件制造完成。没有被粘接的粉末在成形过程中起到了支撑的作用，使该工艺可以制造悬臂结构和复杂内腔结构而不需要再单独设计添加支撑结构。造型完成后清理掉未粘接的粉末就可以得到需要的零件。其工艺流程如图7-19所示。在某些情况下，还需要进行类似于烧结的后处理工作。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用2．3DP工艺的特点3DP工艺最大的特点是采用了数字微滴喷射技术。数字微滴喷射技术是指在数字信号的控制下，采用一定的物理或化学手段，使工作腔内的流体材料的一部分在短时间内脱离母体，成为一个（组）微滴（Droplets）或者一段连续丝线，以一定的响应率和速度从喷嘴流出，并以一定的形态沉积到工作台上的指定位置。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用图7-20所示为数字微滴喷射技术示意图，一次数字脉冲的激励得到一个射流脉冲，射流脉冲的大小与激励信号的脉宽有关，当这个激励信号的脉宽极小时，射流（实际上已被离散为尺度为数十至数百微米大小的微滴）成为一个微单元（即一个微滴），可用数字技术中“位”的概念来描述，此时模型成为一种新的数字执行器的原型，喷嘴的流量由数字激励信号的频率和脉宽来进行控制。当射流连续喷射时，可视为是激励信号输出全为“1”的特例。基于数字微滴喷射技术的3DP工艺有如下特点：（1）成形效率高。上一页下一页返回7.2快速成形技术的典型工艺与应用