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“乐鱼体育官网登录”浅析激光3D打印在非传统工业领域应用

发布日期:2021-12-31 01:52

本文摘要:自1960年第一台激光器问世以来,激光技术的研究及其在各个领域的应用于获得了很快的发展。

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自1960年第一台激光器问世以来,激光技术的研究及其在各个领域的应用于获得了很快的发展。与传统加工方法比起,激光加工技术具备低相干性、低方向性和高亮度早已普遍应用于工业、军事、科学研究及日常生活中,特别是在是将近20年来,激光生产技术早已渗透到到诸多高新技术领域和产业,其中最引人注目的是,最近十多年来发达国家发售的集精密机械、计算机、数控、激光、新材料于一体的全新生产技术较慢成形技术(又称3D打印机技术),应用于这种技术开发的设备较慢生产系统,近年以40%以上的高增长速度发展。  激光较慢成型技术阐述  激光较慢生产技术(LRMT)又称激光较慢成形技术或激光3D打印机技术,是一种利用计算机辅助设计,或用实体反求方法收集获得有关原型或零件的几何形状、结构和材料的人组信息,从而取得目标原型的概念并以此创建数字化叙述模型,之后将这些信息又输到计算机控制的光、机、电构建的激光较慢成形生产系统,利用激光为工具,通过有理、逐面展开材料的三维六边形成形,再行经过适当的处置,使其在外观、强度和性能等方面超过设计拒绝,超过较慢、精确地生产原型或实际零件、部件,而需要传统的机械加工机床和模具的技术。

  从广义的范畴来说,较慢成形归属于加到成形;而从狭义的角度来讲,较慢成形应当归属于线性/冲刷成形,即依照计算机上包含零件三维设计模型,利用较慢成形机对其展开分层切片,获得各层横截面的二维轮廓图,并按照这些轮廓图逐步顺序变换出所要成形的实体。  激光较慢生产的全过程可以概括为以下三个步骤:前处置它还包括零件三维模型的建构、三维模型的近似于处置、模型成形方向的自由选择和三维模型的切片处置、打磨和表面增强处置等。分层变换权利成形根据切片处置的横截面轮廓,在计算机控制下,适当的成形头(激光头或喷嘴)按各自横截面轮廓信息做到扫瞄运动,在工作台上一层一层的冲刷材料,然后将各层互为黏结,最后获得原型产品。

  后处理  从成形系统里放入成形件,展开挤压、后烧结、修复、抛光、打磨、涂挂,或放到高温炉中展开最后的工件,进一步提高其强度。目前激光较慢生产技术的研究,根据对象和功能的有所不同,可分为两大类,即较慢原型生产和金属零件较慢必要生产技术。  激光较慢生产技术是近年来快速增长最慢的工业领域之一。

相对于传统的生产加工过程,按照零件的复杂程度和使用的方法有所不同,往往必须几周甚至几个月的加工时间。基于计算机对物体几何形状、结构与相连状态的叙述,激光较慢生产技术的生产时间从几个小时到几十个小时之后可已完成。

可以意识到,激光较慢生产技术将对当今材料的生产、加工过程和生产工程产生最重要的影响。  激光较慢成型技术的研究  近几年基于激光技术的较慢生产技术(LRPT)处在飞速发展之中,呈现出三个特点:一是新的激光较慢生产工艺不断涌现;二是设施硬件和软件不断完善;三是应用领域日益拓宽。近期发展的LPRT技术主要有立体光造型(SLA)技术、选择性激光工件(SLS)技术、激光薄片叠层生产(LOM)技术、激光熔覆成形(LCF)技术、激光将近成形(LENS)技术、必要光学生产(DLF)技术、金属激光工件工艺(DMLS)及形状沉积生产(SDM)技术。下面详细讲解几种主要激光较慢成形技术的概况。

  2.1激光立体印刷成型技术  激光立体印刷成形(StereoLithographyApparatus,SLA)又称光敏液相烧结、立体光刻、立体造型等,是一种最先经常出现的较慢成形方法,也是目前世界上研究最了解、技术最成熟期、应用于最普遍的的一种较慢成形方法。该技术以光敏树脂(如丙烯恩树脂)为原料,使用计算机控制下的紫外激光以预计原型各分层横截面的轮廓信息为轨迹有理扫瞄,使被扫瞄区的树脂薄层产生光聚合反应后烧结,从而构成一个薄层横截面。当一层烧结后,向上(或向下)移动工作台,在刚烧结的树脂表面布放一层新的液态树脂,再行展开新的一层扫瞄、烧结。新的烧结的一层稳固的接合在前一层上,如此反复至整个原型生产完。

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生产过程依赖激光束有选择性地烧结倒数薄层的光敏聚合物,通过分层烧结,最后结构出有三维物体。  其成型设备又称立体平版印刷设备,是最先经常出现的一种商品化的较慢成形机,它由液槽、可乘载工作台、激光器、扫瞄系统和计算机控制系统等构成。其中,液槽中盛满液态光敏聚合物(一般来说20~200L)。

具有许多小孔洞的可乘载工作台在Q电机的驱动下能沿高度Z方向不作往复运动。激光器为紫外(UV)激光器,如氦镉(He-Cd)激光器、氩离子(Ar)激光器和固态激光器,其功率一般为10至200mW,波长为320至370um(处在中紫外至近紫外波段)。扫瞄系统为一组定位镜,它能根据控制系统的指令,按照每一横截面轮廓的拒绝不作高速来回转动,从而使激光器收到的激光束光线并探讨于液槽中液态光敏聚合物的上表面,并沿此面作X-Y方向的扫瞄运动(如图2右图)。

在这一层受到紫外激光束太阳光的部位,液态光敏聚合物较慢烧结,构成适当的一层固态横截面轮廓。SLA成形时,激光束按数控指令扫瞄,可乘载工作台的上表面正处于液面下一个横截面层薄的高度(一般来说为0.。


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