快速成形加工实例分享

本节将以茶壶为例介绍产品的快速成形设计，传统的零件加工过程是先制造毛坯，然后经切削加工，从毛坯上去除多余的材料得到零件的形状和尺寸，若不合格则需重新设计或人工处理。这种方法不仅耗时，且需要操作工人有相当的经验水平，使得制作周期长且成本高。快速成形不是按上述工艺，而是利用激光成形机将茶壶整体成形。利用成形机制作的茶壶原型进行有关试验来评估设计，如不合格，则可重新修改重新制作原型，而不必用实际茶壶来试验。一旦试验合格，则可利用茶壶原型翻制模具或制作模芯用于精铸。其作业流程如下。

图6-18　茶壶形状

1）利用三维建模设计软件（如Pro/E，SolidWorks，AutoCAD等）设计和构建3D模型，然后输出为STL格式的文件。茶壶形状如图6-18所示。

2）将格式为STL的茶壶文件加载到快速成形零件数据准备系统（RPData）中，设置分层厚为0.2 mm。如图6-19所示。

3）然后对它进行分层处理，如图6-19所示。

图6-19　分层参数设置

4）对其轮廓进行检查，看看是否有病态线段。如图6-20所示。

图6-20　轮廓检查

5）对轮廓进行编辑，将多余的线段删除以及打断的线段封闭。如图6-21所示。(https://www.xing528.com)

图6-21　轮廓编辑

6）给茶壶加上支撑，使之能平稳地在工作台上成形，然后保存为LGS格式输出。如图6-22所示。

7）将已做好支撑的茶壶零件加载到快速成形机的控制系统中，载入X-Y扫描参数。如图6-23所示。

图6-22　人工支撑

图6-23　加载扫描参数

8）根据所设置的参数，快速成形机自动地一层一层扫描固化，大约6～7 h后即可成形，在移动工作台去除零件。如图6-24所示。

图6-24　制作茶壶模型

运用RPM技术制造茶壶原型仅需6～7 h左右，而传统的制造方法可能要几星期或几个月。RPM技术对于实现快速可视化零件形态，提高产品的设计质量，降低成本，缩短设计周期，为产品尽快地推向市场提供了最佳的方法。