第一篇:PCB設(shè)計(jì)與制造技術(shù)考試重點(diǎn)(小字版)
1.PWB:Printed wire board印刷線路板。2.PTH:Plated through hole 孔金屬化。
3.CCL:Copper-Clad Laminate 覆銅箔層壓板。4.HASL:Hot Air Solder Leveling 熱風(fēng)焊料整平。5.BGA:Ball Grid Array球柵陣列封裝。
6.FPC:flexible printed circuit撓性印制板。
7.FCCL:Flexible Copper Clad Laminate 撓性覆銅板。
8.PI 聚酰亞胺樹脂;PET聚酯樹脂;EP環(huán)氧樹脂;BT雙馬來酰亞胺三
嗪樹脂。
9.CTE熱膨脹系數(shù)。
10.CTI相比起痕指數(shù);Tg玻璃轉(zhuǎn)化溫度。
11.HDI:high density integrated 高密度互連技術(shù)。12.SLC:表面層合電路板。
13.BUM:build-up mulitlayer printed board積層式多層印制電路板。14.MCM多芯片組件。
15.OSP:Organic Solderability Preservatives有機(jī)保焊膜。16.ED :電沉積光致抗蝕劑。
17.AOI:Automatic Optic Inspection自動光學(xué)檢測。18.CSP:Chip Size Package芯片尺寸封裝。19.PP:半固化片。20.Under-cut:側(cè)蝕。
21.Liquid photoresist film:液態(tài)光致抗蝕膜。22.Etch factor:蝕刻系數(shù)。
23.Screen printing:絲網(wǎng)印刷。
24.Blind via盲孔;buried via埋孔;through hole過孔。
二、概念性知識點(diǎn)
1.什么是pcb,其主要功能是?
PCB是印刷電路板,印刷電路板是組裝電子零件用的基板,是在通用基材上按預(yù)定設(shè)計(jì)形成點(diǎn)間連接及印制元件的印制板。
功能:(1)提供集成電路等各種電子元器件固定、裝配的機(jī)械支撐。(2)實(shí)現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接(信號傳輸)或電絕緣。(3)為自動裝配提供阻焊圖形,為元器件插裝、檢查、維修提供識別字符和圖形。
2.Pcb按結(jié)構(gòu)層次分類;按機(jī)械強(qiáng)度分類?
按結(jié)構(gòu)分可分為單面/雙面和多層印制板;按機(jī)械強(qiáng)度分可以分為剛性電路板(Rigid PCB)、柔性電路板(Flex PCB)以及剛性柔性結(jié)合的電路板(Flex-Rigid PCB)3.Pcb孔包括哪幾類?
通孔、盲孔、埋孔、過孔、元件孔、定位孔。4.Pcb主要制造方法可分為哪幾類?
(1)減成法(subtractive process)以覆銅板為基礎(chǔ),選擇性地除去不需要的導(dǎo)電銅箔而形成導(dǎo)電圖形的工藝,稱之為減去法。目前國內(nèi)幾乎所有的印制板企業(yè)都使用此法生產(chǎn)PCB。
(2)加成法(additive process)在未覆銅箔的基材上,通過選擇性沉積導(dǎo)電材料而形成導(dǎo)電圖形的工藝,稱之為加成法。日本等國家小部分企業(yè)用此法生產(chǎn)PCB。
(3)半加成法(semi-additive process)在未覆銅箔基材或薄箔基材上,用化學(xué)沉積金屬,結(jié)合電鍍或蝕刻,或者三者并用形成導(dǎo)電圖形的一種加成法工藝。日本等國家小部分企業(yè)用此法生產(chǎn)PCB。5.覆銅板由哪幾層材料構(gòu)成?
金銅箔、絕緣基材(玻纖布)、粘接劑(環(huán)氧樹脂)6.高性能基板材料包括哪四種?
(1)低熱膨脹基材材料。(2)高耐熱基材材料。(3)無鹵化基材材料。(4)低介電常數(shù)基材材料。
7.照相底圖制作方法有哪四種?
(1)手工繪圖法:用鉛筆在圖紙上先打好底稿,再用繪圖工具描墨線,最后填墨。
(2)手工貼圖法:在透明聚酯片基上,使用紅色、綠色或黑色壓敏塑料膠帶貼制照相底圖。
(3)刻圖法:刻圖法一般使用紅膜。根據(jù)預(yù)先計(jì)算好的圖形坐標(biāo)值,操縱刻刀,用刀在紅膜上刻出各層的線路圖輪廓,然后用手工剝除透明區(qū)的紅膜,有手工刻圖和機(jī)械刻圖兩種。
(4)激光繪圖:利用光線直接在底片上繪制圖形。再經(jīng)顯影、定影得到照相底片。
8.圖形轉(zhuǎn)移工藝包括哪四種?(1)網(wǎng)印圖像轉(zhuǎn)移。(2)光化學(xué)圖像轉(zhuǎn)移。(3)電沉積光致抗蝕劑(ED)工藝。(4)激光直接成像。
9.Pcb孔去鉆污有哪兩類方法,常用方法有?
干法和濕法。干法:等離子體處理法;濕法:濃硫酸法,濃鉻酸法,PI調(diào)整處理,堿性高錳酸鹽法(常用)。10.絲網(wǎng)印刷四個基本要素為?
(1)絲網(wǎng)。(2)網(wǎng)版。(3)刮刀。(4)油墨。11.Pcb蝕刻方法包括哪四種?(1)浸入蝕刻。(2)滋泡蝕刻。(3)潑濺蝕刻。(4)噴灑蝕刻(應(yīng)用最為廣泛)。12.積層多層板按成孔工藝可分為?
(1)光致法成孔積層多層板工藝。(2)等離子體蝕孔制造積層多層板工藝。(3)射流噴砂法成孔積層多層板工藝。(4)激光成孔積層多層板工藝。13.銅箔材料可分為哪兩種?(1)壓延銅箔。(2)電解銅箔。
14.撓性及剛撓性pcb按撓性可分為?(1)一次性(2)有限次性。15.蝕刻系數(shù)指的是?
導(dǎo)線厚度(不包括鍍層厚度)與側(cè)蝕量的比值,蝕刻系數(shù)的高低衡量側(cè)蝕量的大小。蝕刻系數(shù)越高,側(cè)蝕量越少。
蝕刻系數(shù)=V/X;蝕刻缺陷有:側(cè)蝕、突沿、過蝕、斷路、起毛。16.金屬pcb按金屬板位置可分為哪兩類? 金屬基底印制板,金屬芯印制板。
17.Pcb機(jī)械加工包括?加工方法包括?
(1)印制板機(jī)械加工包括下料、鉆孔、外形加工、開槽、倒角等,主要為外形加工和孔加工兩大類。
(2)外形加工:有毛坯加工和精加工,毛坯加工一般采用剪和鋸。精加工用于印制板成品的外形加工,加工的方法有剪、鋸、沖、銑。銑外形,沖外形,開“V”槽,鉆外形。(3)孔加工:一般圓形孔加工有沖和鉆兩種方法,異形孔的加工方法有沖、銑和排鉆等。
(4)印制電路的剪切加工。
18.Pcb的兩種常用增強(qiáng)材料為?(1)玻璃纖維布。(2)纖維紙。19.蝕刻常常出現(xiàn)的缺陷有?
(1)蝕刻速率降低。(2)蝕刻溶液出現(xiàn)沉淀。(3)銅表面發(fā)黑,蝕刻不動。(4)金屬抗蝕鍍層被浸蝕。20.貼膜三要素為?
(1)壓力。(2)溫度。(3)傳送速度。
21.沉銅工藝中常用的活化劑與還原劑分別是? 活化劑:鈀體活化劑;還原劑:甲醛 22.Smt板的平整性包括哪兩種?(1)PCB的平整性。(2)焊盤平整性。
23.為了保證干膜在貼膜時(shí)的敷形度,會在中間加層水膜,這種方法稱為?最好的水膜是? 濕式貼膜法,蒸餾水
24、印制板生產(chǎn)中常見污染物有?常用污水處理方法有哪些?
答:常見污染物:含銅廢水,酸堿性廢水,有機(jī)物廢水,含金、銀廢水,含氰廢水,含鎳廢水,含鉛和含氟廢水,固體廢棄物,廢氣,其他廢水 處理方法:離析法、化學(xué)法、生物分解法
三、簡答與論述題
1.干膜結(jié)構(gòu)?干膜圖形轉(zhuǎn)移的主要特點(diǎn)?
(1)聚乙烯保護(hù)膜,是覆蓋在感光膠層上的保護(hù)膜,防止灰塵等污染。(2)光致抗蝕劑膜,有感光性,將菲林底片圖形轉(zhuǎn)移到PCB上。(3)載體聚酯薄膜,在曝光之后顯影之前撕去,作用是防止曝光時(shí)氧化抗蝕劑層,引起感光度下降。
特點(diǎn):(1)分辨率高。(2)工序簡單。(3)干膜組成成分穩(wěn)定。(4)成本高。(5)粘附力較弱。
2.機(jī)械加工中上下墊板的作用?
答:蓋板:覆蓋在待鉆孔的疊合板上面的一種輔助板材,防止鉆頭滑動,有定位導(dǎo)向作用,減少鉆孔毛刺和對鉆頭起散熱作用。墊板:墊在待鉆孔的疊合板上面的一種輔助板材,防止鉆頭行程下限鉆不透印制板或鉆傷工作臺面,并能減少鉆孔的毛刺和鉆污。3.濕膜圖形轉(zhuǎn)移的主要特點(diǎn)?
(1)附著力、覆蓋性好(2)優(yōu)良的分辨率(3)成本低廉(4)消除板邊發(fā)毛 4.常見酸性鍍銅液有?對電鍍的要求有?
氰化物型,焦磷酸鹽型,氟硼酸鹽型,檸檬酸鹽型和硫酸鹽型 要求:很高的分散能力,適鍍液工作溫度一般為15~35℃ 5.常用表面涂覆工藝有哪些?HASL工藝流程及其優(yōu)缺點(diǎn)?
常用方法:(1)熱風(fēng)整平。(2)有機(jī)涂覆。(3)化學(xué)鍍鎳/浸金。(4)浸銀。(5)浸錫。
工藝流程:印制板上先浸上助焊劑,隨后在熔融焊料里浸涂,然后通過兩片風(fēng)刀之間,吹掉印制板上的多余焊料,同時(shí)排除金屬孔內(nèi)的多余焊料,從而得到一個光亮、平整、均勻的焊料涂層。
優(yōu)點(diǎn):(1)熱風(fēng)整平后,焊料涂層一致性好,可焊性優(yōu)良(2)導(dǎo)線側(cè)邊緣覆蓋性好(3)可調(diào)工藝參數(shù)能控制涂層厚度(4)去除焊料橋接、阻礙膜起皺和脫落等現(xiàn)象。
缺點(diǎn):(1)銅對焊料槽的污染(2)焊料涂層有重金屬元素,對人體有害,污染環(huán)境(3)生產(chǎn)成本高(4)熱沖擊大,易使板材變形、起翹,熱應(yīng)力大。6.簡述co2與UV激光鉆孔原理與優(yōu)缺點(diǎn)? 二氧化碳:利用一定直徑紅外光被板材吸收,通過熱效應(yīng)升溫,達(dá)到熔點(diǎn),使材料分子生成CO2等,從而成孔。特點(diǎn):成孔分辨率低,紅外光不易被銅箔吸收,有碳化現(xiàn)象;
UV激光鉆孔:利用紫外光被板材吸收直接氣化成孔。
特點(diǎn):分辨率高,孔徑更小,直接被銅箔、基材吸收,無碳化現(xiàn)象不去污。7.簡述SMOBC工藝過程及各過程的作用?
裸銅阻焊膜法(以雙面板為例):下料--鉆孔—孔金屬化PTH--全板鍍銅--圖形轉(zhuǎn)移--圖形電鍍--蝕刻--去膜--表面涂錫--絲?。ㄗ址?-熱風(fēng)整平--外形加工--檢測--包裝、出廠;
鉆孔和孔金屬化:形成定位和連接孔,形成電氣連接。
圖形電鍍和蝕刻:銅加厚,保護(hù)線路,形成所需的電鍍圖形; 熱風(fēng)整平:涂金、銀,消除橋接、起皺等現(xiàn)象。
8.簡述半固化片的四個基本性能要素及其對多層pcb層壓時(shí)性能的影響?
(1)樹脂含量:直接影響介電常數(shù),耐擊穿電壓,尺寸穩(wěn)定性
(2)樹脂流動性:高,樹脂流失多,易造成缺膠現(xiàn)象;低,填充間隙困難,產(chǎn)生氣泡、空洞現(xiàn)象。
(3)揮發(fā)物含量:影響層壓是否產(chǎn)生氣泡和空洞。
(4)凝膠時(shí)間:影響樹脂是否完整覆蓋PCB,有效填充圖形。9.繃網(wǎng)的主要方法有哪三種?常用絲網(wǎng)、網(wǎng)框材料有?方法:手工繃網(wǎng)、機(jī)動繃網(wǎng)、氣動繃網(wǎng)。
絲網(wǎng)材料:尼龍絲網(wǎng)、聚酯絲網(wǎng)、金屬絲網(wǎng)。網(wǎng)框材料:金屬、木質(zhì)網(wǎng)框。尼龍絲網(wǎng)優(yōu)點(diǎn):回彈性好,有柔軟性,強(qiáng)度高,耐水,耐磨,使用壽命長,透墨性好。缺點(diǎn):耐酸、耐熱性差。
聚酯絲網(wǎng)優(yōu)點(diǎn):耐高溫,拉伸性小,吸濕性低,耐酸強(qiáng),物理性穩(wěn)定,壽命長,價(jià)格便宜。
缺點(diǎn):透墨性差,不耐強(qiáng)堿。
金屬絲網(wǎng)優(yōu)點(diǎn):尺寸穩(wěn)定性好,絲徑細(xì),透墨性好,耐磨。缺點(diǎn):回彈性差,受外力易折傷以及松弛,成本高。
10.簡述印料的性能指標(biāo)及其對pcb制造的影響?
(1)粘度:粘度大,粘彈性強(qiáng),流動性差,造成堵孔;粘度小,印跡過大,造成廢品。
(2)觸變性:觸變性大,則印料在攪拌很短時(shí)間內(nèi)粘度大,影響刮板;有一點(diǎn)觸變性即可。
(3)精細(xì)度:顆粒大,流動性小,堵孔;顆粒小,造成印制塌陷。
11.簡述一般多層板制造的工藝流程?其中內(nèi)層板制作過程中黑氧化處理的作用是?
流程:開料—內(nèi)層圖形轉(zhuǎn)移--黑化處理--層壓--鉆孔--PTH--外層圖形轉(zhuǎn)移--圖形電鍍--蝕刻--去膜—表面涂覆--絲印字符等—熱風(fēng)整平--外形加工--檢測--包裝出廠
開料:包括芯板和外層板開料;
黑化處理:鈍化銅面,減少層壓時(shí)氧化或污染;增加銅箔表面粗化度,增強(qiáng)結(jié)合力。
層壓和鉆孔:達(dá)到所定層壓數(shù)。
表面涂覆:包括有機(jī)涂覆、化學(xué)鍍鎳/浸金、浸銀和浸錫,對可焊性處理,保證良好的可焊性和電性能。
12.簡述金屬基(芯)板的特點(diǎn)?及兩者之間的區(qū)別?
金屬基(芯)印制板是金屬基底印制板和金屬芯印制板的統(tǒng)稱,前者是在絕緣基材底部襯墊金屬板,后者則是在絕緣基板中間夾有金屬板。其特點(diǎn)是,熱傳導(dǎo)率高,散熱性好,機(jī)械強(qiáng)度高,適宜裝大質(zhì)量部件;防磁性好;耐熱阻燃、尺寸穩(wěn)定性好。
13.簡述OSP 法的特點(diǎn)以及與HASL法的比較?
OSP的優(yōu)點(diǎn):(1)平整面好,和焊盤的銅之間沒有IMC形成。(2)允許焊接時(shí)焊料和銅直接焊接(潤濕性好)。(3)低溫的加工工藝,成本低(可低于HASL),加工時(shí)的能源使用少。
缺點(diǎn):(1)實(shí)際配方種類多,性能不一。(2)保護(hù)膜極薄,易于劃傷。(3)經(jīng)過多次高溫焊接過程的OSP膜會發(fā)生變色或裂縫,影響可焊性和可靠性。(4)OSP層厚度不容易測量,涂層的覆蓋面程度不容易看出,質(zhì)量穩(wěn)定性較難評估。
熱風(fēng)整平的優(yōu)點(diǎn):(1)熱風(fēng)整平后,焊料涂層一致性好,可焊性優(yōu)良。(2)導(dǎo)線側(cè)邊緣覆蓋性好。(3)可調(diào)工藝參數(shù)能夠控制涂層厚度。(4)去除焊料橋接、阻礙膜起皺和脫落等現(xiàn)象。
缺點(diǎn):(1)銅對焊料槽的污染。(2)焊料涂層有重金屬元素,對人體有害,污染環(huán)境。(3)生產(chǎn)成本高。(4)熱沖擊大,容易使印制板板材變形、起翹,熱應(yīng)力大。
1.照相底圖按用途分為?
答:照相底圖分為負(fù)相、負(fù)相:負(fù)相底圖用于正鍍工藝;正相底圖用于反鍍工藝
2.印制板多層層壓定位方式? 答:定位系統(tǒng)分為前定位系統(tǒng)層壓技術(shù)和后定位系統(tǒng)層壓技術(shù)。前定位系統(tǒng)層壓技術(shù)有銷釘定位法、兩圓孔銷定位法、一孔一槽銷釘定位法、三圓孔或四圓孔定位法;后定位系統(tǒng)層壓技術(shù)有X射線打靶定位法和熔合定位法
3.常用PCB絕緣基材? 答:覆銅箔層壓板是最常用的絕緣基材,按基材中的增強(qiáng)材料可分為紙基、玻璃布基、復(fù)合基、特殊材料基四大類,其中紙基中的FR-
1、FR-
2、FR-3,以及玻璃布基中的G10、FR-4/FR-5,最為常用 4.基材按阻燃性能可分為?
答:燃燒法試驗(yàn)達(dá)到UL標(biāo)準(zhǔn)HB級要求的板稱為非阻燃型板如CEPGC-31;達(dá)到V級要求的板稱為阻燃型板如FR-
2、FR-
3、FR-
4、FR-5等 5.干膜圖形轉(zhuǎn)移工藝流程? 答:貼膜前基板清潔處理——干燥——貼膜——與底板定位——曝光——顯影——檢查修版
6.簡述推行綠色PCB制造的意義是?按歐盟ROHS指令規(guī)定的主要重金屬有害物質(zhì)有?
答:由于PCB制造是一種污染較嚴(yán)重和消耗資源較大的過程,推行綠色PCB制造減少對環(huán)境,尤其是對人體的傷害,同時(shí)能節(jié)約資源,促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。ROHS指令規(guī)定的主要重金屬有鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻
第二篇:先進(jìn)制造技術(shù)考試重點(diǎn)
1.現(xiàn)代制造技術(shù)的體系、內(nèi)容、意義。結(jié)合實(shí)例我國應(yīng)該重點(diǎn)的發(fā)展那些先進(jìn)制造技術(shù)。
2.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的定義、內(nèi)容。
3.現(xiàn)代切削技術(shù)包含那些典型的內(nèi)容。高速切削技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)。
4.成組技術(shù)的原理是什么?簡述成組技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝及生產(chǎn)組織與管理中的應(yīng)用。
5.并行工程與傳統(tǒng)的串行制造技術(shù)的不同,從試并行工程的定義,特點(diǎn),運(yùn)行機(jī)制展開討論。
6.RPM技術(shù)的技術(shù)地位。
7.數(shù)控加工編程的主要內(nèi)容和過程。
8.MRPII的基本組成及其特點(diǎn)
9.簡述精密和超精密機(jī)床的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式,并說明各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
10.什么是制造系統(tǒng)?現(xiàn)代制造系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r。
11.虛擬制造
考試時(shí)間:15周星期五
第三篇:快速成型與快速模具制造技術(shù)及其應(yīng)用考試重點(diǎn)總結(jié)
1.1 1988年,3Dsystems公司將SLA-250光固化設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)送給三個用戶,標(biāo)志著快速成型設(shè)備的商業(yè)化正式開始。
1.3 快速成型技術(shù)的特點(diǎn):1自由成型制造2制造過程快速3添加式和數(shù)字化驅(qū)動成型方式4技術(shù)高度集成5突出的經(jīng)濟(jì)效益6廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域
1.4 快速成型技術(shù)的優(yōu)越性:1設(shè)計(jì)者受益2制造者受益3推銷者受益4用戶受益
2.1 快速成型工藝基本原理:基于離散堆積原理的累加式成型,從成型原理上提出了一種全新的思維模式,即將計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)的零件三維模型,表面三角化處理,存儲成STL文件格式,對其進(jìn)行分層處理,得到各層截面的二維輪廓信息,按照這些輪廓信息自動生成加工路徑,在控制系統(tǒng)的控制下,選擇性的固化或燒結(jié)或切割一層層的成型材料,形成各個截面輪廓薄片,并逐步順序疊加成三維實(shí)體,然后進(jìn)行實(shí)體的后處理,形成原型。快速成型:1液態(tài)(SLA FDM)2粉末粒子(SLS)3薄層材料(LOM)
2.2.1 光固化成型工藝的基本原理及過程:
光固化成型工藝的特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):1成型過程自動化程度提高2尺寸精度高3優(yōu)良的表面質(zhì)量4可以制造結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,尺寸比較精細(xì)的模型5可以直接制作面向熔模精密鑄造的具有中空結(jié)構(gòu)的消失型6制作的原型可以再一定程度上替代塑件
缺點(diǎn):成型過程中伴隨著物理和化學(xué)變化,制件易彎曲,需要支撐2液態(tài)樹脂固化后的性能尚不如常用的工業(yè)塑料3設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)及維護(hù)成本較高4使用的材料種類較少5液態(tài)樹脂有一定的氣味和毒性,而且要避光保護(hù)6光固化后的原型樹脂并未完全被激光固化,為提高使用性能和尺寸穩(wěn)定性,通常需要二次固化。2.2.2 光固化成型的工藝過程 前處理:1 CAD三維造型2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換3確定擺放方位4施加支撐5切片分層 2原型制作
3后處理
2.2.4 光固化成型的支撐結(jié)構(gòu)
必須設(shè)計(jì)一些細(xì)圓柱狀或肋狀支撐結(jié)構(gòu),以便確保制件的每一結(jié)構(gòu)部分都能可靠固定,同時(shí)也有助于減少制件的翹曲變形。
2.2.5 光固化成型的收縮變形:1樹脂收縮原因2零件成型過程中樹脂收縮產(chǎn)生的變形3零件后固化收縮產(chǎn)生的變形 光固化成型誤差分析:
影響制作時(shí)間的因素
t=Σtci+Ntp
2.3 疊層實(shí)體制造工藝的基本原理和特點(diǎn) 工藝過程 誤差分析
表面涂覆的具體工藝過程:1將剝離后的原型表面用砂紙輕輕打磨2按規(guī)定比例配備環(huán)氧樹脂3在原型上涂刷一薄層混合后的材料,因材料的粘度較低,材料會很容易侵入原型中4再次涂覆同樣的混合后的環(huán)氧樹脂材料,以填充表面的溝痕并長時(shí)間固化5對表面已經(jīng)涂覆了堅(jiān)硬的環(huán)氧樹脂材料的原型再次用砂紙進(jìn)行打磨,打磨之前和過程中注意測量原型的尺寸,以確保尺寸在公差之內(nèi)。6對原型表面進(jìn)行拋光。
2.3.6 疊層實(shí)體快速原型的應(yīng)用 1汽車車燈2鑄鐵手柄3LOM原型在制鞋業(yè)的應(yīng)用 2.4.1 選擇性激光燒結(jié)工藝的基本原理
2.4.2 選擇性激光燒結(jié)工藝的特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):1可采用多種材料2制造工藝比較簡單3高精度4無需支撐結(jié)構(gòu)5材料利用率高
缺點(diǎn):1表面粗糙2燒結(jié)過程揮發(fā)異味3有時(shí)需要比較復(fù)雜的輔助工藝
2.4.4 高分子粉末燒結(jié)件的后處理:1收縮精度的影響2力學(xué)性能的影響 2.4.6 選擇性激光燒結(jié)工藝的應(yīng)用:1直接制作快速模具2復(fù)雜金屬零件的快速無模具鑄造3內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣管模型
2.5.1 熔融沉積成型工藝的基本原理:
2.5.2 熔融沉積成型工藝的特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)1系統(tǒng)構(gòu)造原理和操作簡單,維護(hù)成本低,系統(tǒng)運(yùn)行安全2使用無毒的原材料3用蠟成型的零件原型,可以直接用于失蠟鑄造4可以成型任意復(fù)雜的零件5原材料在成型中無化學(xué)變化,制件的翹曲變形小6原材料利用率高,壽命長7支撐去除簡單,無需化學(xué)清洗,分離容易8可直接制作彩色原型
缺點(diǎn):1成型表面有比較明顯的條紋2沿成型軸垂直的方向強(qiáng)度較弱3需要設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)4需要對整個截面進(jìn)行涂覆,成型時(shí)間長5原材料價(jià)格昂貴
2.5.3 熔融沉積工藝成型影響因素1材料性能的影響(熱收縮)2噴頭溫度和成型室溫度的影響...2.6.1 三位噴涂粘接工藝的原理
2.7 快速成型技術(shù)發(fā)展方向:1金屬零件的直接快速成型2概念創(chuàng)新與工藝改進(jìn)3數(shù)據(jù)優(yōu)化處理及分層方式的演變4快速成型設(shè)備的專用化和大型化5開發(fā)性能優(yōu)越的成型材料6成型材料系列化,標(biāo)準(zhǔn)化7噴射成型技術(shù)的廣泛應(yīng)用8梯度功能材料的應(yīng)用9組織工程材料快速成型10開發(fā)新的成型能源11拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域12集成化 3.2.1 光固化快速成型制造設(shè)備 3.2.5 三維噴涂粘接設(shè)備
4.1 CAD三維模型的構(gòu)建方法 1概念設(shè)計(jì),根據(jù)產(chǎn)品的要求或直接根據(jù)CAD軟件平臺上設(shè)計(jì)產(chǎn)品三維模型
2反求工程 在仿制產(chǎn)品時(shí)用掃描機(jī)對已有的產(chǎn)品實(shí)體進(jìn)行掃描,得到三維模型
反求的主要方法有三坐標(biāo)測量法,投影光柵法,激光三角形法,核磁共振和CT法一級自動斷層掃描法。常用的掃描機(jī)有傳統(tǒng)的坐標(biāo)測量機(jī),激光掃描機(jī),零件斷層掃描機(jī),以及CT和MRI。
4.2.1 STL文件的格式
二進(jìn)制和文本文件ASCII兩種格式。
ASCII是二進(jìn)制的六倍內(nèi)存。二進(jìn)制文件采用IEEE類型整數(shù)和浮動型小數(shù)。文件用84字節(jié)的頭文件和50字節(jié)的后述文件來描述一個三角形。
4.2.3 STL文件的基本規(guī)則 1取向規(guī)則2點(diǎn)點(diǎn)規(guī)則3取值規(guī)則4合法實(shí)體規(guī)則 常見的STL文件錯誤:1遺漏2退化面3模型錯誤
4.3.1 切片方法 1 STL切片(1直接STL切片2容錯切片3定層厚切片)2直接切片
4.4 Magics RP軟件是比利時(shí)Materialise公司推出的面向快速成型技術(shù)數(shù)據(jù)處理的大型STL數(shù)據(jù)編輯處理平臺。
Magics軟件施加支撐及切片過程:1STL文件載入2STL文件糾錯3模型擺放4自動施加支撐5人工修改支撐6切片處理
5.2.1 硅橡膠模具的特點(diǎn):良好的仿真性,強(qiáng)度和極低的收縮率
工藝流程:1原型表面處理2制作型框和固定型框3硅橡膠計(jì)量,混合并真空脫泡4硅橡膠澆注及固化5拆除型框,刀剖并取出原型。5.2.3 硅橡膠模具制作的若干問題
4.2.5 采用硅橡膠模具進(jìn)行樹脂材料真空注型的工藝流程:1清理硅橡膠,預(yù)熱模具2噴灑離型劑,組合硅膠模具3計(jì)量樹脂4脫泡混合,真空注型5溫室硬化,去出原型6原型后處理
5.3.1 電弧噴涂是將兩根待噴涂金屬絲作為自耗性電極,利用兩根金屬絲端部短路產(chǎn)生的電弧使絲材熔化,用壓縮空氣把已融化的金屬霧化成微滴,并使其加速,以很高的速度沉積到基體表面形成涂層。電弧噴涂制模的工序:1模型準(zhǔn)備2在模型上噴涂金屬3制作模具框架4澆注模具的填充材料5脫模,后序加工處理
電弧噴涂模具結(jié)構(gòu)
合理利用各種性能材料,從外到內(nèi),材料呈梯度分布。表面防護(hù)劑一般選用聚乙烯醇。6.1.1 Keltool法的工藝過程:用快速成型機(jī)制作模具型腔 以模具型腔為母模制作硅橡膠模具 向硅橡膠模具澆注混有樹脂粘結(jié)劑的金屬粉漿 粉漿固化后從硅膠模具中取出模具型腔坯 低溫?zé)Y(jié)模具型腔坯燒除樹脂粘結(jié)劑 高溫?zé)Y(jié)模具型腔坯并滲銅 模具型腔表面拋光 加入澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng) 模具型腔與模架安裝
6.3.2 德國快速成型設(shè)備開發(fā)商EOS公司開發(fā)的SLS設(shè)備 6.5.1 設(shè)置共形冷卻道
6.6.4 直接金屬三位打印制模技術(shù)
7.2 快速成型制造技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用:1概念模型可視化2涉及評價(jià)3裝配校核4性能和功能測試
7.4.1熔模鑄造過程 1澆注法制作熔模制造的消失型-蠟型2將蠟質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)澆注系統(tǒng)和蠟型組裝3將組裝后的蠟型與澆注系統(tǒng)浸入到陶瓷漿中,反復(fù)掛砂和干燥形成硬殼4想硬型殼中通入熱水或蒸汽,使蠟型熔化并排出,得到空型殼5硬型殼高溫焙燒,進(jìn)一步除去殘留的蠟,得到可進(jìn)行澆注融化后金屬的高強(qiáng)度陶瓷硬型殼6將陶瓷硬型殼預(yù)熱到一定溫度后,注入熔化金屬7冷卻后,除去陶瓷殼,得到工件和澆注系統(tǒng),再除去澆注系統(tǒng),得到金屬制件。8.2 系統(tǒng)軟硬件資源1造型軟件2結(jié)構(gòu)分析軟件3工藝仿真軟件4反求系統(tǒng)與數(shù)據(jù)擬合軟件5快速成型設(shè)備6快速模具制造設(shè)備7計(jì)算機(jī)工作站
第四篇:現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造技術(shù)教學(xué)大綱-BF300280
《現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造技術(shù)》教學(xué)大綱
學(xué) 分:2
總學(xué)時(shí)數(shù):36 理論學(xué)時(shí):18
實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí):18 面向?qū)I(yè):農(nóng)機(jī),機(jī)師,交通運(yùn)輸
大綱執(zhí)筆人:趙澤超 大綱審定人:
一、說明
1.課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)
三維機(jī)械設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)領(lǐng)域蓬勃發(fā)展的設(shè)計(jì)技術(shù),本課程通過SolidWorks的學(xué)習(xí),讓學(xué)生掌握三維機(jī)械設(shè)計(jì)的概念,理論和方法及三維設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的作用,了解當(dāng)前機(jī)械制造領(lǐng)域出現(xiàn)和使用的最新技術(shù)。本課程屬于理論學(xué)習(xí)和軟件設(shè)計(jì)相結(jié)合的課程,可以大大拓展學(xué)生的知識面和創(chuàng)造能力,掌握利用SolidWorks進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的方法。
2.課程教學(xué)的基本要求
通過本課程學(xué)習(xí),首先讓學(xué)生了解在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系。主要是掌握利用SolidWorks進(jìn)行草圖繪制、零件圖設(shè)計(jì)、裝配圖設(shè)計(jì)和工程圖設(shè)計(jì),掌握特征建模技術(shù)和設(shè)計(jì)過程全相關(guān)技術(shù),使得學(xué)生具有利用SolidWorks進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)的能力。
3.課程教學(xué)改革
采取課堂教學(xué)和上機(jī)練習(xí)相結(jié)合的方式,注重增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動手能力。在課堂教學(xué)時(shí),以多媒體課件為主講授,同時(shí)進(jìn)行軟件的實(shí)際操作,便于學(xué)生的理解。
二、課程教學(xué)大綱
(一)課程理論教學(xué)
第一章:現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造技術(shù)簡介(1學(xué)時(shí))介紹三維機(jī)械設(shè)計(jì)的基本知識和概念,了解機(jī)械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系;簡單介紹SolidWorks出現(xiàn)的背景和發(fā)展過程。
本章重點(diǎn)、難點(diǎn):三維設(shè)計(jì)的發(fā)展階段及標(biāo)志。
建議教學(xué)方法:通過機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程和利用計(jì)算機(jī)輔助三維設(shè)計(jì)對比,引起學(xué)生的興趣。思考題:1.三維設(shè)計(jì)發(fā)展過程中的幾個標(biāo)志是什么? 第二章:SolidWorks基礎(chǔ)(1學(xué)時(shí))SolidWorks的安裝;SolidWorks特點(diǎn);界面介紹;基本術(shù)語和概念;用戶化定制;利用SolidWorks進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過程;文件管理。
本章重點(diǎn)、難點(diǎn): 用戶化定制;設(shè)計(jì)樹與屬性樹;
建議教學(xué)方法:通過課件講授和軟件實(shí)際操作,使學(xué)生對SolidWorks軟件熟悉,并可以進(jìn)行草圖設(shè)計(jì)和用戶化定制。
思考題:用戶化定制有哪些內(nèi)容?
第三章:繪制草圖(1學(xué)時(shí))
介紹草圖繪制步驟,繪制工具,幾何關(guān)系,參考幾何體,3D草圖繪制; 本章重點(diǎn)、難點(diǎn):幾何關(guān)系;參考幾何體;3D草圖繪制;
建議教學(xué)方法:通過課件講授和軟件實(shí)際操作,使學(xué)生對SolidWorks軟件熟悉,并可以進(jìn)行草圖設(shè)計(jì)。
第四章:SolidWorks的特征造型技術(shù)(4學(xué)時(shí))
SolidWorks的重要特征造型技術(shù)包括:拉伸、圓角、倒角、拔模、旋轉(zhuǎn)與凸臺、放樣、掃描、抽殼、圓頂、加強(qiáng)筋等以及曲面建模技術(shù)。本章重點(diǎn)、難點(diǎn): 放樣特征和掃描特征的建立方法;筋特征的建立。
建議教學(xué)方法:通過課件講授和軟件實(shí)際操作,尤其是通過實(shí)例制作,使學(xué)生會利用SolidWorks軟件進(jìn)行各種零件特征的建立。
思考題: 1.如何在建立特征的過程中表達(dá)設(shè)計(jì)意圖?
2.放樣特征和掃描特征的設(shè)計(jì)步驟? 第五章:零件編輯(1學(xué)時(shí))
FeatureManager設(shè)計(jì)樹;編輯定義;特征屬性;特征管理;父子關(guān)系。
本章重點(diǎn)、難點(diǎn): 利用FeatureManager設(shè)計(jì)樹對零件特征進(jìn)行編輯和管理。
建議教學(xué)方法:通過課件講授和軟件實(shí)際操作,尤其是通過實(shí)例制作,使學(xué)生會利用FeatureManager設(shè)計(jì)樹進(jìn)行特征屬性的編輯和管理。
思考題: 1.零件特征屬性有哪些?
2.如何理解設(shè)計(jì)中的父子關(guān)系? 第六章:裝配體設(shè)計(jì)(4學(xué)時(shí))
裝配體設(shè)計(jì)方法(自頂向下和自底向上),裝配體的配合,零部件之間的約束關(guān)系,裝配體操作,裝配體配置,爆炸裝配體視圖,干涉檢查。
本章重點(diǎn)、難點(diǎn): 自底向上的裝配體設(shè)計(jì);裝配體的配合關(guān)系如何確定;裝配體的爆炸圖。建議教學(xué)方法:通過課件講授和軟件實(shí)際操作,尤其是通過實(shí)例制作,使學(xué)生會利用已有零件進(jìn)行裝配,并生成爆炸圖。
思考題: 1.如何理解自頂向下和自底向上的裝配體設(shè)計(jì)順序? 2.裝配過程中配合關(guān)系的確定?
3.在裝配體的爆炸圖生成過程中,應(yīng)注意哪些問題? 第七章:庫特征(1學(xué)時(shí))
庫特征的建立和作用,將庫特征添加到零件,庫特征的編輯,調(diào)色板特征。本章重點(diǎn)、難點(diǎn):庫特征的建立和編輯;調(diào)色板特征。
建議教學(xué)方法:通過課件講授和軟件實(shí)際操作,尤其是通過實(shí)例制作,使學(xué)生會建立庫特征和調(diào)色板特征。
思考題:1.庫特征的作用;
2.調(diào)色板特征與庫特征的區(qū)別。第八章:工程圖設(shè)計(jì)(2學(xué)時(shí))
工程圖設(shè)置,標(biāo)準(zhǔn)工程圖,派生工程圖,視圖編輯,出詳圖,工程圖中的尺寸標(biāo)注,工程圖打印。材料明細(xì)表及零件序號。
本章重點(diǎn)、難點(diǎn):工程圖的設(shè)置和生成;工程圖中的尺寸標(biāo)注;材料明細(xì)表的生成。
建議教學(xué)方法:通過課件講授和軟件實(shí)際操作,尤其是通過實(shí)例制作,使學(xué)生會利用已有零件進(jìn)行工程圖的生成,并完善成為生產(chǎn)用圖紙。
思考題:1.如何生成符合國家標(biāo)準(zhǔn)的工程圖?
2.如何生成材料明細(xì)表。第九章:鈑金設(shè)計(jì)(1學(xué)時(shí))
鈑金特征,鈑金零件設(shè)計(jì),鈑金特征編輯,鈑金成型工具,工程圖。本章重點(diǎn)、難點(diǎn):鈑金特征的設(shè)計(jì)和編輯。
建議教學(xué)方法:通過課件講授和軟件實(shí)際操作,尤其是通過實(shí)例制作,使學(xué)生會進(jìn)行鈑金零件的設(shè)計(jì)和工程圖的生成。
思考題:1.鈑金選項(xiàng)的設(shè)定有哪些內(nèi)容?
2.鈑金成型工具的作用是什么 第十章:焊接(1學(xué)時(shí))
焊接類型,編輯焊接零件,在裝配體零部件之間焊縫,添加焊接符號。本章重點(diǎn)、難點(diǎn):在裝配體零部件之間焊縫 建議教學(xué)方法:通過課件講授和軟件實(shí)際操作,尤其是通過實(shí)例制作,使學(xué)生會編輯焊接零件并會在裝配體零部件之間焊縫。
思考題:在裝配體零部件之間添加焊縫的步驟和注意事項(xiàng)。第十一章:輸入和輸出(0.5學(xué)時(shí))
各種類型文件的輸入和輸出,即SolidWorks與其他CAD軟件的兼容性問題。本章重點(diǎn)、難點(diǎn):DWG文件的輸入輸出
建議教學(xué)方法:通過課件講授和軟件實(shí)際操作,尤其是通過實(shí)例制作,使學(xué)生會進(jìn)行各種類型文件的輸入和輸出。
思考題:輸入和輸出功能在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中有何好處?
第十章:OLE對象鏈接和嵌入(0.5學(xué)時(shí))鏈接和嵌入對象,輸入和輸出文件類型。
本章重點(diǎn)、難點(diǎn):SolidWorks軟件和其他Windows軟件的對象鏈接和嵌入。
建議教學(xué)方法:通過課件講授和軟件實(shí)際操作,尤其是通過實(shí)際操作,使學(xué)生會進(jìn)行對象的鏈接和嵌入。
思考題:對象鏈接和嵌入時(shí)應(yīng)注意哪些問題?
(二)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)
本課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)共18學(xué)時(shí),共設(shè)9個實(shí)驗(yàn),分別如下: 實(shí)驗(yàn)一
SolidWorks入門(2學(xué)時(shí))會進(jìn)行SolidWorks的安裝;會使用SolidWorks自帶的教程;熟悉SolidWorks的界面和簡單操作;SolidWorks的用戶化定制;會進(jìn)行草圖繪制。
實(shí)驗(yàn)二
簡單零件特征造型技術(shù)(2學(xué)時(shí))
利用實(shí)例,掌握利用SolidWorks完成拉伸、圓角、倒角、拔模、旋轉(zhuǎn)與凸臺、抽殼、圓頂、加強(qiáng)筋等特征。
實(shí)驗(yàn)三
高級零件建模技術(shù)(2學(xué)時(shí))
掌握放樣、掃描、螺旋線、曲面建模技術(shù),并學(xué)習(xí)零件的編輯技術(shù)。實(shí)驗(yàn)四
基本裝配技術(shù)(2學(xué)時(shí))
利用實(shí)例學(xué)習(xí)SolidWorks的裝配過程,理解裝配過程中的配合關(guān)系的確定。掌握自頂向下和自底向上的裝配方法。
實(shí)驗(yàn)五
高級裝配技術(shù)(2學(xué)時(shí))
在裝配過程中生成零件;裝配體的配置;爆炸裝配視體圖;裝配體編輯。實(shí)驗(yàn)六
工程圖設(shè)計(jì)(2學(xué)時(shí))
工程視圖的生成過程;工程圖模板的建立;標(biāo)準(zhǔn)工程視圖;派生的工程視圖;視圖的操縱、對齊和顯示、區(qū)域剖面線。
實(shí)驗(yàn)七
工程圖中的尺寸標(biāo)注(2學(xué)時(shí))
尺寸選項(xiàng);尺寸選項(xiàng)的修改;各種尺寸標(biāo)注;文字的生成和修改。材料明細(xì)表的生成和修改。實(shí)驗(yàn)八
鈑金零件的建模(2學(xué)時(shí))
鈑金特征;設(shè)計(jì)鈑金零件;編輯鈑金特征;使用鈑金成型工具;生成鈑金零件的工程圖。實(shí)驗(yàn)九
焊接、庫特征和對象鏈接和嵌入(2學(xué)時(shí))
焊接類型;添加焊縫;編輯焊接零部件;建立和編輯庫特征;SolidWorks和其它Windows程序的鏈接和嵌入。
三、本課程考核方式、方法
課程的考核以上機(jī)操作為主,主要是考核學(xué)生利用SolidWorks進(jìn)行零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖設(shè)計(jì)的實(shí)際能力,使得學(xué)生通過學(xué)習(xí),能夠利用SolidWorks進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。
附:本課程建議使用教材,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書及參考書目:
建議使用教材:《SolidWorks2001精通和提高》趙汝嘉主編 機(jī)械工業(yè)出版社 主要參考書目:《SolidWorks2001中文版實(shí)用技術(shù)精粹》邢啟恩主編 清華大學(xué)出版社 《機(jī)械CAD技術(shù)基礎(chǔ)》 童秉樞主編 清華大學(xué)出版社
《精通SolidWorks》 賴高良主編 中國青年出版社
第五篇:2013湖工大快速成型與快速模具制造技術(shù)及其應(yīng)用考試重點(diǎn)總結(jié)
快速成型工藝基本原理:基于離散堆積原理的累加式成型,從成型原理上提出了一種全新的思維模式,即將計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)的零件三維模型,表面三角化處理,存儲成STL文件格式,對其進(jìn)行分層處理,得到各層截面的二維輪廓信息,按照這些輪廓信息自動生成加工路徑,在控制系統(tǒng)的控制下,選擇性的固化或燒結(jié)或切割一層層的成型材料,形成各個截面輪廓薄片,并逐步順序疊加成三維實(shí)體,然后進(jìn)行實(shí)體的后處理,形成原型。
快速成型:1液態(tài)(SLA FDM)2粉末粒子(SLS)3薄層材料(LOM)
在SLA系統(tǒng)中,掃描器件采用雙振鏡模塊。設(shè)置在激光束的匯聚光路中,由于雙振鏡在光路中前后布置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),造成掃描軌跡在X軸向的枕形畸形。當(dāng)掃描到正方形圖形時(shí),掃描軌跡并非一個標(biāo)準(zhǔn)的正方形,而是出現(xiàn)枕形畸形。
激光掃描方式對成型精度的影響:掃描方式與成型工件的內(nèi)應(yīng)力有密切關(guān)系,合適的掃描方式可以減少零件的收縮量,避免翹曲和扭曲變形,提高成型精度。Z字形掃描方式:順序往復(fù)掃描1過程太多,會出現(xiàn)嚴(yán)重的拉絲現(xiàn)象;2會產(chǎn)生嚴(yán)重的振動和噪聲,降低加工效率;分區(qū)往復(fù)掃描:提高成型效率,分散收縮應(yīng)力,減小收縮變形,提高成型精度;跳躍光柵式掃描可分為長光柵和短光柵式掃描:采用短光柵式掃描更能減小扭曲變形;采用跳躍光柵式掃描有效的提高了成型精度,它使得固話區(qū)域有更多的冷卻時(shí)間,減小了熱應(yīng)力;對平面零件時(shí)采用螺旋式掃描方式,且外向內(nèi)的掃描方式比內(nèi)向外的掃描方式加工生產(chǎn)零件精度高.傳統(tǒng)的SLA制造技術(shù):利用激光或者其他光源照射光敏樹脂,使光敏樹脂分子發(fā)生光聚合反應(yīng)形成較大的分子實(shí)現(xiàn)樹脂的固化。
單光子吸收光聚合反應(yīng)SPA:光固化過程中樹脂分子對光能的吸收是以單個光子為單位。雙光子吸收光聚合反應(yīng):以雙光子吸收效應(yīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)光固化成型過程中單光子吸收的過程。疊層實(shí)體制造技術(shù)LOM:(Laminated Object Manufacturing,簡稱LOM)是幾種最成熟的快速成型制造技術(shù)之一。它以片材(如紙片、塑料薄膜或復(fù)合材料)為原材料,激光切割系統(tǒng)按照計(jì)算機(jī)提取的橫截面輪廓線數(shù)據(jù),將背面涂有熱熔膠的紙用激光切割出工件的內(nèi)外輪廓。切割完一層后,送料機(jī)構(gòu)將新的一層紙疊加上去,利用熱粘壓裝置將已切割層粘合在一起,然后再進(jìn)行切割,這樣一層層地切割、粘合,最終成為三維工件。LOM常用材料是紙、金屬箔、塑料膜、膜等,此方法除了可以制造模具、模型外,還可以直接制造結(jié)構(gòu)件或功能件。
選擇性激光燒結(jié)SLS:利用粉末狀材料(金屬粉末或者非金屬粉末)在激光照射下燒結(jié)的原理,在計(jì)算機(jī)控制下層層堆積成形的。將材料粉末鋪灑在已成形零件的上表面,并刮平?;赟LS工藝的金屬零件間接制造工藝過程:分為三個階段;一是SLS原型件(綠件)的制作;二是粉末燒結(jié)件(褐件)的制作;三是金屬溶滲后處理
激光功率對選擇性激光燒結(jié)工藝強(qiáng)度的影響:隨著激光功率增加,尺寸誤差項(xiàng)正方向增大,并且厚度方向的增大趨勢要比長寬方向的尺寸誤差大;當(dāng)激光功率增大時(shí),強(qiáng)度也隨著增大,當(dāng)增大到一定程度時(shí),粉末顆粒完全熔化到固化,強(qiáng)度也隨著有很大的提升;當(dāng)激光功率過大時(shí)會加劇因熔固收縮而導(dǎo)致的制件翹曲變形;
掃描方式的影響:熔融沉積快速成型工藝方法中掃描方式分為:螺旋掃描、偏置掃描、回旋掃描等;通常,偏置掃描成型的輪廓尺寸精度容易保證,回轉(zhuǎn)掃描路徑生成簡單,但是輪廓精度較差;采用一種復(fù)合掃描方式,即外輪廓用偏置,內(nèi)部應(yīng)回轉(zhuǎn)掃描,這樣既提高表面精度,又簡化掃描過程,提高掃描效率。掃描方式與原型的內(nèi)應(yīng)力密切相關(guān),合適的掃描方式降低原型內(nèi)應(yīng)力的累積,有效防止零件的翹曲變形。
AJS與傳統(tǒng)的FDM的不同之處:1FDM工藝一般采用低熔點(diǎn)絲狀材料,如蠟絲或ABS塑料絲,如果采用高熔點(diǎn)的熱塑性復(fù)合材料,或?qū)τ谝恍┎灰准庸こ山z材的材料,如EVA材料,就相當(dāng)困難。2所選的空氣壓縮機(jī)可提供1MPA范圍內(nèi)任何大小的氣壓,能準(zhǔn)確控制到使送入加熱室的壓縮氣體壓力恒定。壓力裝置結(jié)構(gòu)簡單,提供的壓力穩(wěn)定可靠,成本低。3.傳統(tǒng)的FDM有較重的送絲機(jī)構(gòu)為噴頭輸送原料,原理類似于活塞,難免會有由于送絲滾輪的往復(fù)運(yùn)動,導(dǎo)致擠出過程不連續(xù)和因振動較大而產(chǎn)生的運(yùn)動慣性對噴頭定位定位精度的影響。改進(jìn)后AJS系統(tǒng)由于沒有送絲部分而使噴頭變得輕巧,減小了機(jī)構(gòu)的振動,提高了成型精度
光掩膜法:
光掩膜法的工藝特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):1不需要設(shè)計(jì)支持結(jié)構(gòu);2零件的成型速度不受復(fù)雜程度的影響,只與體積有關(guān)。樹脂瞬時(shí)曝光,速度快,整層一次成型,效率高。3精度高,相對精度約在0.1%左右;4最適合制作多件原型,制作過程中可隨意選不同零件的制作次序,一個零件末制作完時(shí),可以先制作另一個零件,再回過頭來繼續(xù)做未完成的零件;5模型內(nèi)應(yīng)力小,變形小,適合制作大型件;6制作過程在發(fā)現(xiàn)錯誤,可以將錯誤層銑去,重新制作此層; 缺點(diǎn):1樹脂和石蠟的浪費(fèi)較大,且工序復(fù)雜;2設(shè)備占地大,噪聲高,維護(hù)費(fèi)用昂貴;3可選材料少,使用材料有毒,且需要密封避光保持;4制作過程,感光過度會使樹脂材料失效;5后處理過程需要除蠟;
快速成型工藝對成型材料性能的總體要求有如下幾個方面:1適應(yīng)逐層累加方式的快速成型建造模式;2在快速成型建造方式下,能快速實(shí)現(xiàn)層內(nèi)建造及層間連接;3制作的原型具有一定的尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性;4確保原型具有一定力學(xué)性能及性能穩(wěn)定性;5無毒無污染; 混雜型光固化樹脂的優(yōu)點(diǎn):1環(huán)狀聚合物進(jìn)行陽離子開環(huán)聚合時(shí),體積收縮很小甚至產(chǎn)生膨脹,而自由基體系總有明顯的收縮?;祀s型體系可以設(shè)計(jì)成無收縮的聚合物;2當(dāng)系統(tǒng)中有堿性雜質(zhì)時(shí),陽離子聚合的誘導(dǎo)期較長,而自由基聚合的誘導(dǎo)期較短,混雜型體系可以提供誘導(dǎo)期短而聚合速度穩(wěn)定的聚合系統(tǒng);3在光照消失后陽離子仍引發(fā)聚合,故混雜體系能克服光照消失后自由基迅速失活而使聚合終結(jié)的缺點(diǎn);
光固化成型材料根據(jù)工藝和原型使用要求,要求具有粘度低、流平快、固化速度快、固化收縮小、溶脹小、毒性小等性能特點(diǎn);
對于LOM成型材料的紙材,有以下要求:1抗?jié)裥?;(保證紙?jiān)喜粫蜷L時(shí)間吸水,不會因?yàn)檫^兒產(chǎn)生變形及粘接不牢)2良好的浸濕性(保證良好的涂膠性能);3抗拉強(qiáng)度(保證加工過程不被拉斷);4收縮率?。釅哼^程中不會應(yīng)部分水分損失導(dǎo)致變形);5剝離性能好(如果剝離破壞發(fā)生在紙張內(nèi),要求抗拉強(qiáng)度不是很大);6易打磨,表面光滑;7穩(wěn)定性(成型零件可長時(shí)間保存)
STL文件的格式 二進(jìn)制和文本文件ASCII兩種格式。STL文件的主要優(yōu)勢在于表達(dá)簡單清晰,文件中只包含相互相接的三角形片面節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)及其外法向量;其實(shí)質(zhì)是用許多細(xì)小的空間三角形面來逼近還原CAD實(shí)體模型類似于實(shí)體數(shù)據(jù)模型
ASCII是二進(jìn)制的六倍內(nèi)存。
二進(jìn)制文件采用IEEE類型整數(shù)和浮動型小數(shù)。文件用84字節(jié)的頭文件和50字節(jié)的后述文件來描述一個三角形。(上述的面目錄一般是以三角形法向量的三坐標(biāo)開始的,該法向量指向面的外側(cè)并且是一個單位長,順序是X,Y,Z,法向量的方向符合右手定則)STL文件的基本規(guī)則 1取向規(guī)則2點(diǎn)點(diǎn)規(guī)則3取值規(guī)則4合法實(shí)體規(guī)則
常見的STL文件錯誤:1遺漏2退化面3模型錯誤
STL中分割基本原理:將一個STL文件分成兩個新STL文件,即用多個面將一個STL模型分成若干個部分,每部分重新構(gòu)成一個STL模型,每個新STL文件對應(yīng)一個新生產(chǎn)的STL模型; 根據(jù)切片原理:實(shí)體中的某些三角形平面上的邊與切割平面相交,所有的交點(diǎn)組成平面上的離散點(diǎn)集合。這些離散點(diǎn)經(jīng)過排序后形成諾干個封閉的環(huán),這些封閉環(huán)構(gòu)成了三維實(shí)體與切割平面相交的截面輪廓線;采用有界區(qū)域三角形網(wǎng)格化之前,對內(nèi)外環(huán)進(jìn)行處理:外環(huán)上節(jié)點(diǎn)要按逆時(shí)針方向排序;內(nèi)環(huán)上節(jié)點(diǎn)按順時(shí)針方向排序;其次,諾有內(nèi)環(huán),必須確定內(nèi)環(huán)和外環(huán)的相對位置:一個外環(huán)包括一個或者諾干個內(nèi)環(huán)、一個內(nèi)環(huán)對應(yīng)一個外環(huán);
什么是奇異點(diǎn):分層處理時(shí),諾有三角形頂點(diǎn)落在切平面上,則稱該頂點(diǎn)為奇異點(diǎn)。什么是搜索求交:主要工作是依次取出組成實(shí)體表面的每一個三角形面片,判斷它是否與切平面相交,諾相交,則計(jì)算出兩交點(diǎn)坐標(biāo);
選擇性激光燒結(jié)采用CO2激光器對粉末材料(如蠟粉、PS粉、ABS粉、尼龍粉、金屬粉、覆膜陶瓷粉)進(jìn)行選擇性燒結(jié)。是一種將離散點(diǎn)一層一層堆積成三維實(shí)體的工藝方法
快速模具制造一般分為直接法和間接法兩大類;直接制模法是直接采用RP技術(shù)制作模具,直接制作金屬是選擇性激光燒結(jié)法(SLS法)。此法制造鋼銅合金注塑模,此法在燒結(jié)過程中,材料發(fā)生較大收縮且不易控制,故難快速得到高精度的模具。基于RP快速制造模具的方法多為間接制模法指利用RP原型間接地翻制模具,分為軟質(zhì)模具和硬質(zhì)模具。存在大面積平面形狀的原型,貼好分型面后,應(yīng)合理選定澆道的位置及方向。
環(huán)氧樹脂快速制模一般采用常溫、常壓條件下的靜態(tài)澆注,固化后無須或僅需少量的切削加工,根據(jù)模具情況對外形略作修整,大大節(jié)省制作的時(shí)間和花費(fèi)。
低粘度的環(huán)氧樹脂具有較好的流動性,對保證樹脂模具有良好的復(fù)制性很重要。低粘度有利于樹脂混合物的除氣,提高樹脂材料的致密性。環(huán)氧樹脂混合物的固化收縮率應(yīng)該盡可能地低,才能嚴(yán)格控制環(huán)氧樹脂模具的收縮畸變,并保證其制造精度,可以通過在環(huán)氧樹脂混合物中加入填料的方法實(shí)現(xiàn)。