[实用新型]数控塑料薄层沉积铸型机

说明书

技术领域

本实用新型属于零件三维模型快速成型技术，尤其涉及一种数控塑料薄层沉积铸型机。

背景技术

目前，快速成型应用的领域几乎包括了制造领域的各个行业，在医疗、人体工程、文物保护等行业也得到了越来越广泛的应用。零件三维模型快速成型技术属于离散/堆积成型。它从成型原理上提出一个全新的思维模式维模型，即将计算机上制作的零件三维模型，进行网格化处理并存储，对其进行分层处理，得到各层截面的二维轮廓信息，按照这些轮廓信息自动生成加工路径，由成型头在控制系统的控制下，选择性地固化或切割一层层的成型材料，形成各个截面轮廓薄片，并逐步顺序叠加成三维坯件.然后进行坯件的后处理，形成零件。快速成型的工艺过程具体如下：1)产品三维模型的构建。由于RP系统是由三维CAD模型直接驱动，因此首先要构建所加工工件的三维CAD模型。该三维CAD模型可以利用计算机辅助设计软件(如Pro/E，I-DEAS，Solid Works，UG等)直接构建，也可以将已有产品的二维图样进行转换而形成三维模型，或对产品实体进行激光扫描、CT断层扫描，得到点云数据，然后利用反求工程的方法来构造三维模型。2)三维模型的近似处理。由于产品往往有一些不规则的自由曲面，加工前要对模型进行近似处理，以方便后续的数据处理工作。由于STL格式文件格式简单、实用，目前已经成为快速成型领域的准标准接口文件。它是用一系列的小三角形平面来逼近原来的模型，每个小三角形用3个顶点坐标和一个法向量来描述，三角形的大小可以根据精度要求进行选择。典型的CAD软件都带有转换和输出STL格式文件的功能。3)三维模型的切片处理。根据被加工模型的特征选择合适的加工方向，在成型高度方向上用一系列一定间隔的平面切割近似后的模型，以便提取截面的轮廓信息。4)成型加工。根据切片处理的截面轮廓，在计算机控制下，相应的成型头(激光头或喷头)按各截面轮廓信息做扫描运动，在工作台上一层一层地堆积材料，然后将各层相粘结，最终得到原型产品。5)成型零件的后处理。从成型系统里取出成型件，进行打磨、抛光、涂挂，或放在高温炉中进行后烧结，进一步提高其强度。快速成型特术具有的重要特征：1)可以制造任意复杂的三维几何实体。2)快速性。通过对一个CAD模型的修改或重组就可获得一个新零件的设计和加工信息。从几个小时到几十个小时就可制造出零件，具有快速制造的突出特点。3)高度柔性。无需任何专用夹具或工具即可完成复杂的制造过程，快速制造工模具、原型或零件。4)快速成型技术实现了机械工程学科多年来追求的两大先进目标.即材料的提取(气、液固相)过程与制造过程一体化和设计(CAD)与制造(CAM)一体化。5)与反求工程(ReverseEngineering)、CAD技术、网络技术、虚拟现实等相结合，成为产品决速开发的有力工具。快速成型技术根据成型方法可分为两类：基于激光及其他光源的成型技术(Laser Technology)，例如：光固化成型(SLA)、分层实体制造(LOM)、选域激光粉末烧结(SLS)、形状沉积成型(SDM)等；基于喷射的成型技术(Jetting Technoloy)，例如：熔融沉积成型(FDM)、三维印刷(3DP)、多相喷射沉积(MJD)。其中FDM(熔融沉积成型)工艺是由美国学者Scott Crump于1988年研制成功。FDM的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、尼龙等。以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速凝固，并与周围的材料凝结。目前较常用的快速成型技术，尤其是国内是采用三维打印机的方式。三维打印机都是国外品牌，按产品的强度和用途大致分为两个方向；一种用于模型展示，强度低，一般用淀粉或些柔软弹性较大材料做出成品，颜色多样可选择，如美国3D PRINTER等；另一种就是工业塑料模型，强度高，接近塑料件的强度，直接可使用，强调采用单一的工程塑料粉末做原料，原料价格昂贵，如DIMENSION。三维打印机采用工程塑料进行喷涂粉末，再加热成型的方式。优点是操作简单，一般办公室人员无须培训，只要有一定格式的三维建模图就可以操作；缺点是耗材价格昂贵，只能用指定的材料，必须要向专业生产的公司购买，打印成本高。虽然快速成型技术应用的领域非常广泛，但是快速成型设备使用的耗材成本昂贵，阻止了快速成型技术的推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种数控塑料薄层沉积铸型机，成型可选用多种塑料的颗粒母料，克服必须指定材料，导致耗材价格昂贵的缺陷；采用原料垂直移动注塑并与工作台移动组成复合式空间运动轨迹，形成立体塑料堆积工件及伴随塑料模型。