深圳雙十精密加工和超精密加工概念的擴展
Date:2020/12/24 9:03:46 / Read: / Source:本站
深圳雙十精密加工和超精密加工概念的擴展
1材料的生長堆積加工
長期以來,人們對加工的概念總是局限于經過各種各樣的切削等加工,從毛坯上將多余的
材料分離出去而形成零件。近年來,出現了采用生長、堆積方法來生成零件.在加工過程中,
材料由少變多,逐步增長,與分離去除的原理正好相反,這種在加工概念上的變化,具有十分
重要的意義。
材料的生長堆積加工大體上可以分為以下幾類。
(1)生長如分子束外延、電鑄、拉單晶等都是使材料逐漸增長,形成毛坯或零件。例
如,電動剃須刀的網刃就是用精密電鑄的方法制成的,其制作過程如圖0-t所示。
1)在銅板或鋁板上涂數光致抗蝕劑,將所豁圖形的照相底板與它貼緊,進行曝光、顯影、
定影后
2)
得到由導休區(銅或鋁)和絕緣區(光致抗蝕劑)酬成的所需圖形·稱為光刻。
如果需要曲面網刃,則應將具有抗蝕劑圖形的金屬板彎曲成形。
3)電鍍沉積鎳至一定厚度。
4)將鎳質網刃從金屬板上剝離下來,即可得到所需網刃。對于銅板,在電鍍之前,應進
行分離處理,以便鎳質網刃能剝離下來。
(2)堆積如涂層、電鍍、刷鍍、堆焊等是在工件表面上堆積一層,其目的是改變工件表
層的物理、力學性質(耐磨、防蝕、裝飾等),或為了增大零件的尺寸,以便進行修復。以磁盤為
例,它是計算機的信息載體,分為硬磁盤和軟磁盤兩種,其制作過程如下:
I)基片成形加工對于硬磁盤是用特制的材質均勻的鋁板,剪切沖制后在超精密金剛石刀
具車削成形,表面達鏡面后消除殘余應力并進行氧化保護;對于軟磁盤,可采用精密注塑成形。
2)磁性材料的涂敷將Y三氧化二鐵微粉與枯接劑混合均勻后涂敷于基片表面上,磁粉
與粘接劑混合均勻和涂敷均勻十分關鍵,為此可采用球磨混合方法和離心力甩涂方法,甩涂
時,基片旋轉,使涂料流滿,繼而高速旋轉,利用離心力使所涂厚度均勻并達到所需層厚,然
后進行干燥;同樣,在基片反面也行涂敷。這種方法通常稱之為甩涂,或稱離心涂敷。
磁性材料涂敷的方法很多,常用的還有電鍍、印刷等,可得到高質量的涂層。
3)涂層面的精密加工利用精密研磨、精密砂帶研拋等使涂層面得到高精度和低表面粗
糙度。之后,對于甩涂盤,還要進行高點鏟刮工藝,去除涂層表面因磁粉與枯接劑混合不勻所
形成的高點。
(3)分層制造即快速成形制造(RPM-Rapid Prototype (Part) Mandachiring),又稱快速原型
(零件)制造??煞譃槠矫娣謱?、曲面分層和卷繞成形制造三大類。平面分層的原理是將一個三
維實體在某坐標上分割為若干層有一定厚度的三維實體,由于層厚很小,可按二維實體制造,
再將它們堆積起來構成三維實體零件。很明顯,零件分割的層數越多,則層厚越小,所堆積的
零件精度越高,因此,分層所需的處理工作量很大,計算機技術的發展提供了有利條件。
目前,平面快速成形制造方法很多,主要有:
1)光固化立體造型其原理如圖0-2a所示,液槽中盛有紫外激光固化的液態光敏樹脂,
開始成形時,工作臺臺面在液面下一個層高,將激光聚焦至光固化樹脂表面,按該層圖形進行
掃描,完成一個層面的固化建造。繼而升降臺帶動工作臺下降一個層高,使液面筱蓋一層,形
成第二層樹脂,再按第二層圖形進行掃描,第二個層面固化并與第一層面牢固地粘在一起,如
此重復,直至零件造型完畢。
2)分層實體制造其示意圖如圖0-2b所示,采用激光或刀具從箔材(金屬、紙等)上切割
出一個層面,并將非零件所需部分切成小塊以便去除,再在層面上鋪上一層箱材。用熱壓輥輾
壓以固化粘接劑,使新鋪上的一層箱材平整地牢固地枯接在前一層上,切剖該層圖形,如此反
復將所有層面切割出迭加而成三維實體零件。
3)選擇性激光燒結其原理如圖0-2。所示,先在工作臺上鋪上一層密實平整的粉末,用
激光束聚焦按所需層面圖形掃描,從而熔結成一個層面,再在其上鋪上一層粉末,進行第二層
熔結,并與第一層熔接,如此迭加成一個三維實休粉末燒結零件。它又分為直接熔接和間接熔
接兩種,前者為直接熔化粉末,多用于非金屬;后者為熔化粉末表面的枯接涂層,形成半成
品,再進行燒結,多用于金屬粉末。
4)熔融沉積成形其原理如圖0-2d所示,將絲狀熱熔性材料(如蠟、尼龍、塑料等)通過一
個熔化器熔化,由一個噴頭擠壓出絲,按層面圖形沉積一個層面,然后用同樣方法建造第二個
層面,并與前一個層面熔結在一起,這樣層層掃描堆積形成一個三維實體。
S)噴射印刷成形其制作原A如圖0-2e所示,將熱熔成形材料熔融后由噴頭噴出,掃描
成形建造出一個層面,逐層堆積形成三維實體零件。
快速成形制造多用于零件、模具、飾品、人造臟器等制造。
1材料的生長堆積加工
長期以來,人們對加工的概念總是局限于經過各種各樣的切削等加工,從毛坯上將多余的
材料分離出去而形成零件。近年來,出現了采用生長、堆積方法來生成零件.在加工過程中,
材料由少變多,逐步增長,與分離去除的原理正好相反,這種在加工概念上的變化,具有十分
重要的意義。
材料的生長堆積加工大體上可以分為以下幾類。
(1)生長如分子束外延、電鑄、拉單晶等都是使材料逐漸增長,形成毛坯或零件。例
如,電動剃須刀的網刃就是用精密電鑄的方法制成的,其制作過程如圖0-t所示。
1)在銅板或鋁板上涂數光致抗蝕劑,將所豁圖形的照相底板與它貼緊,進行曝光、顯影、
定影后
2)
得到由導休區(銅或鋁)和絕緣區(光致抗蝕劑)酬成的所需圖形·稱為光刻。
如果需要曲面網刃,則應將具有抗蝕劑圖形的金屬板彎曲成形。
3)電鍍沉積鎳至一定厚度。
4)將鎳質網刃從金屬板上剝離下來,即可得到所需網刃。對于銅板,在電鍍之前,應進
行分離處理,以便鎳質網刃能剝離下來。
(2)堆積如涂層、電鍍、刷鍍、堆焊等是在工件表面上堆積一層,其目的是改變工件表
層的物理、力學性質(耐磨、防蝕、裝飾等),或為了增大零件的尺寸,以便進行修復。以磁盤為
例,它是計算機的信息載體,分為硬磁盤和軟磁盤兩種,其制作過程如下:
I)基片成形加工對于硬磁盤是用特制的材質均勻的鋁板,剪切沖制后在超精密金剛石刀
具車削成形,表面達鏡面后消除殘余應力并進行氧化保護;對于軟磁盤,可采用精密注塑成形。
2)磁性材料的涂敷將Y三氧化二鐵微粉與枯接劑混合均勻后涂敷于基片表面上,磁粉
與粘接劑混合均勻和涂敷均勻十分關鍵,為此可采用球磨混合方法和離心力甩涂方法,甩涂
時,基片旋轉,使涂料流滿,繼而高速旋轉,利用離心力使所涂厚度均勻并達到所需層厚,然
后進行干燥;同樣,在基片反面也行涂敷。這種方法通常稱之為甩涂,或稱離心涂敷。
磁性材料涂敷的方法很多,常用的還有電鍍、印刷等,可得到高質量的涂層。
3)涂層面的精密加工利用精密研磨、精密砂帶研拋等使涂層面得到高精度和低表面粗
糙度。之后,對于甩涂盤,還要進行高點鏟刮工藝,去除涂層表面因磁粉與枯接劑混合不勻所
形成的高點。
(3)分層制造即快速成形制造(RPM-Rapid Prototype (Part) Mandachiring),又稱快速原型
(零件)制造??煞譃槠矫娣謱?、曲面分層和卷繞成形制造三大類。平面分層的原理是將一個三
維實體在某坐標上分割為若干層有一定厚度的三維實體,由于層厚很小,可按二維實體制造,
再將它們堆積起來構成三維實體零件。很明顯,零件分割的層數越多,則層厚越小,所堆積的
零件精度越高,因此,分層所需的處理工作量很大,計算機技術的發展提供了有利條件。
目前,平面快速成形制造方法很多,主要有:
1)光固化立體造型其原理如圖0-2a所示,液槽中盛有紫外激光固化的液態光敏樹脂,
開始成形時,工作臺臺面在液面下一個層高,將激光聚焦至光固化樹脂表面,按該層圖形進行
掃描,完成一個層面的固化建造。繼而升降臺帶動工作臺下降一個層高,使液面筱蓋一層,形
成第二層樹脂,再按第二層圖形進行掃描,第二個層面固化并與第一層面牢固地粘在一起,如
此重復,直至零件造型完畢。
2)分層實體制造其示意圖如圖0-2b所示,采用激光或刀具從箔材(金屬、紙等)上切割
出一個層面,并將非零件所需部分切成小塊以便去除,再在層面上鋪上一層箱材。用熱壓輥輾
壓以固化粘接劑,使新鋪上的一層箱材平整地牢固地枯接在前一層上,切剖該層圖形,如此反
復將所有層面切割出迭加而成三維實體零件。
3)選擇性激光燒結其原理如圖0-2。所示,先在工作臺上鋪上一層密實平整的粉末,用
激光束聚焦按所需層面圖形掃描,從而熔結成一個層面,再在其上鋪上一層粉末,進行第二層
熔結,并與第一層熔接,如此迭加成一個三維實休粉末燒結零件。它又分為直接熔接和間接熔
接兩種,前者為直接熔化粉末,多用于非金屬;后者為熔化粉末表面的枯接涂層,形成半成
品,再進行燒結,多用于金屬粉末。
4)熔融沉積成形其原理如圖0-2d所示,將絲狀熱熔性材料(如蠟、尼龍、塑料等)通過一
個熔化器熔化,由一個噴頭擠壓出絲,按層面圖形沉積一個層面,然后用同樣方法建造第二個
層面,并與前一個層面熔結在一起,這樣層層掃描堆積形成一個三維實體。
S)噴射印刷成形其制作原A如圖0-2e所示,將熱熔成形材料熔融后由噴頭噴出,掃描
成形建造出一個層面,逐層堆積形成三維實體零件。
快速成形制造多用于零件、模具、飾品、人造臟器等制造。
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