南通3D打印

南通3D打印

当前位置: 南通3D打印 > 企业新闻 > 汽车零部件制造的创新之路与技术突破

汽车零部件制造的创新之路与技术突破

更新时间: 2024-12-19 14:50:53  查看次数: 152    

3D 打印出现后,因为它成本低、研发周期短,还能随便做出各种复杂的零件,正好能满足汽车企业的各种需求。3D 打印的过程是这样的:首先用软件或者点云数据得到模型文件,然后对这些数据进行预处理,把错误的地方修好,再经过分层、选好路径填充方式、决定要不要支撑这些数据处理步骤后,最后生成能控制打印设备的 G 代码文件,这样就完成了打印。除了打印设备和材料本身,整个数据处理过程对 3D 打印的质量也很重要,它会直接影响打印出来的零件的质量和做出来的速度。一般来说,根据模型外面的样子不同,3D 打印的制造方法和分层填充的算法也不一样。但是现在的分层和路径规划算法,不是效率低就是太复杂,专门适合汽车零件的算法研究得很少。为了让 3D 打印在汽车上能广泛使用,研究适合汽车部件的数据处理方法很有意义。

南通3D打印

3D 打印的技术原理是把一个三维的物体,按照一个方向分成好多层,然后把每一层填满,最后一层一层叠起来变成一个实体零件。

3D 打印主要有建模、分层、路径填充和 G 代码输出这几个步骤,每个步骤是这样的:

建模:设计人员可以根据产品的特点,用三维建模软件(像 CATIA、NX、SolidWorks、CAD 这些)做出三维模型,设计出有个性的模型;或者用 3D 扫描设备通过逆向工程得到点云数据,用这个来建立要打印的文件模型。


分层:3D 打印是一层一层叠起来变成实体的,所以有了三维模型后就要开始切片,按照成型的方向把模型分成好多层,算出分层面和实体模型相交的线,把这些线依次连起来,就得到每层的封闭轮廓。


路径填充:路径填充的原理就是喷头在分层面上移动的路线。要根据要做的零件结构的特点,选一个合适的路径规划算法,这样能提高做零件的效率,让产品质量更好。


打印:把上面这些文件变成 G 代码,设置好打印机喷头的直径、填充率、空走的速度、工作台的温度这些参数。把输出的打印信号传给机构的控制系统,把送料步进电机停转的信号传给步进电机的控制系统,这样就能完成零件的叠加制造了。

南通3D打印

经过很多年的发展,3D 打印技术已经有十多种成型工艺了,它们在模型数据处理上差不多,但成型原理和用的材料有点不一样。比较成熟的有立体光刻成型(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、熔融堆积(FDM)、分层实体制造(LOM)和三维粉末粘连(3DP)这些方法,下面一个个说说它们的成型原理:


立体光刻成型技术(SLA):这是最成熟、用得最广的快速成型技术,主要用光敏树脂做材料。过程是用紫外激光束当光源,扫描照射液槽里特定地方的液态树脂,让它快速变硬成型。这一层加工完了,工作台就下降一个截面的高度,机器接着对下一层重复扫描固化,而且相邻的两层可以直接粘在一起,最后一层一层固化叠加就做出三维实体零件了。它的特点是打印精度高,很灵活。缺点是设备贵,做出来的零件强度低,抗腐蚀能力也差。


选择性激光烧结:用金属、ABS 塑料、陶瓷这些粉末状的材料,用激光当热源,按照设定好的路线把粉末材料粘在一起变硬,形成实体。过程是用激光对工作台的粉末进行烧结成型,先用铺料辊铺一层均匀的粉末,然后烧结下一层,最后烧结成一个成型实体。这个工艺的特点是制造工艺简单,不用加支撑,材料利用率高,不光能做塑料零件,还能做金属、陶瓷这些材料的零件。缺点是加工前预热时间长,维护和制造成本高,而且烧结的时候不环保,有味道。


熔融沉积成型:用石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝这些丝状材料,成型过程是加热器的挤压喷头把丝状材料加热变成液体,在计算机的控制下,喷头根据零件的切片轮廓准确地移动。然后打印喷头把材料涂在工作台设定的位置,快速变硬并和旁边的材料粘在一起,这一层就填充完了,平台往下移动一层的高度,接着填充下一层。