روش های مدلسازی سریع  Rapid Prototyping

روش های مدلسازی سریع Rapid Prototyping

تعریف:

روش هایی هستند که می توانند با سرعت زیاد مدلی از قطعه تولید
نمایند.
 روش ساخت در این روش ها معمولا بصورت لایه به لایه است.
 تعداد این روش ها بسیار زیاد است و همچنان نیز به تعداد آنها افزوده
می شود.
 قطعات تولیدی در این روش ها ابتدا توسط نرم افزارهای CAD
بصورت یک مدل 3 بعدی تهیه گردیده و سپس به ماشین داده می
شوند. ماشین بطور اتوماتیک قطعات را تولید می کند.

کاربرد مدلهایی که از این روش ها تهیه می شوند:

 برای بررسی دیداری قطعه
 برای تست های مونتاژ
 بعنوان مدل در ریخته گری
 بعنوان مدل در روش های تولید سریع
 تولید قطعات کاربردی

روش های عمده و پر کاربرد مدلسازی سریع:

SLA
SLS
FDM
3DP
LENS
LOM

روش اول: روش Stereolithography

این روش اولین و یکی از پرکاربردترین روش های نمونه سازی سریع است.
 با تولد این روش در سال 1985 روشهای مدلسازی سریع به جهان معرفی
شدند.
 در این روش برای ساخت قطعات از رزین های فتوپلیمر استفاده می شود.
 این رزین ها مایع بوده حساس به نور ماوراء بنفش هستند.
 با دریافت نور ماوراء بنفش با طول موجی معین، این رزین ها جامد می شوند.
 لیزرمورداستفاده می تواند هلیم-کادمیم، آرگون، یا Nd-YVO4 باشد.

روش کار

روش کار:

 ابتدا مدل کامپیوتری قطعه کار در نرم افزارهای CAD تهیه می شود.
 مدل به نرم افزار ماشین داده می شود و توسط این نرم افزار، به لایه
های با ضخامت بین 0.05-0.15 mm تقسیم می شود.
 میز ماشین در مخزن رزین برروی سطح قرار می گیرد و به اندازه 1 لایه پایین می
رود. توسط یک تیغه، یک لایه رزین بر روی میز پوشانیده می شود.
لیزر سطح مقطع لایه اول را بر روی رزین اسکن می کند. این سطح جامد می شود.
 سطح میز به اندازه یک لایه پایین می رود و دوباره با رزین پوشانده می شود.
 لیزر لایه دوم را اسکن می کند.
 این کار برای تمامی لایه های جسم انجام می شود.

پس از انجام عملیات:


 قطعه باید توسط محلولهای خاصی شستشو گردد تا رزین های باقی
مانده بر روی قطعه تمیز شوند.
 قطعه دریک UV Oven قرار می گیرد تا قسمتهای مایع باقی مانده
در جسم جامد شوند.

ویژگیهای اقتصادی این روش:

 سرعت تولیدنسبت به سایر روش های RP پایین
 زمان بیکاری تقریبا ندارد
 بازده مواد عالی
 هزینه مواد اولیه بالا
 هزینه تجهیزات بسیار بالا
 هزینه کارگر پایین
 نیاز به عملیات نهایی پس از ساخت دارد
 برای تولید کمتر از 10 قطعه بکار می رود

کاربردها:

 تولیدمدل پره توربین

 تولید قطعات بسیار پیچیده

 تولید مدل برای ریخته گری دقیق و روش های تولید سریع

 تولید قطعات با حفره های داخلی

ویژگیهای طراحی:

 دقت قطعات تولید شده از این روش از دقت قطعات تولید شده توسط سایر روش

های RP بالاتر است

 حفره های داخلی قابل تولید

 دقت در راستای Z کمتر از دقت در راستاهای X و Y

 نحوه قرارگیری قطعه بر روی میزمهم

 نیاز به تکیه گاه دارد

 بسته به کاربرد، نحوه هاشورزنی لیزر متفاوت است.

 قطعات بزرگ را می توان به قطعات کوچکتر تقسیم کرد و پس از تولید

تمامی قسمتها به یکدیگراتصال داد.

 استحکام قطعات تولیدی پایین

 عملیات نهایی کمی باعث ایجاد پیچیدگی در قطعه می شود.

نکات کیفی:

 قطعات تولیدی دارای استحکام سبز پایین

 تلرانس ها در راستای X و Y عالی

 نوع لیزر بکاررفته در دقت نهایی مهم

 نوع رزین بکار رفته در دقت نهایی مهم

 تکیه گاه ها باید پس از عملیات جدا شوند. این کار هم سخت است

و هم کمی سطح راخراب می کند.

 رزین ها بسیار سمی اند.

روش SLS

این روش همانند روش SLA بوده با این تفاوت که رزینها مایع
نیستند، بلکه بصورت پودر هستند و با دریافت نور لیزر زینتر می
شوند.
 در این روش لیزر توان بسیار بالاتری نسبت به روش SLA دارد.
 این روش نیاز به تکیه گاه ندارد.

روش کار

روش کار:

 ابتدا مدل کامپیوتری قطعه کار در نرم افزارهای CAD تهیه می شود.
 مدل به نرم افزار ماشین داده می شود و توسط این نرم افزار، به لایه
های با ضخامت بین 0.1-0.15 mm تقسیم می شود.
 میز ماشین در بالاترین حالت قرار می گیرد و به اندازه 1 لایه پایین می رود. توسط یک
غلتک، یک لایه پودر رزین بر روی میز پوشانیده می شود.
 لیزر سطح مقطع لایه اول را بر روی رزین اسکن می کند. این سطح زینتر می شود.
 سطح میز به اندازه یک لایه پایین می رود و دوباره با رزین پوشانده می شود.
 لیزر لایه دوم را اسکن می کند.
 این کار برای تمامی لایه های جسم انجام می شود.

پس از انجام عملیات:

 قطعه از دستگاه بیرون آورده می شود و تمیز می شود.

ویژگیهای اقتصادی روش:

 سرعت کار کمی بالاتر از روش SLA )زیرا به ساخت تکیه گاه

نیازی ندارد(

 هزینه تجهیزات بسیار بالا

 مصرف توان لیزر بسیار بالا

 بازده مواد عالی

 قیمت مواد بالا

 هزینه کارگر پایین

 زمان بیکاری تقریبا ندارد

 مناسب برای تولیدات کمتر از 10 عدد

کاربردها:

 ساخت مدل پره توربین
 تولید قطعات بسیار پیچیده
 تولید مدل برای ریخته گری دقیق و روش های تولید سریع
 تولید قطعات با حفره های داخلی

نکات طراحی:

 دقت قطعات تولید شده از این روش از دقت قطعات تولید شده توسط روش
SLA پاین تر
 حفره های داخلی قابل تولید
 دقت در راستای Z کمتر از دقت در راستاهای X و Y
 نحوه قرارگیری قطعه بر روی میزمهم
 نیاز به تکیه گاه ندارد
 قطعات بزرگ را می توان به قطعات کوچکتر تقسیم کرد و پس از تولید
تمامی قسمتها به یکدیگراتصال داد.
 استحکام قطعات تولیدی بهتراز روش SLA
 قطر پرتو لیزردر هاشورزنی سطح باید جبران شود

نکات کیفی:

 قطعات تولیدی دارای استحکام بهتراز SLA

 تلرانس ها در راستای X و Y مناسب

 نوع لیزر بکاررفته در دقت نهایی مهم

 نوع رزین بکار رفته در دقت نهایی مهم

 بدلیل نداشتن تکیه گاه، عملیات Post Processing راحتتر از

SLA

 رزین ها بسیار سمی اند.

 اندازه دانه های رزین در صافی سطح نهایی بسیارمهم

0 دیدگاه

افزودن دیدگاه


مقالات اخیر گروه