激光烧结快速成型技术在泵制造中的应用

引言今天，在现代市场经济全球一体化的背景下，企业需要在竞争日益激烈的市场经济中发挥带头作用，并占据有利位置。他们需要技术和产品创新来掌握和指导市场的发展方向。同时，公司需要快速响应市场需求。当前，大多数泵公司使用传统方法来开发新产品。产品开发周期较长，难以达到小批量，多品种，快速修改的要求。激光烧结快速自动成型技术是近年来开发的一组技术，可直接基于CAD模型生产原型或零件。它集成了计算机辅助设计和制造技术，激光技术和材料科学技术，是先进制造技术的重要组成部分。随着越来越多的泵公司引入快速原型系统，它们在降低新产品开发和生产成本，缩短研发周期以及提高市场的快速响应能力，从而保持强大的市场竞争力方面发挥了积极作用。一，泵制造中的HRPS-IV快速成型系统的工艺技术1.1系统原理我公司选择了华中科技大学武汉滨湖机电技术工业有限公司生产的HRPS-IV快速成型系统。该设备采用激光烧结快速自动成型技术。它的基本工作原理是离散和堆叠。使用这项技术时，设计人员首先使用现有的主流3D设计软件或通过逆向工程收集的几何数据来构建产品。三维模型，这是完成快速原型制造的基本条件。然后将相应的STL文件格式导出到快速成型机中，然后从STL文件ldquo中切出一系列具有指定厚度的切片，或直接从CAD文件中切出一系列切片，并将这些切片累积到订购。它是设计零件的原型。组件完成后，将对其进行必要的后续处理，以使完成的组件在性能，形状，尺寸和外观方面均符合设计要求。激光烧结快速自动成型技术在产品制造中的应用可以忽略产品零件形状的复杂性（这也是与传统机械加工方法的区别之一），原料利用率接近100％，生产精度可达0.2mm〜200mm。如图1所示。如图1所示，整个成型过程在成型活塞缸中完成，并且在成型活塞缸的每一侧都有一个供粉活塞缸。成型步骤如下：图1 HRPS-IV设备的原理和外观HRPS-IV设备使用的材料（PS）是粉末状的聚合物材料，粒径为50-125靘。在制造零件时，先将供粉活塞向上移动一定量，然后散粉辊将粉末均匀地散布在加工平面上。激光发出激光，计算机控制激光的开关和扫描仪的角度，以便以一定的速度和能量密度在处理平面上扫描激光束。激光的开启和关闭以及扫描仪的角度与要形成的零件的层的层信息有关。在扫描激光束的地方，粉末被烧结成一定厚度的层，未扫描的区域仍然是疏松的粉末，从而制造零件的层。此时，成型活塞向下移动一定距离，该距离等于要成型的零件的切片厚度，而供粉活塞向上移动一定量（向上移动的量与模型切片层的厚度，通常略大于切片厚度）。再次通过粉末滚压辊将粉末滚压后，根据零件表层的第二层信息对激光束进行处理。扫描完激光后，还将形成的第二片层烧结在层。重复地，制造了三维实体。在制作上述原型的过程中，有几个设置参数可以帮助解释。首先，由于零件是在高温下烧结的，因此零件在成型后会收缩至常温。因此，为了抵消这种收缩，需要模型放大补偿，该补偿通常在Z方向上为1.005倍。另外，根据精度要求，HRPS-IV快速成型系统的切片加工参数设置和层厚设置通常为0.2mm。该系统中使用的工具是指激光束。烧结零件的外轮廓时，激光束不是理论线。因此，需要刀具补偿。补偿为0.15mm。零件被切成薄片。扫描参数通常选择扫描线宽度为0.15mm，即激光束的扫描迹线之间的间隔。扫描线宽度太大而难以烧结，并且扫描线宽度太小，这可能导致烧结区域的温度过高。 1.2泵零件的制造过程如图2所示，是叶轮制造的简要过程说明。叶轮是泵中的核心组件。我们可以使用激光烧结快速成型技术来制造浸渍树脂的零件，然后进行组装和性能测试，还可以制作蜡模，然后获得金属铸件。我们公司首先使用Pro-Engineer进行3D建模，然后将其转换为STL文件格式，然后将其导入快速成型设备中。设置系统的零件制造参数并制作原型。成品零件冷却后，将其从工作缸中取出，用工具小心地除去未烧结的粉末，然后用压缩空气吹扫原型表面上的灰尘。以下的后处理过程分为树脂浸渍零件和蜡模生产两种情况。这里，将首先说明树脂浸渍部件的制造过程。用刷子反复在原型的表面上施加树脂以完全浸泡零件，然后用吸收纸吸收零件表面上多余的树脂，然后在60°C的烤箱中干燥。让我们看一下在蜡模的后处理过程中。将预热的均匀原型放入65°C的蜡浴中。没有气泡溢出后，取出蜡模，静置以使过量的蜡沉淀出来。然后将其在30°C的烤箱中缓慢冷却，然后在空气中冷却至室温。最终，在完成后可以获得具有光滑表面的蜡模。以上是零件制造和后处理过程的简要说明。接下来，我们将结合对激光烧结快速成型技术的实际积累，重点分析泵零件的制造。