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镜面加工技术步骤(Word版)

镜面加工技术步骤(Word版)



第一篇:镜面加工技术步骤(Word版)

镜面加工技朮步骤

加工前準備:

1、機台:

機器品牌﹕MAKINO;機器型號﹕EDGE2S或EDGE3S粉末加工機;具備功能﹕MGH電源回路;微細加工回路II型;DD回路;特殊介質﹕ MIC SC添加劑

MIC SC濃度控制在2.0克/升。

2、電極:

形狀:一般手機機構件母模型腔;

面積:45mm*45mm;間隙:0.120mm為佳,以便精加工時電極與被加工面之間有充分搖擺空間;

拋光要求:粗中電極拋至2000#砂紙;

精電極拋至鏡面A3為最佳。

1、工件確認:

1.1外觀是否完整,無碰傷、倒角等缺陷;

1.2相關表單是否齊全﹐有無油污等雜物;

1.3模件號、版次、數量是否和聯絡單上一致。

2、EROWA夾頭清潔:

2.1用氣槍輕吹機台底面夾頭﹐將油污清理干淨;

2.2用干淨的抹布擦拭機台上、下夾頭的定位面及定位柱;

2.3檢查夾頭工作面有無油污和碰傷;

2.4用干淨的抹布擦拭裝夾工件之托盤或麥司的定位片定位柱;

3、工件架設與對刀:

3.1按照跑位圖架設方向架設工件;

3.2移動機台X,Y,Z軸至正、負極限﹐確定工件在機台行程范圍內;

3.3確認工件對刀面是否有毛刺或油污;

3.4將底座150*150型EROWA治具進氣閥關閉;

3.5選用Ø5.00mm(或者Ø2.00mm)尋邊器。

4、加工:

4.1注意事項:

4.1.1加工前先測試粉末的濃度﹐以便于控制加工的精度;

4.1.2放電前先將機台的油槽上下運行10次左右﹐這樣能使油和粉末混和得比較均勻;4.1.3精加工時間不要超過2H﹐否則容易產生“桔皮”;4.1.4油面高于工件30-50mm﹐便于粉末充分流動;4.2粗、中、精加工步驟:

4.2.1將電極在油裡面浸泡1~2分鐘,將附著在電極表面微小雜物浸泡掉;4.2.2對照3D電極圖檔判定電極加工的部位;

4.2.3進行空跑尋模深﹐在多件或多穴的情況下必須保証每件(每穴)都需執行此動作;4.2.4確認加工程式、加工深度、搖擺量及跑位是否正確;4.2.5對照圖檔確認電極加工位置是否正確。4.3加工程序: 4.3.1粗加工程序:

G132Q2A32F3M2R15U30.0;G101Z-0.08R0.08E23I108J10O13L93P1111F10;G113W55X0.00Y0.00Z10.00;

預留量控制在單遍0.025-0.030mm。

4.3.2中加工程序:

G132Q2A32F3M2R15U30.0;G101Z-0.09R0.09E23I109J13O15L93P1111M13U20;G113W55X0.00Y0.00Z10.00;

預留量控制在單遍0.010-0.015mm。

4.3.3精加工程序: G132Q1A2F3P20;G101Z-0.10R0.095E23I112J15O15L93P1111M313U15V20W25;G113W55X0.00Y0.00Z10.00;

無須預留尺寸,直接按理論加工到位。

4.3.4鏡面加工程序:

G132Q1A2F3P10;G101Z-0.105R0.100E29I113J15O15L93P1111M313U20V25W30;G113W55X0.00Y0.00Z10.00;

5、小結:

5.1粉末加工機的濃度調節至2克/升;

5.2優先選用無氧銅﹐采用鏡面拋光處理電極;5.3合理預留余量﹐嚴格控制加工時間;5.4根據型腔選擇最佳的加工模式;5.5根據型腔的形狀來調整S.T.F的長短設定。

第二篇:镜面数学

教学目标

1.通过照镜子实践活动,使学生初步认识镜面对称的现象。

2.通过动手操作、合作讨论和游戏等活动,加强学生对镜面对称现象的感知。3.激发学生对镜面对称现象进行探究的好奇心,激励学生利用生活经验主动地 探索数学知识。

教学重点: 通过照镜子实践活动,建立镜面对称现象的表象。教学难点:理解镜面对称在镜面成像时所发生的变化。教具准备:小镜子,课件。教学过程

一、水面对称。

1.欣赏“倒影”,激趣导入

多媒体出示:“倒映水中的湖光山色”,即课本第一幅主题图。让学生说出主题图中见到倒影。(山的倒影、树的倒影、房子的倒影、船的倒影、鹅的倒影……)谁能举例说明一下倒影的“倒”的意思。(上 下)有没有发现这也是一种对称现象?

2、继续欣赏水面对称图片。3.导入镜子面对称。师:你们在哪里还见到过类似“映在水中山色”的现象。(镜子里。多媒体出示:“映在镜子里的擦桌子的男孩”,)今天,我们就来研究和镜面有关的数学知识。(板书:镜子中的数学)你们想知道镜子中有哪些数学吗?你们先想一想并提出你最想知道的有关镜子中的数学问题?

二、镜面对称

1、照镜子体验。

拿出事先准备好的小镜子照,做下面动作:(1)用右手摸鼻子,用右手压住右眼……

(2)换一只手。看看镜子中的自己做的相应动作。

2、猜测判断。

(1)左右相换:伸右臂、伸左臂,猜测镜子中会伸哪只手。让学生到大屏幕上指一指。

课件演示后得出:右 左 左 右 继续演示抬右腿、抬左腿。(2)上下一样。(3)前后一样。

3、小结,归纳特征

照镜子时,镜子外的物体和镜子内的成像前后、上下——不变,但是左右相反发生变化,这就是镜面对称现象。(板书补充课题“镜子中的数学——镜面对称”)与水面对称作比较。

三、巩固练习。

1、游戏:教师做镜外人动作,学生做镜中人动作。

师:我蹲下。生:我们也蹲下。师:我起立。生:我们也起立。师:我向前走。生:我们也向前走。师:我向后退。生:我们也向后退。师:我左手摸摸耳。生:我们右手摸摸耳。师:我右手拍拍脸。生:我们左手拍拍脸。师:我抬左脚踢踢腿。生:我们抬右脚踢踢腿。师:我抬右脚踢踢腿。生:我们抬左脚踢踢腿。师:

我的左手侧平举。生:我们右手侧平举、……

2、选择:哪面镜子是我照的样子,把它圈出来。

3、照镜子中的数字。

写下1—9的数字,用小镜子照一照,看在镜子里是什么样的。以某一数字为例说明对称。看镜子中的数字判断是几。

四、回顾总结,1.这节课我们学习了镜面对称,你们学到什么知识?是怎么学会的?有什么体会 和收获,有什么疑问要解答? 2.我们可以利用镜面对称的现象帮助我们纠正坐姿、站姿、写字姿势等。

五、布置作业:

第三篇:镜面对称

《镜面对称》教学设计

一、设计思想

数学是人们对客观世界定性把握和定量刻画、逐渐抽象概括、形成方法和理论,并进行广泛应用的过程。义务教育阶段的数学课程,其基本出发点是促进学生全面、持续、和谐地发展。它不仅要考虑数学自身的特点,更就遵循学生学习数学的心理规律,强调从学生已有的生活经验出发,让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程,进而使学生获得对数学理解的同时,在思维能力、情感态度与价值观等多方面得到进步和发展。

镜面对称(教材第69页)是在学生初步认识轴对称图形后进行教学的。镜面对称是学习空间与图形知识的必要基础之一。教学中要让学生通过观察、操作,初步感知镜面对称的特点,发展学生初步的空间观念,培养学生的观察能力和实践操作能力,学会欣赏数学美。

二、教材分析

《镜面对称》属于第一学段“空间与图形”的内容(见人教版实验教材二年级上册第69页)。通俗地说,“镜面对称”是指相对于一个平面的对称。对于这一内容的教学,《数学课程标准》在第一学段具体目标中指出:“结合实例,感知平移、旋转和对称现象”,在探索过程中发展空间观念,“有与同伴合作解决问题的体验”“在他人的鼓励与帮助下,对身边与数学有关的某些事物有好奇心,能够积极参与生动、直观的数学活动”“在他人的鼓励与帮助下,能克服在数学活动中遇到的某些困难,获得成功的体验,有学好数学的信心”。让学生在具体的实践中学习数学,用学得的知识解决数学现象。

本课通过两个生活中常见的现象,让学生认识镜面对称,初步感受镜面对称的特点,知道生活中很多常见的现象中包含着重要的数学思想。湖面的倒影是相对水平平面的对称,而照镜子是相对竖直平面的对称,这是最常见的两类镜面对称,学生通过观察,可以很直观地理解镜面对称的两边的图形有什么关系。下面的“做一做”呈现的是照镜子的活动,意图是通过镜面内外人的上下、前后、左右位置的关系进一步感受镜面对称的性质。对称作为一种基本的图形变换,在自然界和社会生活中处处都有体现,与学

生的日常实际联系较多,故在二年级上册引入“对称”这一常见变换应该说是必要的。对称的表现方式很多,如中心对称、平移对称、旋转对称、轴对称、镜面对称等,囿于学生的年龄特征和认知水平,教材只对轴对称和镜面对称作了介绍,其中镜面对称是教材新增加的内容。

三、学情分析

《镜面对称》是在学习了“轴对称图形”的知识后来学习的内容,它是前一课时知识的延伸和拓展,但又不同于轴对称,它富有变化性。湖面的倒影,人在镜子里可以成像,都是学生在生活中经常看到的,很容易引起学生的兴趣,理解起来也比较方便。因此,在教学中主要让学生来体验,在“玩”中学,从体验中获得知识。也有部分学生可能对镜面对称的特征不容理解,可能会对镜面对称特征的感知、描述有一定的困难。因此在教学时采用动静结合的方法,在操作体验中理解镜面对称的特点。

四、教学目标

1、知识与技能:(1)使学生初步认识镜面对称现象。

(2)了解平面镜成像的一些特点。

2、过程与方法:

⑴通过对平面镜的观察,发现和提出问题。

⑵通过假想、观察、实验等活动进行探究。

3、情感、态度、价值观: ⑴在探究、实验中领略镜面对称现象的美妙与和谐,获得“发现”成功的喜悦,激励学生主动探索未知。

⑵培养学生学习数学的兴趣,感受数学在生活中的应用和数学美。

五、重点难点 教学重点:初步感知镜面对称现象。

教学难点:探索镜面对称的性质:上下、前后位置不变,左右位置相反。

六、教学策略与手段

1、学法:活动探究,观察实验,小组合作。

2、教法:创设情境,启发引导、分析。

七、课前准备

每位学生准备一面小镜子。教师准备一些镜面对称的图片。学校里有大镜子的组织学生去镜子面前“照一照”,如果没有,教师准备一面大镜子。

八、教学过程

(一)、创设情境,故事导入,引出水面对称

1、讲述“猴子捞月”的故事,引出问题。

--月亮真的掉到水里了吗?猴子为什么捞不到月亮?

2、汇报:平静的水面就象镜子一样,猴子捞的是天上月亮的倒影,当然捞不到月亮。水面这个大镜子真是太奇妙了。

3、同学们,平常你见过这种现象吗?出示第一幅主题图。让学生说出主题图中的倒影。

4、继续欣赏水面对称图片(说明这些都是对称现象,大小形状一样,是一种上下对称。)

5、导入镜面对称

师:除了水以外,你还见过能照出人或其他事物的东西吗?(镜子里。出示第二幅主题图。映在镜子里的擦桌子的男孩。)今天我们就来研究和镜面有关的数学知识。(板书:镜子里的数学)你们想知道镜子里有哪些数学吗?先想一想再提出你最想知道的有关镜子里的数学问题? [以生动的故事引入新课,激发了学生的学习兴趣和求知欲,调动了学生的学习主动性。学生通过观察生动有趣的情境,并结合平时的认知,初步悟出人在镜子里可以成像,像和人的动作一样。](二)、镜面对称,探究镜面对称的特征

师:刚才我们看到了镜子里的擦桌子的男孩,你们想不想自己到镜子前去做一做动作,照一照自己呢? 生:学生们顿时情绪高涨,齐答:想!(学生走出教室,到大镜子前去照一照)师:那么,大家一起来观察观察“我们”和“"镜子中的我们”上下、前后、左右的位置,哪些发生了变化,哪些没有变?(学生们投入到做一做、看一看、说一说的探究活动中。学生在镜子中做出了各

种各样的动作,一边做,一边议论。稍后回到教室。)汇报交流:镜子外的我和镜子中的我,大小一样,前后、上下的位置也没变,就是左右的位置变了。

师:照镜子,就是我们数学中说的镜面对称,镜面对称的特征就是左右的方向发生了改变。

[把学生喜欢做的游戏和课堂教学结合起来,让学生体会到学习的乐趣。在游戏中解决问题,在游戏中学习数学清晰地感知镜面对称的特点和相对性。](三)、巩固练习

1、游戏:《照镜子》教师做镜外人动作,学生做镜中人动作。(也可以学生跟学生做照镜子游戏。)师:我蹲下。生:我们也蹲下。师:我起立。生:我们也起立。师:我向前走。生:我们也向前走。师:我向后退。生:我们也向后退。师:我左手摸右耳朵。生:我右手摸左耳朵。

[说明:在这个游戏中,教师也可先请一个学生与教师合作,其他学生判断这名学生做得对不对。这样设计是照顾一部分学困生。整个游戏活动在课堂上掀起了一个高潮,全体学生在游戏中充分发挥了自己的创造力,设计出丰富多彩、形式各异的动作,既巩固了镜面对称的性质的理解和运用,又培养学生们的合作精神、创新能力,孩子们在“玩”中学,在“做”中思,让学生的体验丰满起来。]

2、选择:哪面镜子是我照的样子,把它圈出来。(课本71页第5题。)

3、利用镜子找另一半

课本71页第4题。让学生想办法利用镜面对称判断出是什么,指出这些图形的对称轴?

4、拓展题

(1)写下1-9的一排数字,用小镜子照一照,看在镜子里是什么样的?(2)找找镜子外是什么时候?教师出示几个镜子中的钟面让学生说说镜子外实际是几时几分?(四)、回顾总结

说说这节课里你学到了哪些知识,有什么收获?

九、板书设计

镜子中的数学――――镜面对称

前后 左右--变

上下 互换

十、作业设计

课堂作业本第40页

案例反思: 这节课学生始终在玩中学,在玩中体验了镜面对称所蕴含的知识。在新课程的理念下,倡导学生从身边,从生活中提炼数学知识,并将数学知识有效地运用于生活中去,让数学不在是纸上的数学题,更多地成为生活中的数学,真正做到学以致用,提高学生学习的兴趣,让学习数学变得生动起来。在学习过程中敢于让学生“闹”,让学生“乱”,让他们用自己喜欢的方式去学习,去体验有趣的学习过程,因为学习知识的过程,是学生内化的过程。

[问题研讨] 在本课的设计过程中,学生在选择单个物体时,容易理解左右的位置变化,但在考虑一排物体时不够严密,不能理解它的左右变化。其二,有一小部分学生“玩”的目的性不明确,课堂上如何引导,也是我们值得思考的问题。

教学内容:人教版《义务教育课程标准实验教科书 数学》二年级上册第71页内容。教学目标:

1、使学生初步认识镜面对称现象。

2、经历探索镜面对称现象的一些特征的过程,发展空间知觉和观念。

3、通过探究活动,让学生学会数学思考,学会与人合作交流,学会用学到的知识解决简单的生活实际问题,培养学生积极的学习情感和创新意识。

教学难点:使学生认识镜面对称现象,了解平面镜成像的一些特点。教学准备:教学课件、镜子 教学设计:

一、激趣导入:

1、听故事:猴子为什么捞不到月亮?(课件1:)猴子在路边散步,看到天空挂一轮圆月,猴子走到井边,发现井里有一轮圆月,猴子以为天上的月亮掉到了井里,猴子大声喊叫,同伴扛来长长的网兜。众猴子怎么也捞不出月亮。这到底是什么原因呢?

(这不是月亮掉到了井里而是井水倒映出月亮。)

2、照镜子:

每位同学都带来了一面小镜子,这节课我们也来玩玩它,拿出镜子照一照,你在镜子里看到了什么?(自己笑着的脸、我后面的同学、前面的老师、桌子上的书本、教室前面的黑板……)

3、这是怎么回事?

镜子里真的还有一个你吗?有两个老师?有两个……?

(当然不是,镜子里的是所照物体的一个“像”。)

4、导入:

在日常生活中还有哪些东西象镜子一样能照出物体的像呢? 人们把表面平整、光滑的镜子称为平面镜。

二、探究新知:

1、演示照镜子,提出问题,进行猜想:

A、教师提供一面较大的穿衣镜,请一位同学到前台表演照镜子(在镜子前做各种动作,如:举右手、抬左腿、前后左右地走动等)

B、观察或想象这位同学镜子中的像,你有什么发现吗?

2、实际操作,验证猜想:

(小组合作学习,共同探讨:像的大小和同学的大小怎样?当同学走近镜子或远离镜子时,他的像又怎么样?)

(你可以到镜子前实际照一照,发现规律;也可以任意选择一个物体(书、笔等)在镜子前做实验;还可以同组同学做“照镜子”表演。)

2、交流汇报:(课件2:)形成镜像特点:(1)像与物体左、右方向相反。(2)像和物体到镜面的距离相等;(体会)(3)像和物体的大小相同。(体会)(4)演示:平面镜成像特点。

3、板书课题:镜面对称

三、应用、拓展:(P71)

1、哪个是你在镜子里看到的样子?把它圈出来。(P71第5题)(课件3:)

2、看镜子写数字。(课件4:)

3、看镜子写时间。(课件5:)

方式:每个同学都有写好数字的卡片、一块带有时针、分针的手表,两人一组进行游戏。检验:运用两次镜像能把原来的物体还原的方法,拿一面镜子对着数字照一下,镜中出现的就是真正的数字和时间。

4、你还能举出生活中有关镜面对称现象的例子吗?

(如:湖面的倒影、练功房中的镜子、带膜的玻璃、抛光的金属面、做操时的领操员、体育老师做示范……)

四、课堂总结:

这节课中,你最感兴趣的是什么地方?

(通过游戏活动,了解了镜面对称的现象;知道了镜面对称的一些特点;生活中的数学无处不在;只要多留心,一定能发现更多、更奇妙的数学现象。)

第四篇:食品加工技术

食品加工技术培训讲座

黄国柱

[培养目标]培养能从事食品生产加工、设备操作与维护、生产管理与品质控制、产品开发、工程设计等岗位高素质高级技能型专门人才。

[主要课程] 食品生产技术(焙烤、肉制品、乳制品、饮料、方便休闲、果蔬制品)、食品安全与品质控制、食品生物化学、食品微生物、食品加工原理、专业综合实训及毕业实践等。

[就业趋向]可直接从事食品生产企业的工艺员、技术员、品控员、质检员、管理员及食品的生产、经营管理、质量监督、技术服务等工作。

食品药品监督管理

[培养目标]培养掌握食品感官、理化、微生物检验技术和质量管理等方面的高素质高级技能型专门人才。

[主要课程]食品理化检验技术、仪器分析、食品安全与品质控制、食品质量管理、食品微生物、食品感官评定、专业综合实训及毕业实践等。

[就业趋向] 适合于海关、商检、卫检、产品质量监督检验所、各类食品生产企事业单位等,从事食品分析与检验、质量和安全的监督与管理等工作。

食品营养与检测(食品营养与保健方向)

[培养目标]培养具备营养健康指导、保健食品生产,能从事营养

保健食品生产操作、技术管理、品质控制与营销,食品营养与健康服务的高素质高级技能型专门人才。

[主要课程] 基础营养学、公共营养、特殊人群营养、功能食品生产、食品质量管理、食品生物化学、专业综合实训及毕业实践等。

[就业趋向]从事营养健康指导、营养配餐、保健食品生产、食品质量安全与监督等工作。

食品贮运与营销

[培养目标]培养掌握农产品贮藏与保鲜、食品质量控制、食品市场营销、企业经营管理等高素质高级技能型专门人才。

[主要课程]食品贮藏与保鲜、农产品加工技术、食品商品学、市场营销、食品质量管理、食品包装学、食品市场调查、专业综合实训及毕业实践等。

[就业趋向]可到各类食品生产企事业单位和食品经营管理部门,从事食品贮藏保鲜、经营管理、产品销售等工作。

食品生物技术

[培养目标] 培养掌握发酵食品生产与管理、新产品开发与研制、安全检测、品质控制等方面的高素质高级技能型专门人才。

[主要课程] 食用菌生产技术、酶制剂生产与应用、发酵调味品生产技术、食品理化检验技术、食品微生物、专业综合实训及毕业实践等。

[就业趋向]可在食品、商检、轻化工、卫生防疫、环保等行业从事产品开发、检疫检验、生产与管理等工作。

饲料与动物营养

[培养目标]培养掌握动物营养、饲料生产、动物生产及动物保健的基本知识和基本技能的高素质高级技能型专门人才。

[主要课程] 动物营养学、配合饲料学、饲料企业管理、饲料营销学、饲料加工工艺与设备、饲料分析与质量检验、专业综合实训及毕业实践等。

[就业趋向]可在饲料生产企、事业单位从事生产与管理等工作。

第五篇:先进加工技术

工程训练报告

先进加工技术----3D打印

学院:机械与汽车工程学院

班级:机械13--4 姓名:姜晖

学号:201301011215

先进加工技术--------3D打印

众所周知,传统的打印技术及其所配套的打印设备只能进行简单或者稍微复杂的二维平面打印。然而,随着时代的发展,特别是对于加工效率,加工精度的要求日益增长的情况下,传统的二维打印越来越力不从心,在一次次高科技革命的推动下,3D打印应运而生。

3D打印,也称为3D立体打印技术,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印技术最早出现于20世纪90年代,是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。原理方面与传统的二维打印机相同,打印盒内装有粉末等打印材料与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物的一种快速成型技术。

相对于传统打印机,3D打印机所用原理基本相同,但是所用的原料并不相同,传统打印机所用的材料是墨粉和各种纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料,当打印机与电脑连接后,在电脑进行控制下,按照设计人员设定的三维立体模型,将原材料一层一层叠加起来,将计算机的立体模型变为一个实实在在的立体产品。

3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式,并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。

介绍了3D打印技术,就不得不介绍3D打印的工作过程.3D打印最重要的一个过程就是设计过程,3D打印的设计过程是:先通过计算机建模软件建模,再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,即切片,从而指导打印机逐层打印。

其次便是相切面包一样,对模型进行切片处理:打印机通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来,再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。

打印机打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米来计算的。一般的厚度为100微米,即0.1毫米,也有部分打印机如ObjetConnex 系列还有三维 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50到100个微米。用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天,根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用三维打印的技术则可以将时间缩短为数个小时,当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。

传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品,而三维打印技术则可以以更快,更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品。一个桌面尺寸的三维打印机就可以满足设计者或概念开发小组制造模型的需要。

完成以上步骤后,便只剩下完成打印了:三维打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够(在弯曲的表面可能会比较粗糙,像图像上的锯齿一样),要获得更高分辨率的物品可以通过如下方法:先用当前的三维打印机打出稍大一点的物体,再稍微经过表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。

有些技术可以同时使用多种材料进行打印。有些技术在打印的过程中还会用到支撑物,比如在打印出一些有倒挂状的物体时就需要用到一些易于除去的东西(如可溶的东西)作为支撑物。

现行的3D打印有多种成型方法,每项各有利弊:

电子束是3D金属打印成型最快方法电子束快速成型技术目前还有一些技术难点尚待进一步研究,比如成型过程中废热高,金属构件中金相结构控制较为困难,特别是成型时间长,先凝固的部分经受的高温时间长,对金属晶态成长控制困难,进而引起大尺度构件应力复杂等等。

电子束成型对复杂腔体,扭转体,薄壁腔体等成型效果不佳,他的成形点阵精度在毫米级,所以成型以后仍然需要传统的精密机械加工,也需要传统的热处理,甚至锻造等等。

但电子束快速成型速度快,是目前3D金属打印类打印速度最快的,可达15KG/小时,设备工业化成熟度高,基本可由货架产品组合,生产线构建成本低,具有很强的工业普及基础,同时,电子束快速成型设备同时还能具有一定的焊接能力和金属构件表面修复能力,应用前景广泛。在发动机领域,目前美国和中国在电子束控制单晶金属近净形成型技术方面正积极研究,一旦获得突破,传统的单晶涡轮叶片生产困难和生产成本高的问题将获得极大的改善,从而大大提高航空发动机的性能,并对发动机研制改进等提供了极大的助力。

由于电子束成形精度受到电子束聚焦和扫描控制能力的限制,激光作为更高精度的能量介质引起高度重视,激光成形技术几乎是和电子束成形技术同步起步发展,但是,由于稳定的10KW以上级的大功率激光器到2008年才开始逐步工业化,所以激光成形技术在最近才出现喷涌的盛况。

激光数字成型技术主要有两个类别,一是激光近净成形制造(LENS)、金属直接沉积(DMD),这个类别的技术和电子束快速成型类似,也是利用控制扫描区域形成控制的熔融区,用金属丝或金属粉同步扫描点添加,金属熔融沉积,这项技术算电子束快速成型的高精度的进化成果,激光的扫描点阵精度可以比电子束高一个数量级,可以得到更高精度的零件,从而进一步减少材料的耗量和机械加工的需求,同时它还能保留电子束快速成型的打印速度快的优势。

这类区域熔融的技术需要大尺度的腔体提供零件加工所需的真空环境,这限制了加工零件的尺寸,激光熔融区的大小和功率直接相关,越大形的构件加工能力要求越高,由于电子束对金属的热效应深度比较大,而激光热效应深度较小,激光成形时胚体受热和散热状况要好于电子束,因此它能形成很薄的熔化区和更细密均匀的沉积构造,凝固过程中的金相结构更容易控制,热应力复杂度要低很多,可以制造更精确的形状和更复杂零件,也能制造较薄壁的零件类型。美DRAPA,洛克希德先进制造技术中心,和飞利浦、宾州大学等于2013年演示的先进制造

DM概念,就是基于这类技术基础。

激光3D打印几乎可直接加工出工业零件

目前主流的激光打印机是利用硒鼓静电吸附墨粉,激光扫描熔融墨粉形成图像的,这种打印方式精度可达300PPI,利用激光打印和粉末冶金技术结合,新一代的最有希望的最精密成型的技术是以直接金属激光烧结(Direct metal laser sintering,DMLS)和选区激光(selective laser sintering,SLS)为代表的激光精密数字成形。这两者都是在基底铺设金属粉末,由激光扫瞄烧结,所不同的是,直接烧结是边铺粉边烧,而选区烧结是先铺整层粉末,然后激光扫描烧结,这种烧结每次沉积厚度约20-100微米,通过反复多次的沉积最终获得三维立体的零件。

激光精密成形的优点是精度高,成形点阵可以小于0.01毫米,可以得到近似平滑的表面,能够处理空腔,薄壁等复杂空间扭转体,和相互交叉穿透的复杂空腔和管路,几乎可以加工出直接应用的工业零件。

激光3D打印零件强度略小于锻造机加件

高精度激光烧结对激光的功率要求中等,烧结点温度虽然高,但是点阵小,每点阵金属熔融凝固量很少,全过程热释放低,材料胚体温度接近常温区,较少形成复杂的热应力情况,金属凝固形成的金相较为均匀细密,大多为细小的晶格态,类似于经过锻造的金属构件,获得金属零件强度略小于锻造机加件。

美国德州大学奥斯汀分院最早于1986年提出SLS的专利,由DTM公司提供商用设备,美国麻省理工1988年提出DMLS的概念和专利,但目前商用化设备主要的供应商都来源于欧洲,德国EOS略占优势,MTT 公司和 Concept Laser 公司也具有很强的竞争力。中国于1998年以后开始开展SLS方面的研究,2000年以后,随着商品化光纤激光器的成熟,国内在SLS方面取得一定成果,2004年起,有至少3家公司和单位提出SLS技术应用化的专利,在航空领域因材料强度方面的问题,早期的应用主要在快速建立冶金应用模具方面。

作为一种主流的高新技术,3D打印有着非常广阔的应用领域:军工,航天,医学,甚至于建筑行业,均存在着3D打印技术的影子.3D打印技术目前在全球也是前沿技术和前沿应用,最尖端的航空工业对这种技术最为关注也最严谨,美国90年代中期就获得这类技术的工业尝试,但是他们一直称为近净成型加工技术,F-22,F-35都有应用,不过因为一些加工工艺等原因,美国也没有能大规模应用,但美国将这一技术一直作为先进制造技术而由美国国防高级研究计划局(DRAPA)牵头,组织美国30多家企业对这一技术长期研究。

美国如此重视,我国自然也不甘落后。最近几年,中国航空工业捷报频传,先进战斗机歼-20,歼-31,舰载机歼-15,运输机运-20一大批高新机不断诞生,接踵而出,最为引人关注的是,在2013年全球3D打印热潮中,以北航和西工大两个科研主体带动,沈飞、成飞、西飞等数家航空制造企业为主体,成为全球第二个能够在实际应用中利用3D打印技术制造飞机零件的国家。

与其他的高新技术一样,3D打印技术也有着自身的缺点和不足之处。

3D打印零件强度还难以作为飞机受力构件

3D打印概念的出现是一种制造工业领域革命性的新技术,目前的诸多成形手段和方法都有各自的具体优点和缺陷,在航空领域,选择烧结SLS技术看起来潜力最大,应用前景最广泛,它的材料适应范围最广,从铝合金、钛合金、高强度钢、高温合金到陶瓷都能处理,但是它属于微观粉末冶金的范畴,快速成形中,粉末冶金技术中因熔融——凝固过程过快,成形体中容易夹杂空穴,未完全熔融的粉末,胚体缺陷还有可能包括激光扫描线方向形成的熔融——凝固不均匀金相微观线状晶格排列,这些都会严重影响了成形件的强度。

目前激光选区成形的构件大多都只能达到同牌号金属铸造的强度水平,虽然这已经能让构件进入正常的应用领域,但显然要承担象飞机这样的主要结构受力构件还是有很大限制的。

3D金属打印零件表面还需进一步机械加工直接金属激光烧结DMLS技术因为直接用激光熔融金属丝沉积,金属本身是致密体重熔,不易产生粉末冶金那样的成形时的空穴,这个技术生产的构件致密度可达99%以上,接近锻造的材料胚体,目前国际国内都主要利用这种技术制造高受力构件,它能达到同牌号金属最 高强度的90~95%左右的水平,接近一般锻造构件。

目前的金属3D打印构件都不能直接形成符合要求的零件表面,它都必须经过表面的机械加工,去除表面多余的,不连续的,不光滑的金属,才能作为最终使用的零件,因此,尽管3D打印可以获得复杂的空间结构和一些复杂的管路和腔体,但是这些管路和腔体的机械加工很有可能无法进行,其零件的重量效率,管路流动效率等方面不一定能够满足实际需求,因此,尽管3D打印可能能一步直接完成很多复杂零件的成形,但其还不具备直接取代传统机械加工的能力。

3D打印对飞机大型构件制造还存在问题

直接成形的金属零件在生产过程中因为反复经受局部接近熔点温度受热,内部热应力状态复杂,在成形某些大型细长体,薄壁体金属构件时,应力处理和控制还不能满足要求,实际上到目前为止一直影响3D打印在航空业的应用也正是因为这个原因。

美国从1992年开始就不断利用这类技术希望能够直接生产飞机用的大型框架,粱绗,整体壁板等,正是因为应力复杂,大型构件成形过程中或成形后会产生严重变形,严重到无法使用。所以3D打印技术尽管很早就出现了,但国外航空工业界还持有相当的保守态度也是有原因的。激光3D打印工业化面临精细度难题目前激光成形技术面临工业化的两个方向相互间有矛盾,一是打印精细度,目前的打印精细度SLS最高,基本在1~0.1毫米左右,而其他技术加工生成的零件表面精度则在0.8~5毫米之间,目前市场销售的2D激光打印机点阵精度在1200DPI左右即0.02毫米,这个精度可以获得近似光滑的曲面,提高精度受到打印耗材粉末的粒径粗细和激光熔融金属液态滴状表面张力影响,要把精度提高到0.1毫米以下还有很大困难,不过铺粉预处理、激光超快速融化——凝固等技术的出现会为提高激光成形的精度有很大帮助。

激光3D打印工业化面临打印速度难题另一个发展方向则是提高打印速度,目前激光打印的速度还是较慢的,每小时印重量大多都在1公斤以下,最好水平也只有9公斤/小时左右,要实现工业化生产,特别是大规模化生产,这个速度是不够的,现在的激光成形基本还是单光头单层铺粉作业,未来为了提高打印速度和应对超大型构件打印,已经有多光头多层铺粉同步打印的设计出现。

激光成形目前尚属于单一技术应用,但是在工业界,激光冲击强化在冶金方面应用已经有10几年的历史了,激光打印成形实际上很有希望能够直接集成激光冲击强化,激光淬火等技术,它能让激光成形的构件更加致密,且具有高级别的强度,实际上激光3D打印机都能简单的通过软件控制来实现激光冲击强化的功能。

现在3D打印技术还只是露出第一缕曙光

新的制造方法需要新的一系列处理工艺配合,3D打印目前只能算一丝曙光,真正达到大规模应用产生效益,还需要很长的时间发展和积累。

3D打印技术的出现是信息革命在攻克传统工业的最后堡垒的终结的冲锋号,因而引发了一系列的科学技术领域研究的新课题,激光粉末冶金,微沉积金相学,微观淬火、锻造,激光冲击强化等一系列机械制造,冶金等领域的课题将会让已经暮气沉沉的传统冶金科学,和制造科学领域重新充满发展的动力,在未来的数十年间,谁在这些技术领域获得应用化的实际成果,可能会影响和颠覆现有的制造工业的基本面貌,未来可谓潜力无限。

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