1、翻边模3D打印快速制造技术研究摘要：在现代市场经济全球一体化背景下的今天，企业要在竞争日益激烈的市场经济中掌握先机，占据有利地位，需要有技术和产品上的创新，把握并引导市场的发展方向。 3D打印技术是一种具有广泛应用前景的正在不断完善的高新技术。它是快速成型技术的一种，它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。随着市场竞争的日趋激烈，该技术将会被越来越多的企业所采用，对企业的发展，发挥越来越重要的作用，并将给企业带来直接的巨大经济效益。文章介绍了冲压模具的传统制造工艺，全面分析了解了3D打印快速制造技术，通过对比分析，了解到该工艺跟传统工艺各自
2、的优缺点，并应用3D打印设备打出了一套翻边模具的主要零件，分析研究了各种工艺参数对打印零件质量的影响。关键词：冲压模具，快速成型，3D打印 Study on flanging die for rapid manufacturing technique for 3D printingAbstract: In the modern market economy under the background of globalization today, enterprises should grasp the opportunities in the increasingly fierce compe
3、tition in the market economy, favorable position requires technical and product innovation, hold and guide market direction.3D printing is a with a wide range of applications are developing and improving technology. It is a kind of rapid prototyping technology, which is based on digital model file u
4、sing adhesive materials such as powdered metals or plastics, by layer-by-layer print to construct object technology. With the increasingly fierce market competition, the technology will be adopted by more and more enterprises, enterprise development, play an increasingly important role, and will bri
5、ng huge economic benefits directly to the enterprise.Introduced the tradition of stamping die manufacturing technology, comprehensive analysis of rapid manufacturing, 3D printing technologies, through comparative analysis, understand the advantages and disadvantages of each technology with tradition
6、al technology, and apply 3D printing equipment played a flanging die for the main part, study the effect of various process parameters on quality of printed parts.Key words: stamping mould design, rapid prototyping, 3D printing目 录1 前言12 冲压模具的传统制造工艺22.1 研究背景22.2 冲压模具的概念及其特点22.3 冲压的基本工序及其模具32.4 冲压模具的组
7、成32.5 冲压模具的结构工艺性42.6 冲压模具的问题和缺点52.7 冲压技术的现状及发展方向53 三坐标测量仪73.1 三坐标测量仪的简介73.2 三坐标测量仪工作原理73.3 三坐标测量仪的分类83.4 三坐标测量仪的机械结构93.5 三坐标测量仪的使用方法103.6 三坐标测量仪的特点及主要用途114 快速成型技术134.1 快速成型技术简介134.2 快速成型技术的产生原因144.3 快速成型技术的基本原理144.4 快速成型技术的优势144.5 快速成型技术的分类154.6 快速成型技术的应用概况165 3D打印185.1 3D打印的简介185.2 3D打印技术的简介185.3 3
8、D打印技术的优势195.4 3D打印很火195.5 3D打印的优缺点205.6 3D打印的特点215.7 3D打印的应用225.8 3D打印的发展意义246 3D打印快速成型设备制造翻边模276.1 3D打印快速制造技术的适用材料276.2 3D打印快速制造技术的制造工艺流程276.3 3D打印设备制造的翻边模的总装图和主要零件图286.4 3D打印时的工艺参数及其对零件质量的影响35结论38参考文献39致谢40- III -1 前言1986年,3D打印技术诞生,但直到20世纪90年代才被关注,应用也主要局限在工程、建筑业和制造业、航空航天模型设计等领域,叫“快速成型”技术。直到2010年11
9、月,世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世,3D打印引起了广泛关注。3D打印技术正在快速改变传统的生产方式和生活方式，作为战略性新兴产业，美国、德国等发达国家高度重视并积极推广该技术。不少专家认为，以数字化、网络化、个性化、定制化为特点的3D打印技术为代表的新制造技术将推动第三次工业革命。3D打印技术其源可以追溯到快速成型技术 (Rapid Prototyping，RP)，从3D计算机辅助设计 (3D CAD) 发展开始，人们就希望方便地将设计直接转化为实物。而3D打印技术，就是在计算机中将3D CAD模型分成若干层，通过3D打印设备在一个平面上按照3D CAD层图形，将塑料、金
10、属甚至生物组织活性细胞等材料烧结或者黏合在一起，然后再一层一层的叠加起来。通过每一层不同的图形的累积，最后形成一个三维物体。随着时代的进步，我们的生活水平日渐提升，同时，人口也在急剧的增长，我们需要越来越多的物品来满足物质生活条件。这就势必造成我们对物品的要求也会越来越高，做工精细、独特且非量产的物品会受广大人们的喜爱。如今，我们拥有了3D打印这一先进的技术，我们可以通过3D打印机来打印各种我们所需要的、想要的。3D打印作为当今的先进的制造技术，它的应用面相当的广泛，它可以用于医疗行业、科学研究、产品模型、建筑设计、制造业及食品等，而且现正逐渐用于一些产品的直接制造，这意味着这项技术正在普及，
11、前景广泛。2 冲压模具的传统制造工艺2.1研究背景在目前激烈的市场竞争中，产品投入市场的快慢往往是成败的关键。模具是高质量、高效率的产品生产工具，模具开发周期占整个产品开发周期的主要部分。面对模具工业的快速发展，模具加工制造的技术要求及模具制造的水平的高低，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。因此，模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。如何在保证质量、控制成本的前提下加工模具是值得认真考虑的问题。模具加工工艺是一项先进的制造工艺，已成为重要发展方向，在航空航天、汽车、机械等各行业得到越来越广泛的应用。同时，计算机辅助设计(CAD/CAE/CAM)给模具设计和制造开辟了新的广阔
12、前景。在现在工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造，锻造，冲压，塑料，粉末冶金，陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用，尤其是冲压模具逐渐成为模具行业中的龙头，大大提供高了我们的生活质量需求。2.2冲压模具的概念及其特点冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，所以也叫冷冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程技术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲
13、压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下：(1)冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化； (2)冲压模具的尺寸精度高、模具寿命长、质量稳定、互换性好；(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高；(4)冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而冲
14、压是一种省料、节能的加工方法，冲压件的成本较低。2.3冲压的基本工序及其模具冲压加工的零件，由于其形状、尺寸、精度要求、生产批量等各不相同，因此生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的，概括起来可分为分两大类，即分离工序和成形工序。分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形(胀形、翻边、缩口和旋压)四种基本工序，还有其他爆炸、电水、电磁、激光冲击和超塑性的成形方式。在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、
15、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，可以进行复合和级进组合加工方式。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。2.4冲压模具的组成冲压模具主要由以下几部分组成：(1)工作零件：工作零件用以直接和板料接触，由其施加给板料压力后使之分离或变形完成板料冲压过程。工作零件主要包括凸模、凹模、凸凹模等；(
