4種家具快速成型技術(shù),，漲知識了,！

發(fā)布時間：2019-06-29 10:27:53    分享到：

快速成型技術(shù)作為一種迅猛發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)，在多個領(lǐng)域的生產(chǎn)環(huán)節(jié)具有廣泛應(yīng)用,，而這種技術(shù)在家具生產(chǎn)中最為人樂道的成果莫過于3D打印家具了。為了讓大家更好的了解快速成型的種類和原理,，我們以古典家具模型制作為例,，看一看它的技術(shù)特點(diǎn)，并以此展望下未來的家具生產(chǎn),。

快速成型技術(shù)又稱快速原型制造技術(shù),，誕生于20世紀(jì)80年代后期，,，被認(rèn)為是近20年來制造領(lǐng)域的一個重大成果,。它集機(jī)械工程、CAD,、逆向工程技術(shù),、分層制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù),、材料科學(xué),、激光技術(shù)于一身。

可以自動,、直接,、快速、精確地將設(shè)計思想轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑突蛑苯又圃炝慵?，從而為零件原型制作,、新設(shè)計思想的校驗(yàn)等方面提供了一種高效低成本的實(shí)現(xiàn)手段。

一,、快速成型的工藝分類?

根據(jù)成型原理和成型材料的不同,，目前在家具設(shè)計與制造過程中使用的快速成型工藝可以分為以下4 種類型：

1、熔融沉積工藝?

熔融沉積（FDM）工藝是將絲狀的熱塑性材料按特定溫度融化,，使材料始終保持液體狀態(tài),，通過擠出頭勻速擠出。在成型數(shù)據(jù)的控制下,，有選擇的沉積在工作平臺上,，沉積后立即冷卻并固化成型,。

2、立體光固化工藝?

立體光固化（SLA）工藝?yán)昧斯饷魳渲牟牧咸匦?，即在一定波長和強(qiáng)度的紫外光束照射下可以實(shí)現(xiàn)從液態(tài)到固態(tài)的相變,。紫外光束的運(yùn)動軌跡通過成型數(shù)據(jù)來控制，在光敏樹脂表面進(jìn)行選擇性的掃描,，實(shí)現(xiàn)逐點(diǎn)固化成型,。

3、三維印刷工藝

三維印刷（3DP）工藝的原理為粉末狀材料在黏合劑的作用下的黏結(jié)成型,。在工作平臺上先鋪一層粉末狀材料,，再使用噴嘴將黏合劑分布于需要成型的粉末區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了粉末的黏合成型,。

4,、選擇性激光燒結(jié)工藝?

選擇性激光燒結(jié)（SLS）工藝的原理為粉末狀材料在激光燒結(jié)下的熔化結(jié)合。在工作平臺上先鋪一層接近熔點(diǎn)的粉末狀材料,，再使用激光在該層粉末上選擇性的掃描,，被掃描區(qū)域的粉末溫度升高， 熔化后燒結(jié)成型,。

?二,、古典家具模型制作工藝篩選?

1、工藝要求?

中國古典家具模型由于需要呈現(xiàn)經(jīng)典家具器型的形態(tài),，有大量的曲面或者異形構(gòu)件,。因此，模型的制作對于整體形態(tài)的呈現(xiàn)要力求精確,。同時,，?模型表面要盡量光滑，體現(xiàn)制作工藝的美感,。

中國古典家具模型的展示不光是“形態(tài)美”,，更有其“結(jié)構(gòu)美”。作為中國古典家具精髓的榫卯結(jié)構(gòu)需要特別展示,，模型設(shè)計要求為包含榫卯結(jié)構(gòu)的可拆裝形式,。可拆裝的榫卯結(jié)構(gòu)對構(gòu)件的機(jī)械性能提出較高的要求,。

2,、四種快速成型工藝的對比?

根據(jù)中國古典家具模型的制作工藝要求，對4 種主要快速成型工藝進(jìn)行試驗(yàn),，初步篩選適合本次模型制作的快速成型工藝,。

選取明式圈椅模型中的背板作為試件，通過對背板的試制，對比制作效果,、制作時間,、制作成本、表面質(zhì)量和機(jī)械性能等5 個要素,，對比結(jié)果如下圖所示,。

觀察過程中發(fā)現(xiàn)，SLA 工藝制作的試件表面光滑,，F(xiàn)DM 工藝制作的試件表面有臺階效應(yīng),，3DP工藝制作的試件表面有顆粒狀的感覺，SLS 工藝制作的試件表面有分層狀感覺,。?

手掰過程中發(fā)現(xiàn),， 3DP 工藝制作的試件輕輕用力就被掰斷，且有粉末狀碎屑,。加大力量后，SLA 工藝和SLS 工藝制作的試件相繼出現(xiàn)斷裂,，而FDM 工藝制作的試件最不容易掰斷,。因此，F(xiàn)DM快速成型工藝在機(jī)械性能表現(xiàn)方面最優(yōu),。而且后續(xù)的拉伸試驗(yàn)分析,，F(xiàn)DM 工藝制作的試件機(jī)械性能也更好。

三,、熔融沉積工藝(FDM)制作家具模型?

通過篩選,，選取FDM 工藝制作中國古典家具模型。本次模型制作使用的是Stratasys Fotus 450 快速成型機(jī),，選取的模型為明式圈椅模型,，制作過程如下：?

使用UG 軟件建立明式圈椅模型，通過測繪及參考二維尺寸圖等手段進(jìn)行建模,。模型一共32個零件,，各零件分開建立，通過裝配模塊進(jìn)行裝配,。

將圈椅模型的STL 文件導(dǎo)入Fotus 450?快速成型設(shè)備中,，對模型大小進(jìn)行設(shè)置。本次制作過程中明式圈椅模型與實(shí)物的比例設(shè)置為1∶9,，該比例下模型尺寸剛好適宜,。

設(shè)置Fotus 450?快速成型設(shè)備的參數(shù)，設(shè)置加工層厚為0.1 mm,，材料擠出速度為50 mm/min,，其余參數(shù)一般默認(rèn)由系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置。

參數(shù)設(shè)置完成后，快速成型控制軟件自動切片,，生成機(jī)代碼,，并開始加工過程。

模型加工完成后,，進(jìn)行后處理工藝,。后處理工藝的第一步是去除支撐材料，通過手工剝離的方法,。支撐剝離過程中產(chǎn)生的毛刺和凹槽,，通過打磨拋光去除。主要使用的工具為砂紙,、紗綢布,、羊絨輪等。進(jìn)行后續(xù)處理后,，完成古典家具模型的制作,。

得益于先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，通過快速成型技術(shù)制作中國古典家具模型,，不僅能提高制作效率,、降低制作成本，而且實(shí)現(xiàn)了科技和文化的融合,，凝聚了深刻而豐富的內(nèi)涵,，具有較高的市場推廣價值，同時也促進(jìn)了文化的傳播,。

我們以此來展望未來的家具生產(chǎn),，快速成型技術(shù)早日能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。?