주주물

[이 단락 편집] 금속 재료의 피로

많은 기계 부품 및 엔지니어링 조립품이 교대 하중 하에서 작동합니다. 교변 하중의 작용으로 응력 수준이 재질의 항복 한계보다 낮지만 오랜 반복 응력 주기 후에 갑작스러운 바삭한 부러짐이 발생할 수 있습니다. 이를 금속 재질의 피로라고 합니다.

금속 재료의 피로 파괴의 특징은 다음과 같습니다.

(1) 하중 응력은 교번 (2) 부하의 동작 시간이 길다.

(3) 파손은 일시적이다.

(4) 소성 및 취성 재료는 피로 파괴 영역에서 취성이다.

따라서 피로 파열은 공사에서 가장 흔하고 위험한 파열 형식이다.

조건에 따라 금속 재질의 피로 현상은 다음과 같은 유형으로 나눌 수 있습니다.

(1) 높은 원주 피로: 낮은 응력 조건 (작동 응력이 재질의 항복 한계보다 낮거나 탄성 한계보다 낮음) 에서 응력 주기가 100000 이상인 피로를 나타냅니다. 이것은 가장 흔한 피로 실효이다. 고주피로는 일반적으로 피로라고 불린다.

(2) 저주기 피로: 높은 응력 (작업 응력이 재질의 항복 한계에 근접함) 또는 높은 변형 조건에서 응력 주기가 10000~ 100000 보다 낮은 피로를 나타냅니다. 교변 소성 변형은 이러한 피로 실효에 중요한 역할을 하기 때문에 소성 피로 또는 변형 피로라고도 합니다.

(3) 열피로: 온도 변화로 인한 열 응력이 반복되는 피로 손상을 말합니다.

(4) 부식 피로: 기계 부품이 교변 하중과 부식 매체 (예: 산, 알칼리, 해수, 활성 가스) 가 함께 작용하는 피로 손상을 말합니다.

(5) 접촉 피로: 기계 부품의 접촉 표면을 말하며, 접촉 응력의 반복 작용으로 점식 박리나 표면 붕괴가 발생하여 부품의 실효와 손상을 초래한다.

금속 재료의 가소성

소성이란 금속 재질이 외부 힘에 의해 파괴되지 않고 영구적인 변형 (소성 변형) 을 생성하는 능력입니다. 금속 재료가 신축되면 길이와 횡단면 곱이 변경됩니다. 따라서 금속의 소성은 길이의 신장률 (신장률) 과 단면의 수축률 (단면의 수축률) 의 두 가지 지표로 측정할 수 있습니다.

금속 재질의 연신율과 면적 수축률이 클수록 재질의 소성이 좋아집니다. 즉, 재질이 손상되지 않고 더 큰 소성 변형을 견딜 수 있습니다. 일반적으로 연신율이 5% 이상인 금속 재질을 가소성 재질 (예: 저탄소 강) 이라고 하며 연신율이 5% 미만인 금속 재질을 취성 재질 (예: 회주철) 이라고 합니다. 가소성이 좋은 재질은 큰 거시적 범위 내에서 소성 변형을 생성하는 동시에 소성 변형을 통해 금속 재질을 강화하여 재질의 강도를 높이고 부품의 안전한 사용을 보장합니다. 또한 가소성이 좋은 재질은 스탬핑, 냉간 성형, 콜드 풀 및 교정과 같은 일부 성형 공정에서 성공적으로 가공할 수 있습니다. 따라서 금속 재질을 기계 부품으로 선택할 때 특정 소성 지표를 충족해야 합니다. 문자열 2

금속 재료의 경도

경도는 재질이 단단한 물질을 표면에 누르는 능력에 저항하는 능력을 나타냅니다. 금속 재질의 중요한 성능 지표 중 하나입니다. 일반 경도가 높을수록 내마모성이 좋습니다. 일반적으로 사용되는 경도 지표는 브리넬 경도, 로크웰 경도 및 비커스 경도입니다.

1. 브리넬 경도

일정한 크기 (일반 지름 10mm) 의 경화 강철 공을 일정한 하중 (일반 3000kg) 으로 재질 표면에 밀어 넣고 일정 기간 동안 유지합니다. 언로드 후 하중과 눌린 면적의 비율은 부씨 경도 값 (HB) 으로 킬로그램 힘/제곱 밀리미터 (N/mm2) 단위입니다.

로크웰 경도 (시간)

HB & gt450 또는 샘플이 너무 작을 때 부씨 경도 실험을 사용할 수 없으며 로씨 경도 측정으로 대체할 수 있습니다. 상단 각도가120 인 다이아몬드 원뿔 또는 지름이 1.59 및 3. 18mm 인 강철 공을 사용하여 일정 하중 하에서 측정된 재질 표면을 누르면 눌린 깊이에서 재질의 경도를 얻을 수 있습니다. 실험 재료의 경도에 따라 세 가지 유형의 점토 건물이 있다. HRA: 60kg 의 하중 하에서 다이아몬드 콘 프레스로 측정한 경도입니다. 경도가 매우 높은 재질 (예: 초경합금) 에 사용됩니다.

HRB: 경도는 하중이 100kg 이고 지름이 1.58mm 인 경화 강철 공으로 얻은 것으로 경도가 낮은 재질 (예: 어닐링 강철, 주철) 에 사용됩니다.

HRC: 150kg 의 하중으로 다이아몬드 원추 프레스로 측정한 경도입니다. 경도가 높은 재료 (예: 경화 강) 에 사용됩니다.

3 차원 경도 (HV)

비커스 경도 값 (HV) 은 상단 각도가 136 인 다이아몬드 테이퍼 프레스로 120kg 내의 하중으로 재질 표면을 압축하고 압입 구덩이의 표면적을 하중으로 나눕니다.

경도 테스트는 기계적 성능 테스트 중 가장 간단한 테스트 방법입니다. 일부 기계적 성능 테스트 대신 경도 테스트를 사용하려면 생산에서 더 정확한 경도와 강도의 변환 관계가 필요합니다.

금속 재질의 다양한 경도 값 사이에 경도 값과 강도 값 사이에 대략적인 대응 관계가 있는 것으로 입증되었습니다. 경도 값은 초기 소성 변형 저항과 지속적인 소성 변형 저항에 의해 결정되기 때문에 재질의 강도가 높을수록 소성 변형 저항력이 높을수록 경도 값도 높아집니다.

[이 단락 편집] 금속 재료의 특성

금속 재료의 성능은 응용의 범위와 응용의 합리성을 결정한다. 금속 재질의 성능은 기계적 성능, 화학적 성능, 물리적 성능 및 프로세스 성능의 네 가지 주요 측면으로 나뉩니다. 금속이 매우 단단하다.

[이 단락 편집] 기계적 성질

(a) 응력의 개념, 물체의 내부 단위 단면적 영역에서 받는 힘을 응력이라고 합니다. 외부 힘에 의한 응력을 작동 응력이라고 하고, 외부 힘이 없는 물체에서 균형을 이루는 응력을 내부 응력 (예: 조직 응력, 열 응력, 처리 프로세스 후 잔류 응력 등) 이라고 합니다. ).

(2) 기계적 성질, 금속이 일정 온도에서 외부 힘 (하중) 작용 하에 변형과 파열에 저항하는 능력, 즉 금속 재질의 기계적 성능 (기계적 성능) 이라고 합니다. 금속 재질에서 받는 하중은 정적 하중 또는 동적 하중으로 인장 응력, 압축 응력, 굽힘 응력, 전단 응력, 비틀림 응력, 마찰, 진동 및 충격 등이 있습니다. 단독 또는 동시. 따라서 금속 재질의 기계적 성능을 측정하는 지표는 주로 다음과 같습니다.

1 .. 힘

이는 재질이 외부 힘 하에서 변형과 파괴에 저항하는 최대 능력을 나타내며 인장 강도 한계 (σb), 굽힘 강도 한계 (σbb), 압축 강도 한계 (σbc) 등으로 나눌 수 있습니다. 금속 재료는 외부 힘의 작용으로 변형에서 파괴까지 일정한 법칙을 따를 수 있기 때문에, 보통 인장 실험을 통해 금속 재료를 일정한 규격의 견본으로 만들고, 인장 실험기에서 스트레칭을 하여 견본이 부러질 때까지 한다. (윌리엄 셰익스피어, 템플릿, 인장 실험기, 인장 실험기, 인장 실험기, 인장 실험기, 인장 실험기, 인장) 확인 된 강도 지표는 주로 다음과 같습니다.

(1) 강도 한계: 재질이 외부 힘 하에서 균열에 저항할 수 있는 최대 응력, 일반적으로 장력 작용에 따른 인장 강도 한계를 말하며, 인장 시험도에서 가장 높은 점 B 에 해당하는 강도 한계, 일반적으로 메가파 (MPa), 변환 관계는/KLOC-입니다 C 에서 재질이 부러질 때의 최대 응력 (또는 샘플이 견딜 수 있는 최대 하중) 입니다. 포? C 인장 시험편의 원래 단면적.

(2) 항복 강도 한계: 금속 재질 시편의 외부 힘이 재질의 탄성 한계를 초과할 때 응력이 더 이상 증가하지 않지만 시편은 여전히 뚜렷한 소성 변형이 발생합니다. 이 현상을 항복 이라고 합니다, 즉, 재료가 어느 정도 외부 힘을 견딜 때, 그 변형은 더 이상 외부 힘에 비례 하 고, 명백한 플라스틱 변형을 생산 합니다. 굴복이 발생할 때의 응력을 항복 강도 한계라고 하며, S 로 표현되며, 인장 실험 곡선에 해당하는 점 S 를 항복점이라고 합니다. 가소성이 높은 재질의 경우 스트레칭 곡선에는 뚜렷한 항복점이 있고, 소성이 낮은 재질에는 뚜렷한 항복점이 없어 항복점의 외력에 따라 항복 한계를 찾기가 어렵다. 따라서 인장 실험 방법에서는 일반적으로 샘플의 게이지 길이가 0.2% 소성 변형을 생성할 때의 응력을 조건 항복 한계로 지정하여 σ0.2 로 표시합니다. 항복 한계 지표는 부품이 작업 시 뚜렷한 소성 변형을 일으키지 않도록 하는 설계 기준으로 사용할 수 있습니다. 그러나 일부 중요한 부품의 경우 항복 비율 (S/B) 도 안전성과 신뢰성을 높이기 위해 더 작다는 점도 고려했지만, 이때 재질 활용률도 낮습니다.

(3) 탄성 한계: 재질이 외부 힘에 의해 변형되지만 외부 힘이 제거된 후 원래 상태로 되돌아가는 능력을 탄성이라고 합니다. 금속 재질이 탄성 변형을 유지할 수 있는 최대 응력은 탄성 한계입니다. 인장 실험 다이어그램의 E 점에 해당합니다. MPA (메가파): σe = Pe/FO 여기서 PE 는 최대 외부 힘 (또는 재질이 최대 탄성 변형에 있을 때의 하중) 입니다.

가소성,

(1) 브리넬 경도 (코드 HB), 지정된 하중 P 에서 특정 지름 D 의 경화 강철 공을 샘플 표면에 밀어 넣고 일정 시간 후에 하중을 방출하면 샘플 표면에 표면적이 F 인 눌린 자국이 남아 있고 샘플 경도는 샘플 단위 표면적에 하중이 있는 크기로 표시됩니다. HB = p/f 브리넬 경도와 재질의 인장 강도 사이에는 일정한 관계가 있습니다. σb≈KHB, K 는 저탄소 강철의 경우, K≈0.36, 고 탄소강의 경우 K≈0.34, 담금질 및 템퍼링 합금강의 경우 K≈0.325, ...;

(2) 로크웰 경도 (HR) 는 일정한 각도 각도 (예: 120 피트 깊이는 로크웰 경도 기계에 의해 자동으로 측정되며 경도 판독으로 표시됩니다. 분명히 움푹 패인 곳이 깊을수록 경도가 낮아지고 로크웰 경도 값이 작아집니다. 압력 헤드와 하중에 따라 로크웰 경도는 HRA, HRB 및 HRC 로 나눌 수 있습니다. 여기서 HRC 가 가장 많이 사용됩니다. 로크웰 경도 HRC 와 브리넬 경도 HB 사이에는 HRC≈0. 1HB 의 변환 관계가 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 로크웰 경도 HRC 및 브리넬 경도 HB 외에도 비커스 경도 (HV), 쇼어 경도 (HS), 미세 경도 및 리히터 경도 (HL) 가 있습니다. 여기서, 나는 현재 가장 참신한 경도 표상 방법인 리히터 경도를 설명하고 싶다. 그것은 리히터 경도계로 측정한 것이다. 검출 원리는 리히터 경도계의 충격 장치가 고정 위치에서 펀치를 풀고 펀치가 샘플 표면에 빠르게 부딪치는 것입니다. 코일의 전자기 감지를 통해 샘플 표면에서 65438±0mm 떨어진 충격 속도와 스프링 백 속도 (충격 전압과 스프링 백 전압으로 감지됨) 를 측정하여 펀치 스프링 백 속도와 충격 속도의 비율로 리히터 경도 값을 나타냅니다. 1000 공식: HL- 리히터 경도 값; Vr- 펀치 바운스 속도; Vi- 펀치의 충격 속도 (참고: 실제 응용 프로그램에서 충격 장치의 폐쇄 코일 감지의 충격 전압 및 스프링 백 전압은 충격 속도 및 스프링 백 속도를 나타냅니다.) 충격 장치의 구조에는 주로 내장 스프링 (하중 슬리브, 충격 장치 유형에 따라 충격 에너지가 다름), 컨딧, 릴리즈 버튼, 내장 코일 및 골조, 지지 링 및 펀치가 포함됩니다. 펀치는 주로 금강석과 탄화텅스텐의 두 가지 극경구를 사용한다 (충격기 펀치 직경에 따라 다름). 장점: 리히터 경도 측정기 호스트는 충격 장치에서 얻은 신호를 수신하여 처리하고 계산한 다음 화면에 리히터 경도 값을 직접 표시합니다. 휴대용 리씨 경도계는 리씨 경도계 (HL) 를 통해 측정하여 부씨 (HB), 로씨 (HRC), 비씨 (HV), 쇼씨 (HS) 경도로 변환할 수 있다. 또는 브리넬 경도 (HB), 로크웰 경도 (HRC), 비커스 경도 (HV), 리히터 경도 (HL), 쇼씨 경도 (HS) 로 직접 경도 값을 측정하고 재질의 인장 강도 σb 를 변환할 수 있으며 측정 결과도 저장할 수 있습니다. 4. 인성

금속 재질이 충격 하중 하에서 손상에 저항하는 능력을 인성이라고 한다. 일반적으로 충격 실험을 사용합니다. 즉, 특정 크기와 모양의 금속 샘플이 지정된 모델의 충격 시험기에서 충격 하중을 받아 끊어지는 경우, 파단에 단위 단면적으로 소비되는 충격공은 재질의 인성을 나타냅니다. 알파 K = AK/F 단위 J/cm2 또는 Kg? M/cm2, 1Kg? M/cm2=9.8J/cm2αk 는 금속 재질의 충격 인성, Ak 는 충격 작업, f 는 파손의 원래 단면입니다. 5. 피로 강도 한계 장기 반복 응력 또는 교차 응력 (일반적으로 항복 한계 강도 σs 보다 작은 응력) 의 작용으로 금속 재질이 깨지고 눈에 띄는 변형이 없는 현상을 피로 실패 또는 피로 파괴라고 합니다. 이는 여러 가지 이유로 부품 표면의 응력 (응력 집중) 이 σs, 심지어 σb 보다 커서 해당 부품에 소성 변형 또는 미세 균열이 발생하기 때문입니다. 반복적인 교번 응력이 증가함에 따라 균열이 점차 커지고 깊어져 (균열 끝 응력 집중) 이 발생합니다. 실제 응용 프로그램에서 샘플은 반복 또는 교차 응력 (인장 응력, 압력 응력, 굽힘 또는 비틀림 응력 등) 의 작용으로 지정된 주기 수 (일반 강철은 106~ 107 회, 유색금속은/ ) 일반적으로 σ-6508 을 사용하는 피로 강도 한계로 간주됩니다. 위에서 언급한 가장 일반적으로 사용되는 다섯 가지 역학 성능 지표 외에도 항공 우주, 핵산업, 발전소에서 사용되는 금속과 같이 매우 엄격한 일부 재질에 대해 다음과 같은 역학 성능 지표가 필요합니다. 크리프 한계: 일정한 온도와 일정한 인장 하중 하에서 재질이 시간이 지남에 따라 소성 변형을 느리게 생성하는 현상을 크리프라고 합니다. 일반적으로 고온 인장 크립 테스트, 즉 일정 온도 및 상수 인장 하중 하에서 지정된 시간 동안 샘플의 크리프 신장률 (총 신장률 또는 잔여 신장률) 또는 크립 스트레칭 속도가 상대 상수 단계에서 지정된 값을 초과하지 않을 때의 최대 응력을 사용합니다. MPa 는 크리프 한계로 표시됩니다. 여기서 τ는 실험 기간, T 는 온도, δ는 신장률, σ 는 응력입니다. 또는 V 는 크롤링 속도입니다. 고온 인장 내구성 한계: 일정 온도 및 상수 인장 하중 하에서 일정 기간 동안 깨지지 않고 샘플 처리가 지속되는 최대 응력으로, MPa 로 표시됩니다. 여기서 τ는 기간, T 는 온도, σ 는 응력입니다. 금속 노치 민감성 계수: 동일한 기간 (고온 인장 내구성 실험) 에서 노치 샘플 대 노치 매끄러운 샘플 응력의 비율로 k τ로 표시됩니다. 여기서 τ는 실험 기간, 노치 샘플 응력 및 매끄러운 샘플 응력입니다. 또는: 즉, 동일한 응력 σ 아래에서 매끄러운 샘플 기간에 대한 노치 샘플 기간의 비율입니다. 내열성: 고온에서 기계적 하중에 저항하는 재료의 능력.

[이 단락 편집] 화학적 성질

금속의 화학적 성질을 금속의 화학적 성질이라고 한다. 실제 응용에서 우리는 주로 금속의 내식성과 항산화성 (항산화성이라고도 함, 고온에서 산화의 저항력이나 안정성을 의미함), 그리고 서로 다른 금속 사이, 금속과 비금속 사이에 형성된 화합물이 역학 성능에 미치는 영향을 고려한다. 금속의 화학적 성능, 특히 내식성은 금속의 부식 피로 손상에 큰 의미가 있다.

[이 단락 편집] 물리적 속성

금속의 물리적 특성은 주로 다음과 같이 고려됩니다.

(1) 밀도 (비중): ρ=P/V 단위 그램/입방 센티미터 또는 톤/입방 미터, 여기서 p 는 무게이고 v 는 볼륨입니다. 실제 응용에서는 밀도를 기준으로 금속 부품의 무게를 계산하는 것 외에도 금속의 비율 강도 (강도 B 대 밀도 ρ 비율) 를 고려하는 것이 중요합니다. 무손실 감지와 관련된 음향 검사에서의 음향 임피던스 (밀도 ρ와 음속 C 의 곱) 및 광선 검사에서 서로 다른 밀도 재질의 다양한 흡수 능력을 고려합니다.

(2) 융점: 고체에서 액체로 변하는 금속의 온도는 금속 재료의 용융 및 열처리에 직접적인 영향을 미치며 재질의 고온 성능과 큰 관련이 있습니다. (3) 열 팽창이 온도 변화 (팽창 또는 수축) 에 따라 변하는 현상을 열 팽창이라고 하며, 일반적으로 선 팽창 계수로 측정됩니다. 즉 온도 변화1℃에서 재질 길이의 증가 또는 감소와 0 C 에서의 길이에 대한 비율입니다. 열팽창은 재질의 비열과 관련이 있다. 실제 응용에서는 비율 용량 (단위 중량 재료 볼륨의 증감, 즉 부피와 질량의 비율) 도 고려해야 합니다. 특히 고온 환경이나 냉열 교체 환경에서 작동하는 금속 부품의 경우 팽창 성능의 영향을 고려해야 합니다.

(4) 자성이 자석물체를 끌어들이는 성질은 자성이며, 투자율, 자기체손실, 남은 자기감지강도, 교정력 등의 매개변수에 나타난다. , 이렇게 금속 재료는 상자성과 항자성, 연자성, 경자성 재료로 나눌 수 있다.

(5) 전기적 성능은 주로 전도성을 고려하여 저항률과 전자기 무손실 검사에서 소용돌이 손실에 영향을 줍니다.

[이 단락 편집] 프로세스 성과

다양한 가공 방법에 대한 금속의 적응성을 공정 성능이라고 하며 주로 다음 네 가지 측면을 포함합니다.

(1) 가공성: 금속 재료가 절삭 공구로 절삭되는 난이도를 반영합니다 (예: 차, 밀링, 대패, 마모).

(2) 가단성: 재질이 특정 온도로 가열될 때의 플라스틱 (소성 변형 저항으로 표시), 열 압력 가공의 허용 온도 범위, 열팽창 냉수축 특성, 미세 조직 및 역학 성능과 관련된 임계 변형 경계, 열 변형 중 금속의 유동성 및 열전도도 등과 같은 금속 재질이 압력 처리 중 형성되는 난이도를 반영합니다.

(3) 주조성: 금속 재료가 주물로 용해되는 난이도를 반영하며 유동성, 흡입성, 산화성, 융점, 주물 현미조직의 균일성과 치밀성, 냉수축성으로 나타납니다.

(4) 납땜성: 금속 재질의 국부적으로 빠르게 가열되어 접합부위가 빠르게 녹거나 반융해 (압력 필요) 되어 접합부위가 하나의 전체 난이도로 단단히 결합되도록 합니다. 융점, 용융 시 흡수, 산화, 열, 열팽창, 수축 특성, 플라스틱, 접합부 및 인근 재질의 미세 조직과의 상관 관계

Rapid prototyping 기술의 원리, 프로세스 및 기술적 특징

Rapid prototyping 은 이산/누적 성형에 속합니다. 성형 원리에 근거하여, 컴퓨터에서 제작된 부품 3D 모형 메쉬 저장과 계층화를 통해 각 층 단면의 2D 윤곽 정보를 얻을 수 있는 새로운 사고 방식 크기 모델이 제시되었습니다. 이러한 프로파일 정보에 따라 머시닝 가공 패스가 자동으로 생성됩니다. 제어 시스템의 제어 하에 성형 헤드는 선택적으로 성형 재질을 레이어별로 경화하거나 절단하여 각 단면의 윤곽을 형성하고 차례로 3 차원 가공물을 레이어별로 추가합니다. 그런 다음 가공물을 사후 처리하여 부품을 형성합니다.

신속한 프로토 타이핑 프로세스는 다음과 같습니다.

L) 제품의 3 차원 모형을 작성합니다. RP 시스템은 3D CAD 모델에 의해 직접 제어되므로 먼저 가공되는 가공소재의 3D CAD 모델을 구축해야 합니다. 3d CAD 모델은 Pro/E, I-DEAS, Solid Works, UG 등과 같은 컴퓨터 지원 설계 소프트웨어를 통해 직접 구성할 수 있습니다. ) 또는 기존 제품의 2d 시트를 3d 모형으로 변환하거나 레이저 및 CT 를 통해 제품 솔리드를 스캔하고 점 구름 데이터를 가져온 다음 리버스 엔지니어링을 통해 3d 모형을 작성할 수 있습니다.

2) 3d 모델의 근사 처리. 제품에는 종종 불규칙적인 자유 서피스가 있으므로 후속 데이터 처리를 용이하게 하기 위해 가공하기 전에 모델을 근사화해야 합니다. STL 형식 파일은 간단하고 실용적인 형식으로 래피드 프로토 타이핑 분야의 준 표준 인터페이스 파일이 됩니다. 일련의 작은 삼각형 평면을 사용하여 원본 모델을 근사화합니다. 각 작은 삼각형은 세 개의 정점 좌표와 하나의 법선 벡터로 설명되며, 삼각형의 크기는 정밀도 요구 사항에 따라 선택할 수 있습니다. STL 파일에는 이진 코드와 ASCll 코드의 두 가지 출력 형식이 있습니다. 이진 코드의 출력 형식은 ASCII 코드의 파일 출력 형식보다 훨씬 적은 공간을 차지하지만 ASCII 코드의 출력 형식은 읽고 확인할 수 있습니다. 일반적인 CAD 소프트웨어에는 내보낸 STL 형식 파일을 변환하는 기능이 있습니다.

3) 3d 모형을 슬라이스합니다. 가공된 모델의 특성에 따라 적절한 가공 방향을 선택하고 성형 높이 방향으로 일정한 간격으로 일련의 평면으로 근사화 모델을 절단하여 단면의 프로파일 정보를 추출합니다. 간격은 일반적으로 0.05mm~0.5mm 이며 일반적으로 0. 1mm 입니다. 간격이 짧을수록 성형 정밀도는 높아지지만 성형 시간이 길수록 효율이 낮아지고, 반대로 정밀도는 낮지만 효율성이 높아집니다.

4) 성형 가공. 슬라이스의 프로파일에 따라 컴퓨터 제어 하에 해당 성형 헤드 (레이저 헤드 또는 노즐) 가 프로파일 정보에 따라 스캔 동작을 수행하고 작업대에 재질을 레이어별로 쌓은 다음 각 레이어를 접착하여 원형 제품을 얻습니다.

5) 성형 부품의 후 처리. 성형품을 성형시스템에서 꺼내어 연마, 마감, 코팅 또는 고온로에 넣어 소결시켜 강도를 더욱 높인다.

래피드 프로토 타이핑 기술 분류;

래피드 프로토 타이핑 기술은 성형 방법에 따라 크게 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다: 레이저 및 기타 광원 기반 레이저 기술 (예: 스테레오 리소그래피 기계 (SLA), 레이어 솔리드 제조 (LOM), 선택적 레이저 분말 소결 (SLS), 모양 증착 성형 (SDM) 등. 용융 증착 성형 (FDM), 3D 인쇄 (3DP) 및 다상 스프레이 증착 (MJD) 과 같은 스프레이 기술. 좀 더 성숙한 기술을 간단히 소개하겠습니다.

1, SLA(stereolithography Apparatus) 프로세스 SLA 프로세스는 광조형 또는 입체 리소그래피라고도 하며 미국 찰스 훌이 1984 년 특허를 출원했습니다. 1988 미국 3D 시스템사는 세계 최초의 고속 성형기인 상용 샘플 SLA-I 를 출시했습니다. SLA 성형기는 RP 장비 시장의 큰 몫을 차지하고 있다.

SLA 기술은 액체 감광성 수지의 광중합 원리를 기반으로 한다. 이 액체 소재는 일정한 파장과 강도의 자외선 조사 하에서 신속하게 광중합 반응이 발생할 수 있으며 분자량이 급격히 증가하고 물질이 액체에서 고체로 변한다.

SLA 작동 원리: 액체 탱크에 액체 광경화수지로 가득 찬 레이저 빔으로, 편향경의 작용으로 액체 표면을 스캔하고, 궤적을 스캔하고, 빛을 컴퓨터로 조절할 수 있습니다. 빛이 닿는 곳에 액체가 굳는다. 성형이 시작될 때 작업 플랫폼은 액면 이하의 특정 깊이입니다. 초점 플레어는 컴퓨터의 지시에 따라 액면에서 점별로 스캔, 즉 점별로 경화됩니다. 한 층의 스캔이 완료된 후에도 비추지 않은 영역은 여전히 액체 수지이다. 그런 다음 승강대는 플랫폼을 한 층 떨어뜨리고, 성형된 층은 수지 한 층을 덮는다. 스크레이퍼는 점도가 높은 수지를 평평하게 깎은 다음 다음 층을 스캔합니다. 새 주기의 한 층은 이전 층과 단단히 접착되어 전체 부품이 제조되어 3D 솔리드 모형을 얻을 때까지 반복됩니다.

SLA 방법은 현재 래피드 프로토 타이핑 기술 분야에서 가장 많이 연구되고 있으며 기술적으로 가장 성숙한 방법입니다. SLA 공정은 부품 정확도가 높고, 가공 정밀도는 일반적으로 0. 1 mm 에 달하며, 원자재 활용도는 100% 에 가깝습니다. 그러나 이 방법에는 지지가 필요하고 수지 수축으로 정확도가 떨어지고 광경화 수지가 독성이 있는 등 한계가 있다.

2.LOM (적층 개체 제조) 프로세스 LOM 프로세스를 적층 엔티티 제조 또는 계층 엔티티 제조라고 하며 미국 헬리스의 Michael Feygin 이 1986 년에 성공적으로 개발했습니다. LOM 공정은 종이나 플라스틱 박막과 같은 얇은 재질을 사용합니다. 시트 표면에는 미리 핫멜트 접착제 한 층이 칠해져 있다. 기계가공 중에 핫 롤러가 판자를 열압하여 아래 성형된 가공소재에 부착합니다. CO2 레이저를 사용하여 새로 접착된 레이어에서 부품의 프로파일과 가공소재의 외곽선을 절단하고 프로파일과 외곽선 사이의 추가 영역에서 위아래로 정렬된 메쉬를 절단합니다. 레이저 컷아웃이 완료되면 작업대가 성형된 가공소재를 떨어뜨려 스트립 판재에서 분리합니다. 이송 메커니즘은 수신 축과 이송 축을 돌리고, 벨트 이동을 유도하고, 새 레이어를 가공 영역으로 이동합니다. 가공소재 조인트가 가공 평면으로 올라가고 핫 롤러가 열압되어 가공소재 레이어 수가 한 층 증가하고 높이가 재료 두께가 증가합니다. 그런 다음 새 레이어에서 윤곽선을 자릅니다. 부품의 모든 부분이 접착되고 절단될 때까지 이 과정을 반복합니다. 마지막으로, 잘게 썬 여분의 부분을 제거하여 계층적으로 제조된 솔리드 부품을 얻습니다.

LOM 프로세스는 시트에서 부품 단면의 프로파일만 절단하면 되며 전체 단면을 스윕할 필요는 없습니다. 따라서 두꺼운 벽 부품은 성형 속도가 더 빠르고 대형 부품을 쉽게 만들 수 있습니다. 과정에서 재료가 상전이되지 않아 뒤틀림을 일으키기 쉽지 않다. 가공소재 외곽선과 횡단면 프로파일 사이의 초과 재료는 머시닝에서 지지되므로 LOM 프로세스에는 지지가 필요하지 않습니다. 단점은 재료 낭비가 심하고 표면 품질이 좋지 않다는 것이다.

3.SLS (선택적 레이저 소결) 공정인 SLS 공정은 선택적 레이저 소결이라고 불리며 미국 텍사스 대학교 오스틴 분교의 C.R.Dechard 가 1989 년에 성공적으로 개발되었습니다. SLS 공예는 분말 재료로 만든 것이다. 재료 분말을 성형물의 윗면에 깔아 평평하게 깎다. 고강도 CO2 레이저로 새로 깔린 새 레이어의 부품 단면을 스캔합니다. 재료 분말은 고강도 레이저 조사 하에서 함께 소결되어 부품의 단면을 얻고 아래 성형된 부품과 연결된다. 단면을 소결할 때, 새로운 재료 가루가 깔려 있고, 아래 단면은 선별적으로 소결된다.

소결된 후 불필요한 분말을 제거한 다음 부품을 연마하고 건조시킵니다.

SLS 기술은 플라스틱 부품뿐만 아니라 세라믹, 왁스 등의 재료 부품, 특히 금속 부품까지 만들 수 있는 다양한 재료가 특징입니다. 이것은 SLS 공예를 매력적으로 만든다. SLS 공정은 소결 가루가 없기 때문에 지탱할 필요가 없다.

4.3DP (3D 인쇄) 프로세스 3D 인쇄 프로세스는 MIT 의 E-manual Sachs 에 의해 개발되었습니다. 그것은 미국의 Soligen 에 의해 상업화되어 DSPC (직접 셸 생산 주조) 로 명명되어 주조용 세라믹 케이스와 코어를 만드는 데 사용되었다.

3DP 공정은 SLS 공정과 유사하며 세라믹 분말, 금속 분말 등과 같은 분말 재료를 사용합니다. 달리, 재료 분말은 소결로 연결된 것이 아니라, 부품의 횡단면은 노즐용 접착제 (예: 실리콘) 로 재료 분말에 "인쇄" 됩니다.

접착제로 접착한 부품은 강도가 낮아 후처리가 필요하다. 먼저 접착제를 태우고 고온에서 금속을 녹여 부품을 치밀하게 하고 강도를 높인다.

5.FDM (용융 증착 성형) 공정 용융 증착 제조 (FDM) 는 미국 학자 Scott Crump 가 1988 에서 성공적으로 개발했습니다. FDM 의 재료는 일반적으로 왁스, ABS, 나일론 등과 같은 열가소성 재질입니다. 사상 형식으로 식사를 하다. 재료는 노즐에서 가열되어 녹는다. 노즐은 부품의 횡단면 프로파일과 충전 궤적을 따라 이동하면서 용융된 재질이 돌출되어 빠르게 굳어지고 주변 재질과 응결됩니다.

FDM 기술 설명

FDM 기술은 Stratasys 에 의해 설계 및 제조되며 다양한 시스템에서 사용할 수 있습니다. 이들 시스템은 FDM Maxum, FDM 타이탄, Prodigy Plus 및 Dimension 입니다. FDM 기술은 ABS, 폴리카보네이트 (PC), 폴리스티렌 (PPSF) 및 기타 재료를 사용합니다. 이러한 열가소성 재질은 반용융 상태에서 가는 실로 압착되어 층별 스택을 기준으로 3D CAD 데이터에서 직접 원형을 만듭니다. 이 기술은 일반적으로 성형, 조립, 기능 테스트 및 개념 설계에 사용됩니다. 또한 FDM 기술은 교정 및 신속한 제조에 적용될 수 있습니다.