冰型快速成型外文翻译模板

基于水溶液的冰型快速成型

摘要

水溶液的冰型快速成型（RFP）是一种新型的固态成形技术,可以通过沉淀生成冰，一层一层地迅速冷冻水。它通过制造一个坚实的冰层实现了在许多方面比起他固体成形技术更具潜在性能。必要时,添加了盐的水冰点低于纯水。这一步完成后,可以熔化温度区别盐水和水。初步实验表明,冰模用于设计可视化和硅胶成型。本文将介绍目前的报价流程的概念和一些实验结果以及其潜在的应用。1999年爱思唯尔的科学有限公司版权所有。

关键词:形成;挤压;快速凝固;固体成形技术;快速成型

1.介绍

自1980年代末以来,一些固体自由制造技术，也被称为快速成型或分层制造。据调查,一些商业发达地区，通过累积建立三维零件分层技术,来自动允许自由制造复杂结构部分直接从CAD模式,无需使用特殊设备如材料移动流程。这些快速成型技术帮助产品开发商和制造商发展和销售更加迅速,更好质量,低成本的产品，不断变化和竞争激烈的全球市场。这些技术的流行始于视觉艾滋病、形式和健康评估等。

由于加强研发领域的材料,过程,软件,和设备,应用快速工具（RT）。在研发中直接或间接使用快速成型在工具,模具和模具制造。快速成型可以用于生产原型最后一部分使用材料评估和测试,或制造小数量产品。直接RT法生产选用纯银工具直接从快速成型技术用实际的工具材料制造一部分（经常用一些后处理）。间接RT法与结合快速成型技术常规形状制造技术,如RTV（房间硫化成型、砂模铸造、围模,金属喷涂,电镀电铸工具。有额外的直接形状复制过程用间接RT。快速成型的原型的力学性能不太重要。目前,间接RT比直接RT更广泛使用。 一些成功的商业化快速成型制造过程包括立体平版印刷（SL）、熔融沉积造型（FDM）,烧结（ SLS）, 分层实体制造（LOM）,三维打印（3D-P）。 这些过程中使用的材料包括UV光固化树脂、蜡、ABS、金属陶瓷聚合物粉末,胶粘剂涂布纸,等等。这些快速成型过程已经成功地使用在许多应用,如设计可视化、形式和适合评价,功能测试,直接和间接快速工具。然而,新的发明和过程改善计划仍需要由于限制不能使用快速成型包括以下许多方面:

a：环境的负担。许多快速成型过程产生物质,如烟雾、灰尘、危险的化工品等,对健康和环境有害。

b：成本。大多数现有的快速成型过程是仍然昂贵的设备、材料,操作或维护成本。

c：部分精度和表面质量。困难在提高精度和表面完全来自:材料收缩和不确定变化在相变阶段,6，7,昼夜的影响,楼梯踏步效应,制造分辨率,平衡制造分辨率和对制造时间的关心。

依据设计可视化、技术都是以能够建立颜色和透明部分能提供更多信息的设计产物,给更清晰、更准确的评价结果。几乎所有的塑料沉积为基础的快速成型技术可以制造颜色部分用彩色的材料,如Stratasys公司和模型提供的FDM 技术 制造商提供的桑德斯原型。部分的是通过包括FDM,不透明的模型制造者技术制作。他们是可以接受的情况下设计可视化。然而,在某些如手术计划准备和规划复杂的半成品，内部模型需要更多的内部信息。

介绍了快速冻结成型（ 水溶液的冰型快速成型）。过程被开发来解决以上所述工具和设计要求。通过使用水随着材料和快速冻结的建筑方法,水溶液的冰型快速成型有可能制造冰模式好的精确性和表面光洁度。部分去是容易的 ,并且很容易建立彩色模型，不同部分不同的颜色。附加透明的部分属性,都是好工具和设计可视化应用程序。摘要组织如下:第二节介绍快速冻结成型原理;第三节讨论这个过程的主要特性;第四节提供一些初步应用效果; 和第五节的结论。

2. 快速冻结成型的原则

2.1这一技术的概念

水溶液的冰型快速成型是快速冻结成型过程,使一部分通过有选择的沉淀和冻结的材料（水或盐水）。一层一层地，有两种方法可以沉淀水：连续沉积和按需定位滴定;参见图1 。

在这个过程中,制造环境是保持在向下温度低于水的冰点。纯净的水或盐水可能是用于支持材料。挤压或逐出喷嘴并沉积到以前凝固冰的表面。新沉积的纯低温水或盐水被冷却，这是典型的20 摄氏度在我们的初步实验手工画冰线区别于上次的冰面层。因此,沉积材料冻结迅速,结合前面的层,形成新层的一部分。部分是建立在纯水和支持下,在必要时, 在一定的温度下建立水或盐水的喷嘴和导料管超低温冷冻到冰点,但仍留在液体状态,以便材料可以流畅的自由流动。

在连续过程中,液体材料从喷嘴持续喷出到表面或之前制造的层,而在按需滴定过程中,液体材料喷射到表面或一滴一滴地射到以前凝固的冰层。当材料接触表面时,它迅速冻结,坚定的保持在表面。在持续制造过程, 喷嘴和导管材料流量移动速度是至关重要的。比率太大可能引起故障，控制其出喷嘴流沿着冰的表面;比例太小可能会导致不连续凝固（见图2）。材料流量的比率到XY轴移动速度可以保持最佳控制挤压速度的泵。

图2 材料不同比率的流量到XY轴移动速度示意图

当一部分建筑完成后,下一步是移动它的支持结构。支持结构可以被手动或通过使用溶剂（图3所示）,在一些特殊的溶剂被放置在槽支持移动。溶剂保持一个高于盐水冰点但低于纯水冰点温度,这样才可以被融化（盐水冰点比纯水低）.这里使用的溶剂须有两个基本属性:不溶于水面孔密度且与水有很大不同。盐水融化的第一个性能是确保支持不溶于溶剂,因此对冰的边界和负面影响的部分。的第二个属性是允许从冰部分通过提高或下沉溶剂分离盐水.

图3 水溶液的冰型快速成型支持移动

2.2实验系统

如图4所示的实验系统是被设计和建立快速冻结原型的研究和开发过程。

目

标是能够自动制造冰层用CAD。系统的主要部件有:

1。材料挤压系统

2。材料前端沉积

3。三维定位系统

4。冻室

图4 水溶液的冰型快速成型实验系统结构

整个实验系统将由个人电脑控制,三个坐标轴动作和蠕动泵由PC总线控制步进电机控制器。项目将产生的软件控制程序根据CAD模型的切片轮廓信息。步进电机控制器使用的控制计划控制运动存放该X和Y方向,升降是 Z方向的运动。材料挤压子系统也由这个控制器控制。控制系统的示意图（图5所示）。

材料挤压子系统的喷出和沉积在制造表面上不断所需的水量。这个函数是通过利用一个蠕动泵,利用辊挤压液体通过一个灵活的塑料管,或使用一个发动机驱动挤出系统（如图6所示）。为泵驱动方法,管的一端插入到建筑材料的容器,和另一端连接到喷嘴。挤压水由蠕动泵的优点包括:精确的计量液体的体积和多种通道可用于挤压制造材料和支撑材料。电机驱动方法,水是包含在气缸,活塞连续不断的挤压。运动控制卡生成控制脉冲在图根据计划,和脉冲应用于泵或电动机控制物料流率。

图5 水溶液的冰型快速成型机器的控制系统

图6 电动挤压头