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镜面抛光机设备抛光材料的生长堆积加工

发布时间:2020-10-28发布人:豫磨精饰

  长期以来,人们对加工的概念总是局限于经过各种各样的切削等加工,从毛坯上将多余的材料分离出去而形成零件。近年来,出现了采用生长、堆积方法来生成零件,在加工过程中,材料由少变多,逐步增长,与分离去除的原理正好相反,这种在加工概念上的变化,具有十分重要的意义。
  材料的生长堆积加工大体上可以分为以下几类。
  (1)生长如分子東外延、电铸、拉单晶等都是使材料逐渐增长,形成毛坯或零件。例如,电动剃须刀的网刃就是用精密电铸的方法制成的,其制作过程如图0-1所示。
  1)在铜板或铝板上涂敷光致抗蚀剂,将所需图形的照相底板与它贴紧,进行曝光、显影、定影后,得到由导体区(钢或铝)和绝缘区(光致抗蚀剂)所形成的所需图形,称为光刻。
  2)如果需要曲面网刃,则应将具有抗蚀剂图形的金属板弯曲成形。
  3)电镀沉积镍至一定厚度。
  4)将镍质网刃从金属板上剥离下来,即可得到所需网刃。对于铜板,在电镀之前,应进行分离处理,以便镍质网刃能剥离下来。
  (2)堆积如涂层、电镀、刷镀、堆焊等是在工件表面上堆积一层,其目的是改变工件表层的物理、力学性质(耐磨、防蚀、装饰等),或为了增大零件的尺寸,以便进行修复。以磁盘为例,它是计算机的信息载体,分为硬磁盘和软磁盘两种,其制作过程如下:
  1)基片成形加工对于硬磁盘是用特制的材质均匀的铝板,剪切冲制后在超精密金刚石刀具车削成形,表面达镜面后消除残余应力并进行氧化保护;对于软磁盘,可采用精密注塑成形。
  2)磁性材料的涂敷将y三氧化二铁微粉与粘接剂混合均匀后涂敷于基片表面上,磁粉与粘接剂混合均匀和涂敷均匀十分关键,为此可采用球磨混合方法和离心力甩涂方法,甩涂时,基片旋转,使涂料流满,继而高速旋转,利用离心力使所涂厚度均匀并达到所需层厚,然后进行干燥;同样,在基片反面也行涂敷。这种方法通常称之为甩涂,或称离心涂敷。
  磁性材料涂敷的方法很多,常用的还有电镀、印刷等,可得到高质量的涂层。
  3)涂层面的精密加工 利用精密研磨、精密砂带研抛等使涂层面得到高精度和低表面粗糙度。之后,对于甩涂盘,还要进行高点铲刮工艺,去除涂层表面因磁粉与粘接剂混合不匀所形成的高点。
  (3)分层制造 即快速成形制造, 又称快速原型(零件)制造。可分为平面分层、曲面分层和卷绕成形制造三大类。平面分层的原理是将一个三维实体在某坐标上分割为若干层有一定厚度的三维实体,由于层厚很小,可按二维实体制造,再将它们堆积起来构成三维实体零件。很明显,零件分割的层数越多,则层厚越小,所堆积的零件精度越高,因此,分层所需的处理工作量很大,计算机技术的发展提供了有利条件。
  目前,平面快速成形制造方法很多,主要有:
  1)光固化立体造型 其原理如图0-2a所示,液槽中盛有紫外激光固化的液态光敏树脂,开始成形时,工作台台面在液面下一个层高,将激光聚焦至光固化树脂表面,按该层图形进行扫描,完成一个层面的固化建造。继而升降台带动工作台下降一个层高,使液面覆盖一层,形成第二层树脂,再按第二层图形进行扫描,第二个层面固化并与第一层面牢固地粘在一起,如此重复,直至零件造型完毕。
  2)分层实体制造 其示意图如图0-2b所示,采用激光或刀具从箔材(金属、纸等)上切割出一个层面,并将非零件所需部分切成小块以便去除,再在层面上铺上一层箔材,用热压辊辗压以固化粘接剂,使新铺上的一层箔材平整地牢固地粘接在前一层上,切割该层图形,如此反复将所有层面切割出迭加而成三维实体零件。
  3)选择性激光烧结 其原理如图-2c所示,先在工作台上铺上一层密实平整的粉末,用激光束聚焦按所需层面图形扫描,从而熔结成一个层面,再在其上铺上一层粉末,进行第二层熔结,并与第一层熔接,如此迭加成一个三维实体粉末烧结零件。它又分为直接熔接和间接熔接两种,前者为直接熔化粉末,多用于非金属;后者为熔化粉末表面的粘接涂层,形成半成品,再进行烧结,多用于金属粉末。
  4)熔融沉积成形其原理如图0-2d所示,将丝状热熔性材料(如蜡、尼龙、塑料等)通过一个熔化器熔化,由一个喷头挤压出丝,按层面图形沉积一个层面,然后用同样方法建造第二个层面,并与前一个层面熔结在一起,这样层层扫描堆积形成一个三维实体。
  5)喷射印刷成形其制作原理如图0-2e所示,将热熔成形材料熔融后由喷头喷出,扫描成形建造出一个层面,逐层堆积形成三维实体零件。层的力学性能,统称热处理。现代制造技术的发展使“处理”的概念大为扩展,不仅包含表面快速成形制造多用于零件、模具、饰品、人造脏器等制造。

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