各種工藝快速成型機的運行成本
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??????? 計算快速成型機的運行成本,主要要考慮三方面的因素: 1、材料的價格:材料應該包括工件的材料、支撐材料、后處理材料、輔助材料等。很多商家會故意隱瞞必須的材料,而只告訴買家其中部分材料;還有一些商家故意低報材料的價格,待買家把設備采購回去之后再把材料價格漲上去。 2、材料的密度:通過快速成型機*終需要制作出的是一定體積的工件,而不是一定重量的工件。一些商家故意對買家隱瞞材料密度的概念,采用偷換概念的做法,只告訴買家材料多少錢一公斤,而不告訴買家一公斤的材料能做出多少體積的工件。 3、易損件的價格:各種快速成型機都有不同的易損件,易損件都有一定的壽命和價格。有些易損件的價格非常高昂,一些高校在買設備的時候是得到了國家的大筆資金,但是不可能每年都得到大筆資金的支持,待到易損件需要更換的時候,往往已經沒有能力去更換易損件;易損件都有正常的使用壽命,商家往往會虛報壽命。 以下是各種快速成型工藝的運行成本: 一、OBJET快速成型機 1、材料名稱和價格:液態光敏樹脂 2000元/公斤 2、支撐材料名稱和價格:液態光敏樹脂 1200元/公斤 3、做出1立方厘米工件需耗費的材料價格(包括支撐材料):3.5元~9元(根據不同的支撐比例價格也不同) 4、工件密度:1.4 g/cm3 5、支撐方式及支撐所占比例:面支撐 30%~80%(根據工件結構不同支撐所占比例也不同) 6、易損件的名稱、壽命和價格:專用噴頭(有4頭和8頭兩種)、廠家標稱壽命2000小時(實際使用500小時后噴頭就開始堵塞)、廠家公布價格為4頭的32000元 8頭的64000元 二、3DP三維打印機 1、材料名稱和價格:類石膏粉 400元/公斤 粘結劑 800元/公升 滲透劑 400元/100克 2、支撐材料名稱和價格:無需支撐 3、做出1立方厘米工件需耗費的材料價格(包括支撐材料):1.2元~3元(根據不同結構的工件所耗費的粘結劑和滲透劑也不同) 4、工件密度:1.6 g/cm3 5、易損件的名稱、壽命和價格:專用HP噴頭、廠家標稱壽命100小時(實際使用40小時后噴頭就開始堵塞)、廠家公布價格為400元/個. 三、SLA快速成型機(激光固化快速成型機) 1、材料名稱和價格:液態光敏樹脂 2000元/公斤 (國產光敏樹脂價格為800元/公斤,但材料性能差) 2、支撐材料名稱和價格:液態光敏樹脂 2000元/公斤 3、做出1立方厘米工件需耗費的材料價格(包括支撐材料):3.7元~6.5元(根據不同的支撐比例價格也不同) 4、工件密度:1.3 g/cm3 5、支撐方式及支撐所占比例:線支撐 30%~60%(根據工件結構不同支撐所占比例也不同) 6、易損件的名稱、壽命和價格:固體激光器/震鏡、廠家標稱壽命20000小時(實際使用5000小時后激光器功率開始衰減)、廠家公布價格為300000元/個  四、FDM快速成型機(熔融噴絲型快速成型機) 1、材料名稱和價格:進口類ABS絲 2200元/公斤 國產ABS絲300元/公斤 2、支撐材料名稱和價格:進口類ABS絲 2200元/公斤 國產ABS絲300元/公斤 3、做出1立方厘米工件需耗費的材料價格(包括支撐材料):進口材料4元~7元 國產材料0.5~1元(根據不同的支撐比例價格也不同) 4、工件密度:1.3 g/cm3 5、支撐方式及支撐所占比例:線支撐 30%~60%(根據工件結構不同支撐所占比例也不同) 6、易損件的名稱、壽命和價格:機械噴頭 廠家標稱壽命2000小時(實際使用500小時后激光器功率開始衰減)、廠家公布價格為 進口噴頭500元/個 國產噴頭30元/個  五、SLS快速成型機(粉末燒結快速成型機) 1、材料名稱和價格:進口尼龍粉 2500元/公斤 國產尼龍粉/蠟粉300元/公斤 2、支撐材料名稱和價格:不需要支撐材料 3、做出1立方厘米工件需耗費的材料價格:進口材料4元 國產材料0.5元 4、工件密度:1.6 g/cm3 5、易損件的名稱、壽命和價格:二氧化碳激光器 廠家標稱壽命20000小時(實際使用5000小時后激光器功率開始衰減)、廠家公布價格為100000元/個

先說前景呢,那肯定是非常好的,但是那也要看地方.要做就要到沿海去做,長三角或珠三角,**去長三角,因為現在珠三角的RPM設備很多,尤其是深圳和東莞.

  隨著市場競爭的加巨,小批量多品種的產品開發已經成為每個公司所要面對的現實.

  再著,中國不能再當一個制造大國了,早的應該覺醒,由制造大國向制造強國轉變,這一點,浙江的一些企業早已經開始做了,而且做的也非常出色.

  所以說,現在的快速成型和快速模具是一個發展趨勢,前景肯定是非常好的.

  下來再說,當前的國內主要的幾家快速成型機設備制造廠家:

  1:西安交大*陜西恒通智能機器有限公司(采用工藝SLA)

  2:武漢濱湖機電技術產業有限公司(華中科技大學:采用LOM)

  3:北京隆源自動成型系統有限公司(采用SLS)

  4:北京殷華激光快速成型與模具技術有限公司(清華大學:采用FDM)

  在國內主要就是這四家在做快速成型機,其他的廠家都是冒牌的.現將幾種快速成型的工藝介紹如下:

   幾種常見的快速成型設備比較

  在快速領域里一直站主導地位快速成型工藝主要包括:SLA 、SLS、FDM及LOM等工藝,而這幾種工藝又各有千秋,下面我們在主要看一下這幾種工藝的優缺點比較:

  

  一、SLA(激光光固化)

  光敏樹脂選擇性固化是采用立體雕刻(Stereolithography)原理的一種工藝,簡稱SLA,是*早出現的一種快速成型技術,也是目前應用****的技術。

  

  在樹脂槽中盛滿液態光敏樹脂,它在紫外激光束的照射下會快速固化。成型過程開始時,可升降的工作臺處于液面下一個截面層厚的高度,聚焦后的激光束,在計算機的控制下,按照截面輪廓的要求,沿液面進行掃描,使被掃描區域的樹脂固化,從而得到該截面輪廓的樹脂薄片。然后,工作臺下降一層薄片的高度,以固化的樹脂薄片就被一層新的液態樹脂所覆蓋,以便進行第二層激光掃描固化,新固化的一層牢粘結在前一層上,如此重復不已,直到整個產品成型完畢。**升降臺升出液體樹脂表面,取出工件,進行清洗、去處支撐、二次固化。

  

  光敏樹脂選擇性固化快速成型技術適合于制作中小形工件,能直接得到樹脂或類似工程塑料的產品。主要用于概念模型的原型制作,或用來做前期裝配檢驗和工藝規劃。

  SLA快速原型技術的優點是:

  1、 表面質量好;采用點支撐,手工去除,酒精清洗,過程簡單;

  2、 成型精度較高,精度在0.1mm (X、Y、Z方向均可保證在0.1mm以內)

  3、 成型速度快(平均30~60克/小時);原料利用率近100%;總體使用費用較低。

  4、 可制作任何復雜件能制造形狀特別復雜(如空心零件)、特別精細(如手飾、工藝品等)的零件,系統分辨率較高;

  5、 隨時開機,隨時制作,中間不需要維護。

  6、 無毒、無味,二次固化簡單,只用專用固化箱幾十分鐘即可。

  7、 采用固體激光器,使用壽命在20000-30000小時。

  SLA快速原型的技術缺點:

  1、 體積較大,需專用的實驗室空間;

  2、 需要設計工件的支撐結構,以便確保在成型過程中制作的每一個結構部位都能可靠定位,支撐結構需在未完全固化時手工去除;

  3、 二次固化;

  4、 制作大型實體件時,材料成本較高。

  

  二、SLS(粉末材料選擇性燒結)

  粉末材料選擇性燒結(Selected Laser Sintering)是一種快速原型工藝,簡稱SLS。

  粉末材料選擇性燒結采用二氧化碳激光器對粉末材料(塑料粉等與粘結劑的混合粉)進行選擇性燒結,是一種由離散點一層層堆集成三維實體的快速成型方法。

   粉末材料選擇性燒結采用二氧化碳激光器對粉末材料(塑料粉、陶瓷與粘結劑的混合粉、金屬與粘結劑的混合粉等)進行選擇性燒結,是一種由離散點一層層對集成三維實體的工藝方法。

   在開始加工之前,先將充有氮氣的工作室升溫,并保持在粉末的熔點以下。成型時,送料筒上升,鋪粉滾筒移動,先在工作平臺上鋪一層粉末材料,然后激光束在計算機控制下按照截面輪廓對實心部分所在的粉末進行燒結,使粉末溶化繼而形成一層固體輪廓。第一層燒結完成后,工作臺下降一截面層的高度,再鋪上一層粉末,進行下一層燒結,如此循環,形成三維的原型零件。**經過5-10小時冷卻,即可從粉末缸中取出零件。未經燒結的粉末能承托正在燒結的工件,當燒結工序完成后,取出零件。但這種工藝仍需對整個截面進行掃描和燒結,加上工作室需要升溫和冷卻,成型時間較長。此外,由于受到粉末顆粒大小及激光點的限制,零件的表面一般呈多孔性。在燒結陶瓷、金屬與粘結劑的混合粉并得到原型零件后,須將它置于加熱爐中,燒掉其中的粘結劑,并在孔隙中滲入填充物,其后處理復雜。

  

 

  粉末材料選擇性燒結快速原型工藝適合于產品設計的可視化表現和制作功能測試零件。由于它可采用各種不同成分的金屬粉末進行燒結、進行滲銅等后處理,因而其制成的產品可具有與金屬零件相近的機械性能,但由于成型表面較粗糙,滲銅等工藝復雜,所以有待進一步提高。

  SLS快速原型技術的優點是:

  1、 與其他工藝相比,能生產較硬的模具。

  2、 可以采用多種原料,包括類工程塑料、蠟、金屬、陶瓷等(事實上國內的設備只能是專用材料)。

  3、 對于較大的實體簡單模型件,材料成本相對較低

  4、 無需構造支撐。

  SLS快速原型技術缺點是:

  1、 使用二氧化碳激光器,有激光損耗,需不斷充氣,使用及維護費用相對高昂,壽命不如固體激光器。

  2、 需要預熱和冷卻,后處理麻煩。

  3、 成型表面粗糙多孔,并受粉末顆粒大小及激光光斑的限制。

  4、 需要對加工室不斷充氮氣以確保燒結過程的安全性,加工成本高。

  5、 成型過程產生有毒氣體和粉塵,污染環境。

  6、 體積較大,需專門實驗室環境。

  7、 不能完成復雜模型件

  三、FDM(絲狀材料選擇性熔覆)

  絲狀材料選擇性熔覆(Fused Deposition Modeling)快速原型工藝是一種不依靠激光作為成型能源、而將各種絲材(如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC等)加熱熔化進而堆積成型方法,簡稱FDM。

  絲狀材料選擇性熔覆的原理如下:加熱噴頭在計算機的控制下,根據產品零件的截面輪廓信息,作X-Y平面運動,熱塑性絲狀材料由供絲機構送至熱熔噴頭,并在噴頭中加熱和熔化成半液態,然后被擠壓出來,有選擇性的涂覆在工作臺上,快速冷卻后形成一層大約0.127mm厚的薄片輪廓。一層截面成型完成后工作臺下降一定高度,再進行下一層的熔覆,好像一層層”畫出”截面輪廓,如此循環,*終形成三維產品零件。

  

  這種工藝方法同樣有多種材料可供選用,如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC、工程塑料PPSF以及ABS與PC的混合料等。

  FDM快速原型技術的優點是:

  1、 體積較小,制造系統可用于辦公環境;

  2、 一次成型、產生垃圾少;

  3、 可選用多種材料,如各種色彩的工程塑料ABS、PC、PPSF以及醫用ABS等。

  FDM快速原型技術的缺點是:

  1、 成型精度比SLA工藝低;

  2、 成型表面光潔度不如SLA工藝;

  3、 成型速度慢;

  4、 Z方向強度不夠;

  5、 對于復雜件和薄壁件成型差

  6、 在使用過程中噴頭易堵塞,造成時間和成本上的浪費;如果間斷使用,需要清洗噴頭。

  7、 溫度控制較困難。

  

 

  四、LOM(箔材疊層實體)

  箔材疊層實體制作(Laminated Object Manufacturing)快速原型技術是薄片材料疊加工藝,簡稱LOM。

   箔材疊層實體制作是根據三維CAD模型每個截面的輪廓線,在計算機控制下,發出控制激光切割系統的指令,使切割頭作X和Y方向的移動。供料機構將地面涂有熱溶膠的箔材(如涂覆紙、涂覆陶瓷箔、金屬箔、塑料箔材)一段段的送至工作臺的上方。激光切割系統按照計算機提取的橫截面輪廓用二氧化碳激光束對箔材沿輪廓線將工作臺上的紙割出輪廓線,并將紙的無輪廓區切割成小碎片。

   然后,由熱壓機構將一層層紙壓緊并粘合在一起。可升降工作臺支撐正在成型的工件,并在每層成型之后,降低一個紙厚,以便送進、粘合和切割新的一層紙。**形成由許多小廢料塊包圍的三維原型零件。然后取出,將多余的廢料小塊剔除,*終獲得三維產品。

  疊層實體制作快速原型工藝適合制作大中型原型件,翹曲變形較小,成型時間較短,激光器使用壽命長,制成件有良好的機械性能,適合于產品設計的概念建模和功能性測試零件。且由于制成的零件具有木質屬性,特別適合于直接制作砂型鑄造模。

  LOM快速原型技術的優點是:

  1、 成型速度較快,由于只需要使激光束沿著物體的輪廓進行切割,無需掃描整個斷面,所以成型速度很快,因而常用于加工內部結構簡單的大型零件。

  2、 無需設計和構建支撐結構。

  LOM快速原型技術的缺點是:

  1、 有激光損耗,并需要專門實驗室環境,維護費用高昂;

  2、 可實際應用的原材料種類較少,盡管可選用若干原材料,例如紙、塑料、陶土以及合成材料,但目前常用的只是紙,其他材料尚在研制開發中;

  3、 必須進行防潮處理,紙制零件很容易吸濕變形,所以成型后必須立即進行樹脂、防潮漆涂覆等后處理

  4、 難以構建形狀精細、多曲面的零件,僅限于結構簡單的零件。

  5、 廢料去除困難,所以該工藝不宜構建內部結構復雜的零件。

  6、 當加工室的溫度過高時常有火災發生。因此,工作過程中需要專職人員職守。


   

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