各种工艺快速成型机的运行成本
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        计算快速成型机的运行成本,主要要考虑三方面的因素: 1、材料的价格:材料应该包括工件的材料、支撑材料、后处理材料、辅助材料等。很多商家会故意隐瞒必须的材料,而只告诉买家其中部分材料;还有一些商家故意低报材料的价格,待买家把设备采购回去之后再把材料价格涨上去。 2、材料的密度:通过快速成型机*终需要制作出的是一定体积的工件,而不是一定重量的工件。一些商家故意对买家隐瞒材料密度的概念,采用偷换概念的做法,只告诉买家材料多少钱一公斤,而不告诉买家一公斤的材料能做出多少体积的工件。 3、易损件的价格:各种快速成型机都有不同的易损件,易损件都有一定的寿命和价格。有些易损件的价格非常高昂,一些高校在买设备的时候是得到了国家的大笔资金,但是不可能每年都得到大笔资金的支持,待到易损件需要更换的时候,往往已经没有能力去更换易损件;易损件都有正常的使用寿命,商家往往会虚报寿命。 以下是各种快速成型工艺的运行成本: 一、OBJET快速成型机 1、材料名称和价格:液态光敏树脂 2000元/公斤 2、支撑材料名称和价格:液态光敏树脂 1200元/公斤 3、做出1立方厘米工件需耗费的材料价格(包括支撑材料):3.5元~9元(根据不同的支撑比例价格也不同) 4、工件密度:1.4 g/cm3 5、支撑方式及支撑所占比例:面支撑 30%~80%(根据工件结构不同支撑所占比例也不同) 6、易损件的名称、寿命和价格:专用喷头(有4头和8头两种)、厂家标称寿命2000小时(实际使用500小时后喷头就开始堵塞)、厂家公布价格为4头的32000元 8头的64000元 二、3DP三维打印机 1、材料名称和价格:类石膏粉 400元/公斤 粘结剂 800元/公升 渗透剂 400元/100克 2、支撑材料名称和价格:无需支撑 3、做出1立方厘米工件需耗费的材料价格(包括支撑材料):1.2元~3元(根据不同结构的工件所耗费的粘结剂和渗透剂也不同) 4、工件密度:1.6 g/cm3 5、易损件的名称、寿命和价格:专用HP喷头、厂家标称寿命100小时(实际使用40小时后喷头就开始堵塞)、厂家公布价格为400元/个. 三、SLA快速成型机(激光固化快速成型机) 1、材料名称和价格:液态光敏树脂 2000元/公斤 (国产光敏树脂价格为800元/公斤,但材料性能差) 2、支撑材料名称和价格:液态光敏树脂 2000元/公斤 3、做出1立方厘米工件需耗费的材料价格(包括支撑材料):3.7元~6.5元(根据不同的支撑比例价格也不同) 4、工件密度:1.3 g/cm3 5、支撑方式及支撑所占比例:线支撑 30%~60%(根据工件结构不同支撑所占比例也不同) 6、易损件的名称、寿命和价格:固体激光器/震镜、厂家标称寿命20000小时(实际使用5000小时后激光器功率开始衰减)、厂家公布价格为300000元/个  四、FDM快速成型机(熔融喷丝型快速成型机) 1、材料名称和价格:进口类ABS丝 2200元/公斤 国产ABS丝300元/公斤 2、支撑材料名称和价格:进口类ABS丝 2200元/公斤 国产ABS丝300元/公斤 3、做出1立方厘米工件需耗费的材料价格(包括支撑材料):进口材料4元~7元 国产材料0.5~1元(根据不同的支撑比例价格也不同) 4、工件密度:1.3 g/cm3 5、支撑方式及支撑所占比例:线支撑 30%~60%(根据工件结构不同支撑所占比例也不同) 6、易损件的名称、寿命和价格:机械喷头 厂家标称寿命2000小时(实际使用500小时后激光器功率开始衰减)、厂家公布价格为 进口喷头500元/个 国产喷头30元/个  五、SLS快速成型机(粉末烧结快速成型机) 1、材料名称和价格:进口尼龙粉 2500元/公斤 国产尼龙粉/蜡粉300元/公斤 2、支撑材料名称和价格:不需要支撑材料 3、做出1立方厘米工件需耗费的材料价格:进口材料4元 国产材料0.5元 4、工件密度:1.6 g/cm3 5、易损件的名称、寿命和价格:二氧化碳激光器 厂家标称寿命20000小时(实际使用5000小时后激光器功率开始衰减)、厂家公布价格为100000元/个

先说前景呢,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,长三角或珠三角,**去长三角,因为现在珠三角的RPM设备很多,尤其是深圳和东莞.

  随着市场竞争的加巨,小批量多品种的产品开发已经成为每个公司所要面对的现实.

  再着,中国不能再当一个制造大国了,早的应该觉醒,由制造大国向制造强国转变,这一点,浙江的一些企业早已经开始做了,而且做的也非常出色.

  所以说,现在的快速成型和快速模具是一个发展趋势,前景肯定是非常好的.

  下来再说,当前的国内主要的几家快速成型机设备制造厂家:

  1:西安交大*陕西恒通智能机器有限公司(采用工艺SLA)

  2:武汉滨湖机电技术产业有限公司(华中科技大学:采用LOM)

  3:北京隆源自动成型系统有限公司(采用SLS)

  4:北京殷华激光快速成型与模具技术有限公司(清华大学:采用FDM)

  在国内主要就是这四家在做快速成型机,其他的厂家都是冒牌的.现将几种快速成型的工艺介绍如下:

   几种常见的快速成型设备比较

  在快速领域里一直站主导地位快速成型工艺主要包括:SLA 、SLS、FDM及LOM等工艺,而这几种工艺又各有千秋,下面我们在主要看一下这几种工艺的优缺点比较:

  

  一、SLA(激光光固化)

  光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻(Stereolithography)原理的一种工艺,简称SLA,是*早出现的一种快速成型技术,也是目前应用****的技术。

  

  在树脂槽中盛满液态光敏树脂,它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时,可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度,聚焦后的激光束,在计算机的控制下,按照截面轮廓的要求,沿液面进行扫描,使被扫描区域的树脂固化,从而得到该截面轮廓的树脂薄片。然后,工作台下降一层薄片的高度,以固化的树脂薄片就被一层新的液态树脂所覆盖,以便进行第二层激光扫描固化,新固化的一层牢粘结在前一层上,如此重复不已,直到整个产品成型完毕。**升降台升出液体树脂表面,取出工件,进行清洗、去处支撑、二次固化。

  

  光敏树脂选择性固化快速成型技术适合于制作中小形工件,能直接得到树脂或类似工程塑料的产品。主要用于概念模型的原型制作,或用来做前期装配检验和工艺规划。

  SLA快速原型技术的优点是:

  1、 表面质量好;采用点支撑,手工去除,酒精清洗,过程简单;

  2、 成型精度较高,精度在0.1mm (X、Y、Z方向均可保证在0.1mm以内)

  3、 成型速度快(平均30~60克/小时);原料利用率近100%;总体使用费用较低。

  4、 可制作任何复杂件能制造形状特别复杂(如空心零件)、特别精细(如手饰、工艺品等)的零件,系统分辨率较高;

  5、 随时开机,随时制作,中间不需要维护。

  6、 无毒、无味,二次固化简单,只用专用固化箱几十分钟即可。

  7、 采用固体激光器,使用寿命在20000-30000小时。

  SLA快速原型的技术缺点:

  1、 体积较大,需专用的实验室空间;

  2、 需要设计工件的支撑结构,以便确保在成型过程中制作的每一个结构部位都能可靠定位,支撑结构需在未完全固化时手工去除;

  3、 二次固化;

  4、 制作大型实体件时,材料成本较高。

  

  二、SLS(粉末材料选择性烧结)

  粉末材料选择性烧结(Selected Laser Sintering)是一种快速原型工艺,简称SLS。

  粉末材料选择性烧结采用二氧化碳激光器对粉末材料(塑料粉等与粘结剂的混合粉)进行选择性烧结,是一种由离散点一层层堆集成三维实体的快速成型方法。

   粉末材料选择性烧结采用二氧化碳激光器对粉末材料(塑料粉、陶瓷与粘结剂的混合粉、金属与粘结剂的混合粉等)进行选择性烧结,是一种由离散点一层层对集成三维实体的工艺方法。

   在开始加工之前,先将充有氮气的工作室升温,并保持在粉末的熔点以下。成型时,送料筒上升,铺粉滚筒移动,先在工作平台上铺一层粉末材料,然后激光束在计算机控制下按照截面轮廓对实心部分所在的粉末进行烧结,使粉末溶化继而形成一层固体轮廓。第一层烧结完成后,工作台下降一截面层的高度,再铺上一层粉末,进行下一层烧结,如此循环,形成三维的原型零件。**经过5-10小时冷却,即可从粉末缸中取出零件。未经烧结的粉末能承托正在烧结的工件,当烧结工序完成后,取出零件。但这种工艺仍需对整个截面进行扫描和烧结,加上工作室需要升温和冷却,成型时间较长。此外,由于受到粉末颗粒大小及激光点的限制,零件的表面一般呈多孔性。在烧结陶瓷、金属与粘结剂的混合粉并得到原型零件后,须将它置于加热炉中,烧掉其中的粘结剂,并在孔隙中渗入填充物,其后处理复杂。

  

 

  粉末材料选择性烧结快速原型工艺适合于产品设计的可视化表现和制作功能测试零件。由于它可采用各种不同成分的金属粉末进行烧结、进行渗铜等后处理,因而其制成的产品可具有与金属零件相近的机械性能,但由于成型表面较粗糙,渗铜等工艺复杂,所以有待进一步提高。

  SLS快速原型技术的优点是:

  1、 与其他工艺相比,能生产较硬的模具。

  2、 可以采用多种原料,包括类工程塑料、蜡、金属、陶瓷等(事实上国内的设备只能是专用材料)。

  3、 对于较大的实体简单模型件,材料成本相对较低

  4、 无需构造支撑。

  SLS快速原型技术缺点是:

  1、 使用二氧化碳激光器,有激光损耗,需不断充气,使用及维护费用相对高昂,寿命不如固体激光器。

  2、 需要预热和冷却,后处理麻烦。

  3、 成型表面粗糙多孔,并受粉末颗粒大小及激光光斑的限制。

  4、 需要对加工室不断充氮气以确保烧结过程的安全性,加工成本高。

  5、 成型过程产生有毒气体和粉尘,污染环境。

  6、 体积较大,需专门实验室环境。

  7、 不能完成复杂模型件

  三、FDM(丝状材料选择性熔覆)

  丝状材料选择性熔覆(Fused Deposition Modeling)快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材(如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC等)加热熔化进而堆积成型方法,简称FDM。

  丝状材料选择性熔覆的原理如下:加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动,热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头,并在喷头中加热和熔化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层”画出”截面轮廓,如此循环,*终形成三维产品零件。

  

  这种工艺方法同样有多种材料可供选用,如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC、工程塑料PPSF以及ABS与PC的混合料等。

  FDM快速原型技术的优点是:

  1、 体积较小,制造系统可用于办公环境;

  2、 一次成型、产生垃圾少;

  3、 可选用多种材料,如各种色彩的工程塑料ABS、PC、PPSF以及医用ABS等。

  FDM快速原型技术的缺点是:

  1、 成型精度比SLA工艺低;

  2、 成型表面光洁度不如SLA工艺;

  3、 成型速度慢;

  4、 Z方向强度不够;

  5、 对于复杂件和薄壁件成型差

  6、 在使用过程中喷头易堵塞,造成时间和成本上的浪费;如果间断使用,需要清洗喷头。

  7、 温度控制较困难。

  

 

  四、LOM(箔材叠层实体)

  箔材叠层实体制作(Laminated Object Manufacturing)快速原型技术是薄片材料叠加工艺,简称LOM。

   箔材叠层实体制作是根据三维CAD模型每个截面的轮廓线,在计算机控制下,发出控制激光切割系统的指令,使切割头作X和Y方向的移动。供料机构将地面涂有热溶胶的箔材(如涂覆纸、涂覆陶瓷箔、金属箔、塑料箔材)一段段的送至工作台的上方。激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓用二氧化碳激光束对箔材沿轮廓线将工作台上的纸割出轮廓线,并将纸的无轮廓区切割成小碎片。

   然后,由热压机构将一层层纸压紧并粘合在一起。可升降工作台支撑正在成型的工件,并在每层成型之后,降低一个纸厚,以便送进、粘合和切割新的一层纸。**形成由许多小废料块包围的三维原型零件。然后取出,将多余的废料小块剔除,*终获得三维产品。

  叠层实体制作快速原型工艺适合制作大中型原型件,翘曲变形较小,成型时间较短,激光器使用寿命长,制成件有良好的机械性能,适合于产品设计的概念建模和功能性测试零件。且由于制成的零件具有木质属性,特别适合于直接制作砂型铸造模。

  LOM快速原型技术的优点是:

  1、 成型速度较快,由于只需要使激光束沿着物体的轮廓进行切割,无需扫描整个断面,所以成型速度很快,因而常用于加工内部结构简单的大型零件。

  2、 无需设计和构建支撑结构。

  LOM快速原型技术的缺点是:

  1、 有激光损耗,并需要专门实验室环境,维护费用高昂;

  2、 可实际应用的原材料种类较少,尽管可选用若干原材料,例如纸、塑料、陶土以及合成材料,但目前常用的只是纸,其他材料尚在研制开发中;

  3、 必须进行防潮处理,纸制零件很容易吸湿变形,所以成型后必须立即进行树脂、防潮漆涂覆等后处理

  4、 难以构建形状精细、多曲面的零件,仅限于结构简单的零件。

  5、 废料去除困难,所以该工艺不宜构建内部结构复杂的零件。

  6、 当加工室的温度过高时常有火灾发生。因此,工作过程中需要专职人员职守。


   

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