SBIR Phase I: Fast Freeform Fabrication Using Planar Layer Deposition Techniques

SBIR 第一阶段:使用平面层沉积技术的快速自由成型制造

基本信息

  • 批准号:
    9860715
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.4万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    1999-01-01 至 1999-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

9860715 This Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I project will develop a planar layer deposition system for freeform fabricating three-dimensional design prototypes. The planar layer is generated by a container equipped with an adjustable planar nozzle consisting of one or two slotted plates regulated by a motorized position-controlling device of micrometer resolution. The slotted plates are assembled such that they slide over one another, enabling the nozzle opening to be adjusted, as needed, from fully open to completely closed. The nozzle can therefore form a semi-solidified sheet of desirable width, which undergoes rapid solidification after deposition on a substrate. This forms an incremental deposit that contributes toward the final product structure. The extrusion properties of this system will be tested by making prototypes from a variety of waxes. By extruding planar layers instead of depositing or curing material, a single bead or beam width at a time, this approach for rapid prototyping components could have build-times a hundred fold less and thus enable solid freeforming in low-volume manufacturing as well as the prototyping process. The continuing need to reduce product cycle time requires shorter prototyping time. Most freeform fabrication schemes, however, are complex and slow, making production rates slow and production runs unattractive, particularly for large parts. This new freeform technology is expected to fabricate high-strength and high-temperature precision metal and ceramic parts. Being much simpler and faster than the current freeform fabrication technology, it would decrease product development cost and cycle times. It may also used in large-scale and controlled manufacturing of advanced materials and structures for aeronautic and space applications.
9860715这个小型企业创新研究第一阶段项目将开发一种平面层沉积系统,用于自由制造三维设计原型。所述平面层由装有可调平面喷嘴的容器产生,所述可调平面喷嘴由一个或两个由微米分辨率的电动位置控制装置调节的开槽板组成。缝缝板的组装使得它们彼此滑动,使喷嘴开口能够根据需要从完全打开调整到完全关闭。因此,喷嘴可以形成所需宽度的半凝固薄板,在沉积到衬底上后,该半固态薄板经历快速凝固。这形成了一个增量存款,有助于最终的产品结构。该系统的挤压性能将通过制作各种蜡的原型来测试。通过挤压平面层而不是一次沉积或固化材料、单个珠子或梁宽,这种用于快速成型组件的方法可以将构建时间减少一百倍,从而在小批量制造和原型制造过程中实现实体自由成型。缩短产品周期时间的持续需求需要更短的原型时间。然而,大多数自由形式的制造方案都是复杂和缓慢的,使得生产率缓慢,生产运行缺乏吸引力,特别是对于大型零件。这种新的自由变形技术有望制造出高强度和高温精密的金属和陶瓷零件。它比目前的自由形状制造技术简单和快速得多,将降低产品开发成本和周期。它还可以用于航空和空间应用的先进材料和结构的大规模和受控制造。

项目成果

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