論快速成形技術(shù)

1、論快速成形技術(shù)論快速成形技術(shù)快速成形（RP）技術(shù)是由CAD模型直接驅(qū)動(dòng)，快速制造任意復(fù)雜形狀三維物理實(shí)體的技術(shù)。是為制造業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)服務(wù)的一項(xiàng)關(guān)鍵共性技術(shù)對(duì)促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新、縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品競爭力有積極的推動(dòng)作用。自該技術(shù)問世以來，已經(jīng)在發(fā)達(dá)國家的制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，并由此產(chǎn)生一個(gè)新興的技術(shù)領(lǐng)域?？焖俪尚渭夹g(shù)集成看機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、光學(xué)、新材料等領(lǐng)域中的技術(shù)，與傳統(tǒng)的去除材料加工方法相比，它是通過逐層增加材料來制造

2、零件的。不同種類的快速成型系統(tǒng)因所用成形材料不同，成形原理和系統(tǒng)特點(diǎn)也各有不同。但是，其基本原理都是一樣的，那就是“分層制造，逐層疊加“，類似于數(shù)學(xué)上的積分過程。1快速成形技術(shù)過程（1）產(chǎn)品三維模型的構(gòu)建（2）三維模型的近似處理（3）三維模型的分層切片和產(chǎn)生加工路徑（4）成形加工（5）成形零件的后處理2快速成形技術(shù)的特點(diǎn)快速成形技術(shù)的特點(diǎn)(1)制造原型所用的材料不限，各種金屬和非金屬材料均可使用(2)原型的復(fù)制性、互換性高(3)制造工藝

3、與制造原型的幾何形狀無關(guān)，在加工復(fù)雜曲面時(shí)更顯優(yōu)越(4)加工周期短，成本低，成本與產(chǎn)品復(fù)雜程度無關(guān)，一般與傳統(tǒng)加工模型的工藝相比快速成形在制造費(fèi)用上可以降低80%，加工周期可以節(jié)約70%以上(5)高度技術(shù)集成，可實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)制造一體化3快速成形技術(shù)快速成形技術(shù)1、立體光刻技術(shù)(SLSLA)SLA的工作原理是以液態(tài)光敏樹脂(例如一種特殊的環(huán)氧樹脂)為造型材料，采用紫外激光器為能源:一種是氦一福激光器(波長325nm，功率15~50MW)，另

4、一種是氨離子激光器(波長351~365nm，功率100~500MW)，激光束光斑大小為0.05~3mm。由CAD設(shè)計(jì)出三維模型后將模型進(jìn)行水平切片，分成為成千上萬個(gè)薄層，生成分層工藝信息，按計(jì)算機(jī)所確定的軌跡，控制激光束的掃描軌跡，使被掃描區(qū)域內(nèi)的液態(tài)光敏樹脂固化，形成一層薄固體截面后，升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工作臺(tái)下降一層高度，其上復(fù)蓋另一層液態(tài)光敏樹脂，接著進(jìn)行第二層激光掃描固化，新固化的一層牢固地粘在前一層上，就這樣逐層疊加直到完成整個(gè)模型的

5、制作。一般每個(gè)薄層的厚度0.07~0.4mm，模型從樹脂中取出后，進(jìn)行最終硬化處理加以打光、電鍍、噴漆或著色等即可。2.薄材疊層成形技術(shù)(LOM)接堆積制造出模具，間接制模是先制出快速成型零件，再由零件復(fù)制得到所需要的模具。(4)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用近幾年來，人們對(duì)RP技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究較多。以醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用RP技術(shù)制作人體器官模型，對(duì)外科手術(shù)有極大的應(yīng)用價(jià)值。(5)在文化藝術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用在文化藝術(shù)領(lǐng)域，快速成形制造技術(shù)多用于

6、藝術(shù)創(chuàng)作、文物復(fù)制、數(shù)字雕塑等。(6)在航空航天技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域中，空氣動(dòng)力學(xué)地面模擬實(shí)驗(yàn)(即風(fēng)洞實(shí)驗(yàn))是設(shè)計(jì)性能先進(jìn)的天地往返系統(tǒng)(即航天飛機(jī))所必不可少的重要環(huán)節(jié)。該實(shí)驗(yàn)中所用的模型形狀復(fù)雜、精度要求高、又具有流線型特性，采用RP技術(shù)，根據(jù)CAD模型，由RP設(shè)備自動(dòng)完成實(shí)體模型，能夠很好的保證模型質(zhì)量。(7)在家電行業(yè)的應(yīng)用目前，快速成形系統(tǒng)在國內(nèi)的家電行業(yè)上得到了很大程度的普及與應(yīng)用，使許多家電企業(yè)走在了國內(nèi)前列。如：

7、廣東的美的、華寶、科龍；江蘇的春蘭、小天鵝；青島的海爾等，都先后采用快速成形系統(tǒng)來開發(fā)新產(chǎn)品，收到了很好的效果?？焖俪尚渭夹g(shù)的應(yīng)用很廣泛，可以相信，隨著快速成形制造技術(shù)的不斷成熟和完善，它將會(huì)在越來越多的領(lǐng)域得到推廣和應(yīng)用。5快速成形的發(fā)展方向從目前RP技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀來看，快速成型技術(shù)的進(jìn)一步研究和開發(fā)工作主要有以下幾個(gè)方面：(1)開發(fā)性能好的快速成型材料，如成本低、易成形、變形小、強(qiáng)度高、耐久及無污染的成形材料。(2)提高RP系

8、統(tǒng)的加工速度和開拓并行制造的工藝方法。(3)改善快速成形系統(tǒng)的可靠性，提高其生產(chǎn)率和制作大件能力，優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，尤其是提高成形件的精度、表面質(zhì)量、力學(xué)和物理性能，為進(jìn)一步進(jìn)行模具加工和功能實(shí)驗(yàn)提供基礎(chǔ)。(4)開發(fā)快速成形的高性能RPM軟件。提高數(shù)據(jù)處理速度和精度，研究開發(fā)利用CAD原始數(shù)據(jù)直接切片的方法，減少由STL格式轉(zhuǎn)換和切片處理過程所產(chǎn)生精度損失。(5)開發(fā)新的成形能源。(6)快速成形方法和工藝的改進(jìn)和創(chuàng)新。直接金屬成形技術(shù)將會(huì)成