认识快速成型技术
四种常见快速成型技术
四种常见快速成型技术第一种常见快速成型技术：数控加工技术。
数控加工技术是一种机器控制加工技术，利用计算机及其相应的程序控制生产设备，进行机械加工，使得一次处理能完成的で一台以上的机器工具构成的加工中心,部件在台面上面固定，四个或以上的自动工具装在滑轨上, 根据电脑程序指定的加工参数，自动更换、安装选择夹具，分别做加工工作，从而完成制件定位、撬开、冲孔、攻丝、开槽、铰榫等复杂加工工作。
数控加工技术主要采用机械加工加工，适用于大批量生产或多种多样零件快速、高效率、低成本加工，且图纸精度高、表面光洁度高等。
第二种常见快速成型技术：熔融塑料成型技术。
熔融塑料成型技术首先将原料加工成模板，然后将模板放入机器中，当原料温度到达要求时，机器自动把原料按照设定的温度、时间及力度压入模具内，形成冷却后的成型物体。
这种技术利用塑料的特性，具有效率高，成型精度高，成型时根据原料的特性可以做出不同的加工处理，并且具有强度大，防水，耐高低温的特点，适用于各种塑料制品的快速成型。
第三种常见快速成型技术：射出成型技术。
射出成型技术指在机械压力下将原料熔融输送到射出模具成型模块中，随后由冷却系统冷却，完成制件的快速成型。
这种技术主要用于金属铸件、塑料件等的制造，具有造件精度高，尺寸稳定性好，表面光洁，强度高，厚度一致，成型快，节省材料等优点。
第四种常见快速成型技术：热压成型技术。
热压成型技术是把金属或塑料原料置于型模具内，用压力和热量同时共同作用，使金属和塑料原料发生塑性变形而成型的一种快速成型技术。
该技术采用型模具可以实现造型精度高、制件造型美观，制造完后制件可以免去热处理步骤；并且利用该技术进行多余的金属屑的再生，形成复合制件，极大的降低了制件的生产成本。
快速成型技术名词解释
快速成型技术名词解释快速成型技术是一项技术，它可以使制造业的工人以更快的速度制造出更加精细的产品。
近年来，快速成型技术受到越来越多的注意，应用于各种行业，被广泛用于产品设计和制造。
快速成型技术是由计算机控制的，可以控制机器运动，形成有规律的加工过程，以此实现零件的快速成型。
它主要分为三类：数控加工，三维打印以及机器视觉技术。
数控加工是一种用计算机控制机器，根据3D模型和CAM程序来制造产品的技术。
这种技术有助于实现快速的成型，准确的加工尺寸，低成本，高效的加工过程。
三维打印是一种通过添加一层又一层的材料，利用计算机模型制造物品的技术。
它的优点是快速、正确，可以在非常短的时间内创建出复杂的模型，可以根据需要自由更改模型，减少加工时间，并有效地提高产品质量。
机器视觉技术是一种通过计算机分析图像来实现三维定位的技术。
它可以把机器与环境中的物体联系起来，使机器能够捕获到物体的形状、尺寸、位置等信息，用于快速成型。
在快速成型技术中，数控加工是一种关键技术。
它可以准确控制和执行加工程序，使零件具有更高的一致性，并可以实现更精细、更复杂的加工。
三维打印可以用于制造一些复杂的零件，它可以更有效地制造零件，并且具有非常快的速度。
机器视觉技术则可以实现对被加工零部件的快速、精确的过程检测，以便快速成型。
总的来说，快速成型技术的应用可以提高制造业的生产效率，减少成本，提升产品质量，为制造业提供了一种新的制造模式。
它不仅可以大大提高制造业的生产效率，还可以增强了制造业运作的灵活性，满足当下客户对于快速交付的需求。
快速成型技术的应用不仅有利于提高产品质量，也实现了资源的有效利用，促进了社会的可持续发展。
在未来，将会有更多的应用程序和新的技术出现，更好地满足客户的需求，使制造业更加先进和可持续。
快速成型的基本分类、发展趋势与应用
快速成型技术——Rapid Prototyping Technology
2006.08.17
三、国内外快速成型技术的发展方向 • 精密铸造 精密铸造——陶瓷壳模 陶瓷壳模 • 陶瓷壳模浇注的金属范围广，能成型高 熔点的金属件 。 • 制作工艺方法有两种： • 一种是在可消失蜡件的表面一层一层的 涂上陶瓷浆，涂完一层后待干后再涂下 一层，达到一定厚度后即可，再进行焙 烧，可消失蜡件熔化消失，这就做出了 陶瓷壳模； • 另一种是直接快速成型出陶瓷壳模；
快速成型技术——Rapid Prototyping Technology
2006.08.17
三、国内外快速成型技术的发展方向 • 生物医学工程 生物医学工程——颅骨修复 颅骨修复 • 国外早在1995年开始借助 技术进行颅骨 年开始借助RP技术进行颅骨 国外早在 年开始借助 修补。 修补。 • 一般采用 及RT技术 先根据 图片经 一般采用RP及 技术 先根据CT图片经 mimics软件反求出三维实体，将其 软件反求出三维实体， 软件反求出三维实体 将其STL文 文 件格式导入到Magic RP软件中进行相关的 件格式导入到 软件中进行相关的 修复，再导入到RP中加工出实物 中加工出实物， 修复，再导入到 中加工出实物，快速作 出硅橡胶模具， 出硅橡胶模具，把PMMA（聚甲基丙烯酸 （ 甲酯） 甲酯）粉末和其溶剂的混合液注入到硅橡 胶模具中做出所要修复的颅骨。 胶模具中做出所要修复的颅骨。
快速成型技术——Rapid Prototyping Technology
2006.08.17
快速成型技术介绍——定义、原理、分类 定义、 一、快速成型技术介绍 定义 原理、 • • • • • • 分类 Stereo Lithography Apparatus (SLA) Selective Laser Sintering (SLS) Laminated Object Manufacturing (LOM) Fused Deposition Modeling (FDM) Three-Dimensional Printing (TDP)
快速成型技术
其在处理速度上都可以很好的满足需求，而且时间跨度不大，有利于实现产品开发的高速闭环反馈。 其二：集成化，快速成型技术使得设计环节和制造环节达到了很好的统一，我们知道在快速 成型的操作过程中，计算机中
的CAD模型数据会通过软件转化的方式，自动生成数控指令，依据数据的转化实现对于部件的合理加工。由此看来设计和 制造之间的鸿沟不再存在，达到了高度的集约化。 其三：适用性，快速成型技术，适翻分层技术制造工艺，将复杂的三维切成二维来处理，极大的简化了加工流程，在不存 在三维刀具的干涉的前提下，高效的处理好复杂的中空结构。无论是从理论上来讲，还是从实践上来讲，其技术的适用性 可以应对任何的复杂构件制造。 其四：可调整性，快速成型技术，即真正意义上的数字化系统，是制造业中的利器，我们操作员仅仅需要合理设置一下相 关的参数和属性， 就可以有针对性的处理好各种产品的样品制造和小批量生产；而且在此过程中，保证了成型过程的柔韧 性。 其五：自动化，快速成型技术，实现了完全的自动化成型，只要操作人员输入相关的参数,在不需要多少干涉的情况下，实 现整个过程的自动运行。
从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及，为新的制造技 术的产生奠定了技术物质基础。
快速成型技术
知识创造未来
快速成型技术
快速成型技术（Rapid Prototyping，RP）是一种快速制造技术，又称为3D打印技术。
它利用计算机辅助设计（CAD）文件为基础，通过逐层堆积材料以构建三维实体模型。
快速成型技术的原理是将CAD文件切割为一系列薄片，并逐层堆积材料形成实体模型。
常用的堆积方式包括层叠堆积、液体固化和粉末烧结等。
材料可以是塑料、金属、陶瓷等。
快速成型技术具有快速、灵活、低成本等优点。
它可以迅速制造出产品的样品，帮助设计师进行实物验证和功能测试。
同时，快速成型技术也可以用于批量生产少量产品或个性化定制产品。
目前，快速成型技术已广泛应用于各个领域，包括汽车、航空航天、医疗器械、消费品等。
它在产品开发和制造过程中起到了重要的作用，提高了设计效率和产品质量，同时缩短了产品上市时间。
1。
快速成型技术
快速成型技术1、快速成型简介快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。
自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。
RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。
但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。
形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。
2、RP 技术的原理RP 技术是采用离散∕堆积成型的原理, 由CAD 模型直接驱动的通过叠加成型方出所需要零件的计算机三维曲面或实体模型, 根据工艺要求将其按一定厚度进行分层, 把三维电子模型变成二维平面信息(截面信息), 在微机控制下, 数控系统以平面加工的方式有序地连续加工出每个薄层并使它们自动粘接成型, 图1 为RP 技术的基本原理。
图1 RP 技术的基本原理。
RP 技术体系可分解为几个彼此联系的基本环节: 三维CAD 造型、反求工程、数据转换、原型制造、后处理等。
2.1立体光固化成型(SLA)该方法是目前世界上研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的一种快速成型方法。
SLA 技术原理是计算机控制激光束对光敏树脂为原料的表面进行逐点扫描, 被扫描区域的树脂薄层( 约十分之几毫米) 产生光聚合反应而固化, 形成零件的一个薄层。
工作台下移一个层厚的距离, 以便固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂, 进行下一层的扫描加工, 如此反复, 直到整个原型制造完毕。
由于光聚合反应是基于光的作用而不是基于热的作用, 故在工作时只需功率较低的激光源。
此外,因为没有热扩散, 加上链式反应能够很好地控制, 能保证聚合反应不发生在激光点之外, 因而加工精度高, 表面质量好, 原材料的利用率接近100%, 能制造形状复杂、精细的零件, 效率高。
快速成型技术概述
快速成型技术概述现代科学技术的飞速进展，尤其是微电子、计算机、数控技术、激光技术、材料科学的进步为制造技术的变革与进展制造了前所未有的机遇，使得机械制造能够突破传统的制造模式，进展出一项崭新的制造技术一一，快速成型技术。
诞生背景快速成型技术的诞生主要有两方面的缘由：1）市场拉动市场全球化和用户需求共性化为先进制造技术提出了新的要求，随着市场一体化的进展，市场竞争越来越激烈，产品的开发速度成为竞争的主要冲突。
同时用户需求多样化的趋势日益明显，因此要求产品制造技术有较强的敏捷性，在不增加成本的前提下能够以小批量生产甚至单件生产产品。
2）技术推动新技术的进展为快速成型技术的产生奠定了技术基础，信息技术、计算机技术的进展、CAD/CAM技术的进展、材料科学的进展一新材料的消失、激光技术的进展为快速成型技术的产生和进展奠定了技术基础。
快速成型技术就是在这样的社会背景下在80年月后期产生于美国并快速扩展到欧洲和日本。
由于即技术的成型原理突破了传统加工中的塑性成形（如锻、冲、拉伸、铸、注塑加工等和切削成形的工艺方法，可以在没有工装夹具或模具的条件下快速制造出任意简单外形又具有肯定功能的三维实体原型或零件，因此被认为是近二十年来制造技术领域的一次重大突破。
基本原理与特征快速成型技术是一种将原型（或零件、部件）的几何外形！结构和所选材料的组合信息建立数字化描述模型，之后把这些信息输出到计算机掌握的机电集成制造系统进行材料的添加、加工，通过逐点、逐线、逐面进行材料的三维堆砌成型, 再经过必要的处理，使其在外观、强度和性能等方面达到设计要求，实现快速！精确地制造原型或实际零件、部件的现代化方法。
快速成型技术的特征为：(1)可以制造出任意简单的三维几何实体；(2)CAD模型直接驱动；(3)成形设施无需专用夹具或工具；(4)成形过程中无人干预或较少干预；快速成型技术的优势(1)响应速度快：与传统的加工技术相比，RP技术实现了CAD模型直接驱动, 成形时间短，从产品CAD或从实体反求获得数据到制成原型，一般只需要几小时至几十个小时，速度比传统成型加工方法快得多"这项技术尤其适于新产品的开发，适合小批量、简单(如凹槽、凸肩和空心嵌套等)、异形产品的直接生产而不受产品外形简单程度的限制，还改善了设计过程中的人机沟通，使产品设计和模具生产并行，从而缩短了产品设计、开发的周期，加快了产品更新换代的速度，大大地降低了新产品的开发成本和企业研制新产品的风险。
快速成型技术的综述
快速成型技术的综述概要：快速成型技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
不断提高RP技术的应用水平是推动RP技术发展的重要方面。
并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。
关键词：引言：随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈，产品的开发速度日益成为主要矛盾。
制造业为满足日益变化的用户需求，要求制造技术有较强的灵活性，能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。
因此，产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。
从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。
一.RP技术的定义快速成型技术是集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。
即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。
二.RP技术的基本原理快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。
1、从成形角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加。
从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的几何信息，再与成形工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。
2、从制造角度看，它根据CAD造型生成零件三维几何信息，控制多维系统，通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。
三.特点(1) 制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用；(2) 原型的复制性、互换性高；(3) 制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越；(4) 加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般制造费用降低50%，加工周期节约70%以上；(5) 高度技术集成，可实现了设计制造一体化；三.类型3D打印技术是一系列快速原型成型技术的统称，其基本原理都是叠层制造，由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状，而在Z坐标间断地作层面厚度的位移，最终形成三维制件。
快速成型技术总结_焊工个人技术总结
快速成型技术总结_焊工个人技术总结
快速成型技术，简称为RPT，意为Rapid Prototype Technology，也叫快速成形技术，是一项新型的材料制造技术。
它采用了计算机辅助设计和制造技术，可以快速地制造出具有复杂形状的三维实体模型，而无需制作刻板的模具，这也就是所谓的快速原型技术。
下面对传统RPT和新增型RPT作一个简单的介绍：
1. 传统板式RPT
传统板式RPT，是以太阳对光敏树脂成型的一种快速成型技术。
这种快速成型技术的基本原理是利用可快速成型的光学技术在数控设备上精确雕刻出一块基础模板，然后在这个模板上通过光固化技术制造出一层层薄片，直到制造完成整个物体。
优点：精度高，制造速度快。
缺点：成本高，制造材料有限。
2. 新增型RPT
新增型RPT，是一种结合了光固化和喷墨技术的快速成型技术。
这种技术的基本原理是首先制造出一个3D光学组件，利用光固化技术将光照射到成型区域，形成了一个光敏材料层。
然后，根据喷墨技术将所需颜色打印在材料表面，使整个光敏材料被完整的覆盖，然后在一次充分固化后，取下模型。
（也可以采用更多的喷墨技术，如喷墨打印，使得模型的表面更光滑细腻）
优点：成本低，材料多样化。
缺点：精度不高，时间长。
因此，各种RPT技术的应用范围不同，使用方式不同，具体应看具体情况和成本。
在制造过程中，技术优劣决定了制造成果，其具体应用还需要根据不同的产品和工艺采取不同方案，切勿一刀切。
快速成型技术概述
逆 向 工 程 技 术 及 其 应 用
( 4 )具有较低的熔融温度。
( 5 )流动性要好。
六、选择性激光烧结工艺
1.选择性激光烧结工艺的基本原理 采用铺粉辊将一层粉末材料平铺在己成形零件的上表面。 加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度，控制系统控 制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描，使粉末的 温度升至熔化点，进行烧结并与下面已成形的部分实现 粘接。 当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺料 辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面 的烧结，直至完成整个模型。 在成型过程中，未经烧结的粉末对模型的空腔和悬臂部 分起着支撑作用。
逆 向 工 程 技 术 及 其 应 用
四、叠层实体制造工艺
1、叠层实体制造工艺的基本原理
逆 向 工 程 技 术 及 其 应 用
四、叠层实体制造工艺
2.叠层实体制造技术的特点 其主要特点如下： ( 1 )原型精度高。 ( 2 )制件能承受高达200℃ 的温度，有较高的硬度和较 好的力学性能，可进行各种切削加工。 ( 3 )无须后固化处理。 ( 4 )无须设计和制作支撑结构。 ( 5 )废料易剥离。 ( 6 )可制作尺寸大的制件。 ( 7 )原材料价格便宜，原型制作成本低。
逆 向 工 程 技 术 及 其 应 用
四、叠层实体制造工艺
表面涂覆的具体工艺过程如下： ( 1 )将剥离后的原型表面用砂纸轻轻打一磨。 ( 2 )按规定比例配制环氧树脂，并混合均匀。 ( 3 )在原型上涂刷一薄层混合后的材料，因材料的粘度 较低，材料会很容易浸入纸基的原型中。 ( 4 )再次涂覆同样配合比的环氧树脂材料以填充表面的 沟痕并长时间固化。 ( 5 )对表面已经涂覆了坚硬的环氧树脂材料的原型再次 用砂纸进行打磨，打磨之前和打磨过程中应注意测量原 型的尺一寸，以确保原型尺寸在要求的公差范围之内。 ( 6 )对原型表面进行抛光，喷涂，以增加表面的外观效 果，
快速成型技术概述
快速成型技术概述
快速成型技术是一种用于生产快速成型零件的制造技术，它能够使用多种不同的材料，在短时间内产生复杂形状的平面或立体物品。
快速成型技术可以大大减少制造时间，提高生产效率，大大降低成本，并提供更多的可能性来实现复杂的设计。
快速成型技术主要有三类:3D打印，热成型和激光熔融成形。
3D打印技术是一种基于数字模型的直接成型技术，用于制造复杂的塑料零件。
它是一种层层堆积的3D打印技术，通过连续堆积多层薄膜的方式在物料上建立3D零件的模型，从而直接制作出3D零件。
热成型技术是用热力加工膜材，使材料形状发生变形，从而制造出所需的三维形状的一种成型技术。
它是一种快速、简单、经济的加工技术，热成型技术用于制造塑料、橡胶、金属、纤维等多种材料的形状。
激光熔融成型技术是一种采用激光技术，将金属粉末逐层熔融成形的成型加工技术。
它通过激光产生高温熔融，从而将金属粉末熔融到形状模具中，形成三维零件。
逆向工程项目四 快速成型技术认知
缺点
1）成型件结构疏松、多孔，且有内应力， 制件易变形。
项目四 快速成型技术的认知
任务一 认识快速成型技术 任务二 了解快速成型的典型工艺 任务三 了解快速成型技术的应用
任务四 了解快速成型技术的发展趋势
任务一 认识快速成型技术
快速成型（Rapid Prototype，简称RP)又称快速原型 “增材制造”（ additive manufacturing，AM) “材料累加制造”( material increse manufacturing) “分层制造”( layered manufacturing，LM) “实体自由制造”( solid free － form fabrication) “3D 打印”( 3D printing) 等
用 SLS成型的零件
在内腔 和孔未 烧结的 粉末作 为支撑 非常容 易移除
优点
1）可以采用多种材料（包括类工程塑料、 蜡、金属、陶瓷等）。
2）过程与零件复杂程度无关，制件的强度 高。
3）材料利用率高，未烧结的粉末可重复使 用，材料无浪费。
4）无需支撑结构。 5）与其他工艺相比，能生产较硬的模具。
二、 快速成型技术的原理
快速成型基于离散/堆积的思想， 将一个物理实体复杂的三维加工，离散 成一系列二维层片,然后逐点、逐面进行 材料的堆积成型。 是一种降维制造或者 称增材制造技术。
快速成型的过程
CAD模型
后处理
数据转换
STL模型
快速原型
模型分层
堆积成型 生成支撑和加工路径
快速成型包括了前处理、堆积成型、 后处理三个阶段
学性能。 4）可进行切削加工。 5）无需后固化处理。 6）无须设计和制作支撑结构。 7）废料易剥离。 8）可制作尺寸大的制件。 9）原材料价格便宜，原型制作成本低
快速成型技术概述
三、快速成型技术的特点 优点： • 制造任意复杂的三维几何实体。 • 快速成型产品单价与原型的复杂程度和制造 数量无关。 • 高度的柔性。 • பைடு நூலகம்型的快速性 • 信息过程和材料过程一体化。 • 技术的高度集成。
缺点： • 成型后的残余应力难以消除。 • RP技术能够处理的材料种类有限。 • 成型材料和设备价格高 • 只适用小批量生产 • 成型精度和速度不够。
四、快速成型制造工艺分类 按制造工艺原理分：
1）光固化成型（SLA）★ 2）分层实体制造（LOM) 3) 选择性激光烧结（SLS） 4) 熔融沉积制造（FDM) 5) 三维打印（3DP）
五、快速成型技术的应用：
1、在新产品研发中的应用： • 概念模型的可视化、设计评价。 • 结构设计验证与装配干涉校验。 • 性能和功能测试 2、在模具中的应用：（RT—快速模具制造） • 直接快速模具制造（树脂模、陶瓷模、金属模） • 间接快速模具制造（软质模具—硅胶模具、环氧 树脂、低熔点合金模具；硬质模具—精密铸造、 熔模铸造法、电火花加工等）。
3.在快速铸造中的应用 利用快速成型技术直接制造铸造用的蜡膜、消 失模、模样、模板、型芯或型壳等。
4.在艺术领域的应用 工艺品的制造和古文物的仿制。 • 在艺术家的创作中的应用，把创作灵感变成成品， 可以进行修改。 • 在珍稀艺术品复制或修复中的应用。 5.在医学领域的应用 • 设计和制作可植入假体 • 外科手术规划
六、快速成型技术的现状和发展趋势 现状： 快速成型技术工艺日趋成熟。 在功能上从原型制造到批量定制发展； 在应用上集中在产品的设计、测试、装配。 从RP—RM的转变。 发展趋势： 1.材料成型和材料制备 2.生物制造和生长成型 3.计算机外设和网络制造 4.快速成型与微纳米制造 5.直写技术与信息处理
快速成型技术
2）三维模型的近似处理。 由于产品往往有一些不规则的自由曲面，加工前要对模型进行近似处理， 以方便后续的数据处理工作。由于STL格式文件格式简单、实用，目前 已经成为快速成型领域的准标准接口文件。它是用一系列的小三角形平 面来逼近原来的模型，每个小三角形用3个顶点坐标和一个法向量来描 述，三角形的大小可以根据精度要求进行选择。STL文件有二进制码和 ASCll码两种输出形式，二进制码输出形式所占的空间比ASCII码输出 形式的文件所占用的空间小得多，但ASCII码输出形式可以阅读和检查。 典型的CAD软件都带有转换和输出STL格式文件的功能。
2）快速性。通过对一个CAD模型的修改或重组就可获 得一个新零件的设计和加工信息。从几个小时到几十个 小时就可制造出零件，具有快速制造的突出特点。
3）高度柔性。无需任何专用夹具或工具即可完成复杂的 制造过程，快速制造工模具、原型或零件。
4）快速成型技术实现了机械工程学科多年来追求的两 大先进目标．即材料的提取（气、液固相）过程与制造 过程一体化和设计（CAD）与制造（CAM）一体化。
型头（激光头或喷头）按各截面轮廓信息做扫描运动，在工 作台上一层一层地堆积材料，然后将各层相粘结，最终得到 原型产品。
5）成型零件的后处理 从成型系统里取出成型件，进行打磨、抛光、涂挂，或放在 高温炉中进行后烧结，进一步提高其强度。
3、特点
1）可以制造任意复杂的三维几何实体。由于采用离散／堆 积成型的原理．它将一个十分复杂的三维制造过程简化为二 维过程的叠加，可实现对任意复杂形状零件的加工。越是复 杂的零件越能显示出RP技术的优越性此外，RP技术特别适 合于复杂型腔、复杂型面等传统方法难以制造甚至无法制造 的零件。
3）三维模型的切片处理。 根据被加工模型的特征选择合适的加工方向，在成型高度 方向上用一系列一定间隔的平面切割近似后的模型，以便 提取截面的轮廓信息。间隔一般取0.05mm~0.5mm，常 用0.1mm。间隔越小，成型精度越高，但成型时间也越长， 效率就越低，反之则精度低，但效率高。
快速成型技术-第一章
1Hale Waihona Puke 1.2发展历史快速成型技术并非是一项完全崭新的技术，其核心思想可以追溯到19
世纪照相雕塑和地貌成形专利。但，受限于当时材料技术与计算技术等众
多因素，这些早期的快速成型技术实践并没有得到广泛的商业化应用。现 代意义上的快速成型技术研究始于20世纪70年代，直到80年代，该技术才
得以变为现实。
1.萌芽期
2.奠基期 1986年，分层实体制造成型技术（LOM）由Michael Feygin 发明并申请专利，该技术使用薄片材料、激光与热熔胶来 进行制件的层压成型。1990年前后，Feygin组建的Helisys 公司在美国国家科学基金会的赞助下，研发出第一台投入 商用的快速成型机LOM-1015，成为快速成型技术商业化应 用的先驱。
2012年，4月，在快速成型产业 迅猛发展的大背景下，英国著 名经济学杂志《经济学人》推 出了《3D打印推动第三次工业 革命》的封面文章，认为3D打 印技术将“与其他数字化生产 模式一起推动实现第三次工业 革命”，2012年也因此被称为 “3D打印技术的科普元年”。
纵观全球，欧美日等发达国家已将快速成型技术视为实现 “再工业化”的重要契机。 2012年，美国建立国家增材制造创新研究院（NAMII），将发展 快速成型技术提升至国家战略高度； 欧盟及成员国致力于发展金属快速成型技术，相关产业发 展和技术均走在世界前列； 俄罗斯凭借在激光领域的技术优势，积极发展激光快速成 型技术研究及应用； 日本则全力推进快速成型与制造业的深度融合，意图借助 快速成型技术重塑制造业的国际竞争力。 2013年以来，快速成型技术已进入爆发式增长阶段，新技术、 新材料或者新型应用成果陆续发布。2013年5月，3D打印产业 联盟正式成立。
快速成型知识点
1、快速成型：快速成型技术，又称实体自由成型技术，快速成型的工艺方法是基于计算机三维实体造型，在对三维模型进行处理后，形成截面轮廓信息，随后将各种材料按三维模型的截面轮廓信息进行扫描，使材料粘结、固化、烧结，逐层堆积成为实体原型。
激光烧结深度：是直接影响烧结质量的重要因素之一，主要由激光能量参数及粉末材料的特征参数决定的。
其中，激光能量参数又包括激光功率、激光束扫描速度、激光线的长度及宽度；粉末材料的特征参数则包括粉末材料对激光的吸收率、粉末熔点、比热容、颗粒尺寸及分布、颗粒形态及铺粉密度。
成型精度：是评价成型质量最主要的指标之一，它是快速成型技术发展的基石。
精度值一般的指机器的精度，即使给出制作也是专门设计的标准件的精度，而并非以为着制作任何制件都能达到的精度。
直接制模：用SLS、FDM、LOM等快速成型工艺方法直接制造出树脂模、陶瓷模和金属模具。
间接制模：用快速成型件作母模或过度模具，在通过传统的模具制造方法来制作模具。
软模技术：采用各种快速成型技术包括SLA、SLS、LOM，可直接将模型（虚拟模型）转换为具有一定机械性能的非金属的原型（物理模型），在许多场合下作为软模使用，用于小批量塑料零件的生产。
桥模制作：将液态的环氧树脂于有机或无机复合材料作为基体材料，以原型为基准浇注模具的一种间接制模方法。
覆模陶瓷：与覆模金属粉末类似，包覆陶瓷粉末（Al2O3等）。
金属粉：按其组成情况分为三种：（1）单一的金属粉（2）两种金属粉末的混合体，其中一种熔点较低起粘结剂的作用（3）金属粉末和有机粘结剂的混合体。
2、SLA/LOM基本原理及特点：（1）SLA基本原理: SLA技术是交计算机CAD造型系统获得制品的三维模型，通过微机控制激光，按着确定的轨迹，对液态的光敏树脂进行逐层扫描，使被扫描区层层固化，连成一体，形成最终的三维实体，再经过有关的最终硬化打光等后处量，形成制件或模具。
特点：可成型任意复杂形状，成型精度高，仿真性强，材料利用率高，性能可*，性能价格比较高。
认识快速成型技术
《产品逆向工程技术》教案页第页授课教师:教研室：备课日期：年月日课题：项目四快速成型技术认识任务一认识快速成型技术教学准备：PPT教学目的与要求：掌握快速成型技术的原理、工作流程和特点。
授课方式：讲授（90＇）教学难点与重点：难点：重点：快速成型技术的原理、工作流程和特点。
教学过程：上节课回顾→讲授课题→课堂小结上节课回顾：讲授课题：项目四快速成型技术认识通过前面的几节课我们学习了什么是逆向工程。
通过逆向工程技术，企业可以迅速的设计出符合当前流行趋势，以及符合人们消费需求的产品，快速抢占市场。
市场这块蛋糕就那么大，谁先抢到谁先吃，后来的就只能看别人吃。
现在的企业发展战略已经从以前的“如何做的更多、更好、更便宜”转变成了“如何做的更快”。
所以快速的响应市场需求，已经是制造业发展的必经之路。
但是一件产品是不是设计出来就完事了？从设计到产品，中间还有一个制造的过程，逆向工程解决了快速设计的问题，但是如果在制造加工阶段耗费太长的时间，最后依然是无法快速的响应市场。
尤其是在加工复杂薄壁零件的时候，往往加工一件零件的周期要好几周，甚至几个月才能完成，比如飞机发动机上的涡轮，加工周期要90天。
怎么解决这个问题呢？这就要用到今天我们这节课要讲的内容：快速成型技术。
快速成型技术就是在这种背景需求下发展起来的一种新型数字化制造技术，利用这项技术可以快速的将设计思想转化为具有结构和功能的原型或者是直接制造出零部件，以便可以对设计的产品进行快速评价、修改。
按照以往的技术，在生产一件样品的时候，要么开模、要么通过复杂的机加工艺来生产，这样不管是从成本的角度还是时间的角度来讲，都会带来成本的提高。
而快速成型技术可以极大地缩短新产品的开发周期，降低开发成本，最大程度避免产品研发失败的风险，提高了企业的竞争力。
任务一认识快速成型技术快速成型技术（Rapid Prototype，简称RP)有许多不同的叫法，比如“3D 打印”( 3D printing)、“分层制造”( layered manufacturing，LM) 、“增材制造”（additive manufacturing，AM) 等。
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教学难点与重点：难点： 《产品逆向工程技术》教案 共 页 第 页 授课教师:教研室： 备课日期： 年 月 日课 题：教 学 准 备：教学目的与要求：授 课 方 式：项目四 快速成型技术认识 任务一 认识快速成型技术 PPT 掌握快速成型技术的原理、工作流程和特点。
讲授（90＇） 重点：快速成型技术的原理、工作流程和特点。
教 学 过 程：上节课回顾→讲授课题→课堂小结“ “ 张家界航院教案第 页 上节课回顾：讲授课题：项目四 快速成型技术认识通过前面的几节课我们学习了什么是逆向工程。
通过逆向工程技术， 企业可以迅速的设计出符合当前流行趋势，以及符合人们消费需求的产品， 快速抢占市场。
市场这块蛋糕就那么大，谁先抢到谁先吃，后来的就只能 看别人吃。
现在的企业发展战略已经从以前的“如何做的更多、更好、更 便宜”转变成了“如何做的更快”。
所以快速的响应市场需求，已经是制 造业发展的必经之路。
但是一件产品是不是设计出来就完事了？从设计到产品，中间还有一 个制造的过程，逆向工程解决了快速设计的问题，但是如果在制造加工阶 段耗费太长的时间，最后依然是无法快速的响应市场。
尤其是在加工复杂 薄壁零件的时候，往往加工一件零件的周期要好几周，甚至几个月才能完 成，比如飞机发动机上的涡轮，加工周期要 90 天。
怎么解决这个问题呢？这就要用到今天我们这节课要讲的内容：快速 成型技术。
快速成型技术就是在这种背景需求下发展起来的一种新型数字 化制造技术，利用这项技术可以快速的将设计思想转化为具有结构和功能 的原型或者是直接制造出零部件，以便可以对设计的产品进行快速评价、 修改。
按照以往的技术，在生产一件样品的时候，要么开模、要么通过复 杂的机加工艺来生产，这样不管是从成本的角度还是时间的角度来讲，都 会带来成本的提高。
而快速成型技术可以极大地缩短新产品的开发周期， 降低开发成本，最大程度避免产品研发失败的风险，提高了企业的竞争力。
任务一 认识快速成型技术快速成型技术（Rapid Prototype ，简称 RP)有许多不同的叫法，比如 “3D 打印”( 3D printing)、分层制造”( layered manufacturing ，LM) 、增材制 造”（ additive manufacturing ，AM) 等。
同学们最熟悉的应该就是“3D 打 印”，其实刚开始的时候，3D 打印本是特指一种采用喷墨打印头的快速成 型技术，演变至今，3D 打印成了所有快速成型技术的通俗叫法，但是现在 在学术界被统一称为“增材制造”。
增材制造是一种能够不使用任何工具（模具、各种机床），直接从三 维模型快速地制作产品物理原型也就是样件的技术，可以使设计者在产品 的设计过程中很少甚至不需要考虑制造工艺技术的问题。
使用传统机加的 方法来加工零件时，在设计阶段设计师就需要考虑到零件的工艺性，是不 是能够加工出来。
对于快速成型技术来讲，任意复杂的结构都可以利用它 的三维设计数据快速而精确的制造出来，解决了许多过去难以制造的复杂 结构零件的成型问题，实现了“自由设计，快速制造”。
一、物体成型的方式之所以叫“增材制造”很好理解就是通过“堆积”材料的方式进行制 造。
与之相应的还有“减材制造”和“等材制造”。
在现代成型学的观点 中，物体的成型方式可分以下几类：“张家界航院教案第 页 1）去除成型（Dislodge Forming ）：运用分离的方法，把一部分材料有序地从基体上分离出去而成型的方 法。
传统的车、铣、刨、磨、钻、电火花加工、激光切割等都属于去除成 型，是目前最主要的成型方式。
这种传统的机械加工方法就属于“减材制 造”。
2)受迫成型(Forced Forming)：利用材料的可成型性在特定的外界约束（边界约束或外力约束）下成 型。
传统的锻压、铸造、粉末冶金，以及现代的冲压成型、注塑成型等都 属于受迫成型。
目前受迫成形还未完全实现计算机控制，除了一部分零件 （比如塑料件或不要求精度的零件）外，多用于毛坯成形、特种材料成形 等。
由于在加工过程中不存在去除和添加材料的情况，因此，受迫成型属 于等材制造。
3 ）添加成型( Adding Forming)：是指利用各种机械的、物理的、化学的等手段通过有序地添加材料来 达到零件设计要求的成形方法。
增材制造技术就是添加成形的典型代表， 它从思想上突破了传统的成形方式，不需要附加的模具或机床，就能够快 速制造出任意复杂程度的零件，是一种非常有前景的新型制造技术。
4 ）生长成型（Growth Forming ）：利用材料的活性进行成型的方法。
自然界中的生物（植物、动物）个 体发育均属于生长成型。
这是最高层次的成型方法。
克隆”技术就是在人为 干预下的生长成形方式，也叫仿生成形。
随着科学技术的发展，这种成形 方式将会得到很大发展和应用。
比如生物芯片的研制，纳米碳管的生长， 自生长复合材料等。
二、快速成型技术的原理快速成型技术是由 CAD 模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物 理实体的技术。
与传统制造方法不同，快速成型是基于离散/堆积的思想， 将一个物理实体复杂的三维加工，离散成一系列可加工的离散的面、线、 点，然后通过成型设备用特殊的工艺方法（熔融、烧结、粘结等）逐点、 逐线、逐面的将材料堆积而形成实体零件。
是一种降维制造，将一个结构 复杂的三维立体零件简化为简单的二维特征进行加工。
离散论是人们认识世界的基本方法：如数学中的是微分学；古代人们 把圆周分割成有限多个直线的多边形，从而创立了圆周率的近似算法。
利 用离散—堆积论来认识形体。
离散：体（三维）→面（二维） → 线（一 维）→点，由计算机完成。
堆积：点→线→面→体 ，由专用设备完成。
根据快速成型技术的离散-堆积原理，快速成型的过程分成了前处理、 分层叠加成型和后处理三个阶段。
其中前处理阶段包括了零件 CAD 三维模 型的构造及近似处理、成型方向的选择和离散切片处理。
2.1 前处理1）CAD 三维模型的构建：所有的快速成型工艺都需要 CAD 三维模型 直接驱动，所以第一步必须先构建零件的三维模型。
有两种方法，一种就 是根据零件的形位尺寸信息使用专业的 CAD 实体造型软件生成物体的三维 实体模型或曲面模型；另一种方法就是使用逆向工程技术（如激光扫描技 术）创建描述实体的三维模型。
2）模型近似处理：计算机不识别图形，必须将图形格式转换成数据格式，计算机才能处理信息控制机床进行加工。
所以模型的近似处理就是用一系列的小三角形平面来逼近原来的模型，每个小三角形用3个顶点坐标和一个法向量来描述，三角形的大小可以根据精度要求进行选择。
这种格式叫做STL格式，简单、实用，典型的CAD软件都带有转换和输出STL 格式文件的功能。
3)切片分层处理：根据被加工模型的特征选择合适的成型方向，成型方向的选择是十分重要的，不但影响着成型时间和效率，更影响成型过程中支撑的形成以及原型的表面质量。
选好方向后，在成形高度方向上用一系列一定间隔的平面切割近似后的模型，以便提取截面的轮廓信息。
间隔一般取0.05-0.5mm，常用0.1mm。
间隔越小，成形精度越高，但成形时间也越长，效率就越低；反之则精度降低，但效率提高。
2.2分层叠加成型根据切片处理的截面轮廓，成型设备在计算机控制下，相应的成型头（激光头或喷头）按各截面轮廓信息做扫描运动，在工作台上一层一层地堆积材料，最终得到原型产品。
在这个阶段中，根据采用的材料和工艺的不同，产生了很多不同的快速成型工艺，我们会在随后的课程中学习的。
2.3后处理将原型从设备中移出后，需要去除支撑、打磨、抛光等额外的工作以获得较好的强度和表面质量。
不同的成型工艺所需要的后处理方法也不同。
这就是快速成型技术的完整流程，完成的零件可以进行评价，如果不符合要求可在进行修改之后，重复上诉的流程直至产品定型。
该技术非常适合于单件或小批量零件的快速制造，这一技术特点决定了快速成型在产品创新中具有显著的作用。
所以，该技术一出现就得到了快速的发展，在消费电子产品、汽车、航天航空、医疗、军工、地理信息、艺术设计等各个领域都取得了广泛的应用。
三、快速成型技术的特点快速成型技术是一种全新的采用逐层堆积式的“增加材料”的加工方法，与传统的“去除材料”加工方法完全不同，它开辟了一条不用刀具、模具而制作原型和各类零部件的新途径，也带来了制造方式的变革。
和其他先进制造技术相比，快速成型技术具有如下特点：（1）技术高集成化快速成型技术是一门交叉学科，集计算机、CAD/CAM、数控、激光、材料和机械等于一体的先进制造技术。
在整个生产过程中，从三维模型的建立到零件的成型均实现了数字化与自动化。
通过零件的三维模型，零件可以随时制造与修改，实现了设计与制造的一体化。
(2)由CAD模型直接驱动怎么来理解 CAD 模型的直接驱动？在传统的加工方式中，无论是车、铣、刨、磨哪个环节，都是通过图纸来衔接上下工序和保证加工零件的形位精度的。
而快速成型技术实现了设计与制造一体化，将 CAD 和 CAM 结合在一起，可以直接通过 CAD 模型数据转化为数控代码，直接驱动快速成型设备完成原型或零件的加工。
(3)能够制造任意复杂形状的三维实体快速成型技术由于采用分层制造工艺，将复杂的三维实体离散成一系列二维层片的加工与叠加，从而大大简化了加工难度。
可用于加工复杂的中空结构且不存在三维加工刀具干涉的问题。
因此理论上讲，可以制造具有任意复杂形状的原型和零件。
(4)具有高柔性这是快速成型技术非常重要的一个技术特征。
快速原型技术在成型过程中不需要模具、刀具和特殊工装，这就使得在产品改进或换代的时候不需要调整生产线，重新开模，适应性高。
成型过程也具有极高的柔性，对于不同的零件，只需要建立 CAD 模型，调整和设置工艺参数，即可快速成型出具有一定精度和强度并满足一定功能的原型和零件。
(5)材料适用性好在传统的机加过程中，是通过刀具对材料进行去除材料的，这就需要根据材料的性能选用不同材质的刀具，比如工具钢、高速钢刀具等，同时还要调整切削参数，有时候受限于机床的主轴转速还需要更换机床。
而快速成型技术在加工的时候是通过激光或加热来实现，是不需要刀具的，因此就免除了上诉问题，具有极为广泛的材料可选性，从高分子材料到金属材料、从有机材料到无机材料，只要能被加热融化的均可加工。
快速原型技术还具有一个很特殊的功能，就是可完成材料梯度结构，它将材料制备与材料成型紧密地结合起来。
(5)成型速度快从产品 CAD 设计到原型件的加工完成只需几小时至几十小时，比传统的成型方法速度要快得多。
快速成型的“快”并不是说的是零件的成形过程中机器的运行速度快，而是指由于快速成型技术具有的由 CAD 模型直接驱动和高柔性的特点，减少了从设计到制造的中间环节，比如开发新的模具、夹具等，从而提高了全过程的快速响应性。