先进制造技术快速成型技术
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(RP)技术-这是20世纪90年代逐步发展起来的一项先进制造技术
快速成型(RP)技术-这是20世纪90年代逐步发展起来的一项先进制造技术快速成型(RP)技术-这是20世纪90年代逐步发展起来的一项先进制造技术，它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下，直接利用计算机辅助设计数据，通过“分层制造，逐层叠加”的原理，快速制造出新产品的样件、模具或模型。
学术术语来源---快速成型钛板结合自体骨移植修复犬下颌骨缺损文章亮点：1 实验利用工程制造领域的快速成型技术为颌骨缺损制作个体化钛板，达到精确修复效果，修复中无需对钛板进行塑形，重建的颌骨对称性良好。
2 实验在重建良好下颌骨外形轮廓的同时，重建了大鼠下颌骨的骨质连续性，为后期进行种植修复重建咬合功能提供基础条件，因而实现了形态和功能兼顾的重建。
关键词：组织构建；骨组织工程；下颌骨缺损；钛板；髂骨移植；计算机辅助设计；快速成型；核素骨显像；修复体主题词：下颌骨；钛；支架(骨科)；髂骨；骨移植；体层摄影术, 螺旋计算机摘要背景：近年来，快速成型技术被迅速的应用于医学重建领域，利用快速成型技术可为组织缺损患者制作个体化的植入物，可达到空间尺寸上的精确修复。
目的：利用快速成型技术制作个体化钛板，结合自体松质骨移植，修复犬下颌骨节段性缺损。
方法：9只杂种犬行螺旋CT扫描获取头颅骨骼数据，建立数字3D模型，在模型上模拟右侧下颌骨体部切除术，并制作个体化板状修复体，经快速成型加工制造，获得个体化的钛板。
然后行动物实验，手术制造右侧下颌骨体部4 cm长节段性缺损，同期手术切取自体髂骨块固定于快速成型钛板的舌侧，修复下颌骨缺损。
采用核医学、力学、影像学和组织学等方法评估骨移植后的转归。
结果与结论：应用快速成型支架重建了左右对称的下颌骨形态，自体髂骨移植后逐渐皮质化，植骨和钛板之间形成纤维结缔组织间隔层。
在下颌骨缺损修复中，应用快速成型钛板能够达到形态和功能兼顾的效果。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程。
先进制造技术 第3章 快速成形技术
3、分层实体制造工艺特点 、
优点： 优点： 制件精度高（＜ （＜０ 制件精度高（＜０.15 mm）。 ）。 制作效率高、成本低。 制作效率高、成本低。 缺点： 缺点： 由于材料质地原因，加工的原型件抗拉性能和弹性不高； 由于材料质地原因，加工的原型件抗拉性能和弹性不高； 易吸湿膨胀，需进行表面防潮处理； 易吸湿膨胀，需进行表面防潮处理； 薄壁件、细柱状件的废料剥离比较困难； 薄壁件、细柱状件的废料剥离比较困难； 工件表面有台阶纹，需进行打磨处理。 工件表面有台阶纹，需进行打磨处理。
3.2 快速成形工艺
一、立体光刻成形 1、原理 、 立体光刻成形（ ， ），又 立体光刻成形（SL，Stereolithography），又 ）， 称立体印刷、光固化成形等。 称立体印刷、光固化成形等。 Charles W.Hul于1984年获立体光刻美国专利。 年获立体光刻美国专利。 于 年获立体光刻美国专利
五、 其他快速成形制造工艺 1、三维打印（3DP—Three Dimension Printing） 、三维打印（ ） 或称为三维印刷、粉末材料选择性粘结。 或称为三维印刷、粉末材料选择性粘结。 前述的FDM工艺也可制作三维打印机 工艺也可制作三维打印机 前述的
第3章 快速成形技术 章
概述 快速成形工艺 快速成形数据处理 快速成形后处理 快速成形精度分析 快速成形技术应用 快速成形技术进展
§3.1 概述
一. 零件成形方法分类 去除成形（ 去除成形（Dislodge Forming） ） 添加成形（ 添加成形（Additive Forming） ） 受迫成形（ 受迫成形（Forced Forming） ） 生长成形（ 生长成形（Growth Forming） ） ——快速成形技术属于添加成形，或称离散 堆积成 快速成形技术属于添加成形，或称离散/堆积成 快速成形技术属于添加成形 形
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。
简述快速成型技术的应用领域。
简述快速成型技术的应用领域。
快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP）是一种通过将计算机模型直接转化为物理模型的制造技术。
它利用计算机辅助设计（CAD）软件将设计模型转化为三维数字模型，然后通过快速成型机器将数字模型转化为实体模型。
快速成型技术的应用领域非常广泛，下面将对其主要应用领域进行简要介绍。
1. 制造业：快速成型技术在制造业中的应用非常广泛。
它可以用于制造各种机械零件、模具、模型等。
通过快速成型技术，可以大大缩短产品开发周期，降低产品开发成本，提高产品质量。
此外，快速成型技术还可以用于制造复杂的结构件，如骨骼支架、人工关节等。
2. 医疗领域：快速成型技术在医疗领域的应用非常广泛。
它可以用于制造医疗器械、医疗模型、人体组织修复等。
通过快速成型技术，可以根据患者的具体情况，定制医疗器械和人工器官，提高手术的精确性和成功率。
同时，快速成型技术还可以用于制造人体模型，帮助医生进行手术模拟和培训。
3. 文化艺术：快速成型技术在文化艺术领域的应用也越来越广泛。
它可以用于制造各种艺术品、雕塑、建筑模型等。
通过快速成型技术，艺术家可以更加自由地发挥创造力，制作出更加精细、复杂的作品。
同时，快速成型技术还可以用于文物保护和修复，帮助保护和传承人类的文化遗产。
4. 教育领域：快速成型技术在教育领域的应用也日益增多。
它可以用于制作教学模型、实验装置等。
通过快速成型技术，教师可以更加生动地展示教学内容，提高学生的学习兴趣和参与度。
同时，快速成型技术还可以用于学生的创意设计和创新实践，培养学生的创造力和实践能力。
5. 建筑领域：快速成型技术在建筑领域的应用也越来越广泛。
它可以用于制造建筑模型、结构模型等。
通过快速成型技术，建筑师可以更加直观地展示设计方案，帮助客户更好地理解和接受设计。
同时，快速成型技术还可以用于制造建筑构件和装饰品，提高建筑施工效率和质量。
快速成型技术在制造业、医疗领域、文化艺术、教育领域和建筑领域等多个领域都有广泛的应用。
(整理)快速成型技术的应用与发展前景
快速成型技术的应用与发展前景一．什么是快速成型技术快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
它集机械工程、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．快速成型技术的产生背景(1)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。
在这种情况下，自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。
(2)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。
(3)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。
三．快速成形技术的特点快速成型技术具有以下几个重要特征：l ）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。
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。
机械制造中的快速成形技术研究
机械制造中的快速成形技术研究一、引言快速成形技术（Rapid prototyping，简称RP）是近年来兴起的一种先进的新型制造技术，其特点是在不需要制造和使用模具的情况下，能够直接使用计算机辅助设计（CAD）文件实现各种形态所需的模型的快速制造。
在机械制造领域中，快速成形技术的应用十分广泛，可以解决很多传统方法无法达到的制造难题，提高生产效率和产品质量。
本文将对机械制造中的快速成形技术进行系统的研究，探究其工艺原理、应用领域和未来发展趋势等方面的内容。
二、快速成形技术的工艺原理快速成形技术是一种基于数字模型构建物理模型的制造技术，其核心技术是三维打印技术。
三维打印技术是一种将数字模型转化为物理实体的现代制造方式，是快速成形技术最重要的手段之一。
其基本流程为：首先通过CAD软件设计数字模型，然后将数字模型输入到三维打印机，选择打印材料并设置打印参数，最后打印机自动构建出所需的物理实体。
三维打印技术可以使用多种材料进行打印，如塑料、金属、陶瓷等，可以实现各种不同形态的模型和原型的快速制造。
除了三维打印技术外，快速成形技术还包括其他相关的工艺手段，如激光烧结、电子束熔化、喷射成形、层积成形等。
这些工艺手段都是将数字模型转化为物理实体的方式之一，根据不同的材料和需要的精度要求选择不同的制造手段，可以实现高效、精确、经济的制造过程。
三、快速成形技术的应用领域快速成形技术在机械制造领域中的应用非常广泛，涵盖了很多不同的领域和行业。
以下是几个常见的应用领域：1.航空航天领域快速成形技术在航空航天领域的应用十分广泛。
例如，可以使用3D打印技术来制造复杂的航空部件、推进系统和太空舱等。
这种方法可以提高制造效率，同时也可以减少零部件的重量，从而提高整个飞行系统的效率和可靠性。
2.医疗领域快速成形技术在医疗领域的应用也十分重要。
例如，可以使用3D打印技术来制造各种人体组织和器官的模型，以便医生更好地进行手术规划和操作。
快速成型技术
快速成型技术快速成型技术简介快速成型技术(Rapid Prototyping Technology-RPT)属于先进制造技术范畴机械工程学科非传统加工工艺(或称为特种加工)是将CAD、CAM、、激光、精密伺服驱动和新材料等先进技术集成的一种全新制造技术。
它通过叠加成型方法可以自动而迅速地将设计的三维CAD模型转化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零件。
与传统的制造方法相比，它具有生产周期短，成本低的优势，并且可以灵活地改变设计方案，实现柔性生产，在新产品的开发中具有广阔的应用前景。
目前世界上投入应用的快速成形的方法有十多种，主要包括立体印刷(SLA-StereoLithgraphy Apparatus)、分层实体制造(LOM-Laminated obxxxxject Manufacturing)、选择性激光烧结(SLS—Selective Laser Sintering)、熔化沉积制造(FDM－Fused Deposition Modeling)、固基光敏液相(SGC-Solid Ground Curing)等方法。
其中选择性激光烧结(SLS)技术具有成型材料选择范围宽、应用领域广的突出优点，得到了迅速发展，正受到越来越多的重视。
SLS方法具有以下的优点：由于粉末具有自支撑作用，不需另外支撑；材料广泛，不仅包括各种塑料材料、蜡和覆膜砂，还可以直接生产金属和陶瓷零件。
且材料可重复使用，利用率高。
快速成型技术工作原理使用CO2 激光器烧结粉末材料(如蜡粉、PS粉、ABS粉、尼龙粉、覆膜陶瓷和金属粉等)。
成型时先在工作台上铺上一层粉末材料激光束在计算机的控制下按照截面轮廓的信息对制件实心部分所在的粉末进行烧结。
一层完成后工作台下降一个层厚再进行下一层的铺粉烧结。
如此循环，最终形成三维产品。
快速成型技术应用选择性激光烧结快速成型(Selective Laser Sintering Rapid Prototyping) 技术（简称SLS技术）由于具有成型材料选择范围宽、应用领域广的突出优点，得到了迅速的发展，正受到越来越多的重视。
先进制造技术之快速成型技术
先进制造技术论文先进制造技术之快速成型技术先进制造技术 (Advanced Manufacturing Technology，简称AMT)，是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源以及现代化管理等领域的成果，将其综合应用于产品生产、设计、制造、检测、管理和售后服务全过程的结果。
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是面向21世纪的技术。
它是由传统的制造技术发展而来的，保留了过去制造技术中的有效要素，是制造技术与现代高新技术结合而产生的完整的技术群。
而快速成型(Rapid Prototyping)技术是近年来发展起来的直接根据CAD模型快速生产样件或零件的成组技术总称，它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其它方法将材料堆积而形成实体零件。
由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加。
因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任何复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。
一个更为人们关注的问题是一个产品从概念到可销售成品的流程速度。
众所周知，在市场竞争中，产品在竞争对手之前进入市场更为有利可图并能享有更大的市场氛围。
同时，还有一个更为令人关心的问题是产品的高质量。
由于这些原因，努力使高质量的产品快速进人市场就显得极为重要。
快速成型技术问世以来，已实现了相当大的市场，发展非常迅速。
人们对材料逐层添加法这种新的制造方法已逐步适应。
该技术通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段结合，已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。
1快速成型技术的优点1)快速成型作为一种使设计概念可视化的重要手段，计算机辅助设计零件的实物模型可以在很短时间内被加工出来，从而可以很快对加工能力和设计结果进行评估。
先进制造技术 第3章 快速成形技术应用
1、评估产品外形
1）、很多家电特别是家电、汽车对外形的美观和新 颖性要求极高。一般检验外形的方法是将产品图形显 示于计算机终端，但经常发生“画出来好看，而做出 来不好看”的现象。 2）、采用RP技术可以做出原型，供设计人员和用户审 查、使得外形设计及检验更有效、直观、快捷
2、检查设计质量
1）、模具制造中，传统方法是根据几何造型在数控机床上 开模，这对于一个价值数十万的复杂模具风险太大，设计上 的任何不慎，反映到模具上损失很大。 2）、快速原型方法可在开模前真实而准确的制造出零件原 型，设计上的各种细微问题和错误可在原型上一目了然地显 示出来，大大减少开模风险。
2）又如汽车发动机上的排气管，由于安装关系极其复杂，通过原型装配模拟可 以一次成功完成设计。
6、供货询价及用户评价
1）、利用快速成形技术制作的样件，能够使用户非常直观 地了解尚未投入批量生产的产品外观极其性能，并作出评价， 使厂房能够根据用户的需求及时改进产品。 2）、投标方在工程投标中采用样品，可以直观、全面地提 供评价依据，使设计更加完善，为中标创造有利条件。
4、体验产品手感
适用于对照相 机的外观设计
通过原型，人们 能触摸和感受实 体，可以及早发 现问题。
适用于对手握 电动工具的外 形设计
5、装配干涉检验
1）在有限的空间内的复杂系统，对其进行装配干涉检验与精度检验极为重要， 如导弹、卫星系统，原型可以用来做装配模拟，观察零件之间如何配合、如何 相互影响，大大降低了此类系统的设计。
7、反求工程
1）、反求工程是通过实物或技术对已有的产品进行分析、 解剖、实验，了解其材料、结构、组成、性能、功能，掌握 其工艺原理和各种机理，以进行仿制、改进或创造新产品的 一种产品开发方法。
先进制造技术-快速成型
2.与加工能源技术之间的关系 快速原型制造技术的成型过程采用以激光为主、多种形式的能 源。一类是基于激光能量的固化、切割或熔化的方法；另一类 是非激光能量堆积成型的方法。 能源的选择必须与所使用的原材料综合考虑，特别是在激光为 能源的制造系统中，需考虑到激光束的直径、聚焦、散焦等各 种因素。 相比较而言，以激光为能源为工艺，发展早、更完善、应用也 更多。 激光具有能量集中、易于控制、光斑小、波长恒定等特点，尤 其适合作为快速原型制造技术能源。激光技术的发展促进了快 速原型制造技术的产生。从几十毫瓦的He-Cd 激光器到上千瓦 的CO2激光器，氖离子激光器等在快速原型制造技术中都有应 用。
4.与材料科学与工程之间的关系 快速原型制造技术的关键是材料。 材料是成型工艺可行与否的前提，材料的性质不但 影响原型的质量，而且对原型的应用有决定性影响。 例如，立体印刷成型工艺采用的特种光敏树脂要具 有高的感光灵敏度、确定的感光波段、固化后能适 应各种不同用途；层合实体制造工艺采用涂有粘接 剂的纸张，要求纸厚胶薄，纸和胶在切割时不碳化。 此时，所使用的粘接剂在很大程度上决定了原型的 加工质量和使用性能。
3.与数控技术之间的关系 数控技术使实现快速原型制造技术的桥梁，而快速 原型制造技术也向数控技术提出了新的研究课题。 不同的工艺方法对书刊系统侧要求有所不同，由此 需要引入可变参数的数控系统。 如在每次加工一 层的掩膜光刻中，控制方式为简单的一轴控制；而 在逐层扫描工艺中，数控系统则需要二轴联动，即 在X-Y平面内进行加工，Z轴只是在X-Y平面内的加 工完成后有规律地调整高度；采用数码累积方式则 需要三轴联动或二轴半数控系统。
二、 快速原型制造
原型制造( Prototyping) 是设计、建造原 型的过程。 一般来说，物体成型的方式分为三类： 去除成型（Dislodge Forming） 添加成型（Adding Forming） 净尺寸成型（Net Forming) 原型的制造也是如此。
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)
FDM快速成型机加工工艺方法研究_快速成型_先进制造技术_981
FDM快速成型机加工工艺方法研究_快速成型_先进制造技术_981FDM快速成型机加工工艺方法研究_快速成型_先进制造技术快速成型(RP)技术可以自动、快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的原型或直接制造零件(模具)，有效地缩短产品的研发周期，是提高产品质量、缩减产品成本的有力工具。
使用RP技术，把概念设计置于昂贵的模具制造这一工序之前，能给设计和制造人员以检验及修改设计的机会。
熔融沉积成型(FDM)是众多快速成型方法中的一种。
FDM技术做出的原型件，从材料的性能以及外观看，都非常接近实际，所以在制造概念和验证产品功能方面有独特的优势。
FDM使用的材料有ABS塑料丝、尼龙和蜡丝。
以ABS材料为例，制作出的原型件的强度可以达到其本身强度的80%，在各种快速成型方法中是比较优越的。
为加工出高质量的原型件，对FDM快速成型机的加工工艺方法进行研究是非常必要的。
1 工作原理如图1所示，快速成型是把在CAD系统上建立的三维实体模型(电子模型)离散化，在实体模型的高度方向上按几何形状变化分成一定厚度的薄层，用这些不同高度的层面信息来控制喷头的运动轨迹进行层面加工。
将这些薄层堆积起来，得到加工所需的三维造型。
2 加工工艺方法研究2.1 标定在机器的最初安装调试和更换了喷嘴之后要做标定。
在制作一个耗时较长或精度要求较高的原型件之前，建议重新标定一下。
耗时长的原型件，尺寸可能会较大，结构复杂，若精度不够，累积误差就会大，从而影响原型件的表面加工质量。
在标定的时候，通过多次X、Y方向的调整之后，一定要通过放大镜确定最上一层support丝在model丝的正中间。
在这个前提下，再将褐色的support丝扯下，测量看其平均厚度是否为0.254mm，若不满足，再调整Z方向。
2.2 上料在上料的时候，首先要检查料是否受潮，尤其是,support丝更容易受潮。
如料受潮，在挤出来的料丝中会发现有气泡存在，另外加工原型件的过程中会出现拉毛现象。
快速成型技术在集成制造及微机械制造中的应用
快速成型技术在集成制造及微机械制造中的应用快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP），也被称为增材制造技术（Additive Manufacturing，简称AM），是一种利用数控设备将材料一层一层地堆积成所需形状的制造技术。
随着科技的不断发展，快速成型技术在集成制造及微机械制造中的应用越来越广泛。
本文将从技术原理、应用领域和发展趋势等方面进行介绍。
一、技术原理快速成型技术主要包括激光烧结成型（Selective Laser Sintering，简称SLS）、光固化成型（Stereolithography，简称SLA）、熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling，简称FDM）等多种方法。
这些方法都是通过数控设备控制材料的堆积，逐渐构建出设计好的三维模型。
以SLS为例，其工作原理是通过激光束在粉末材料层上进行扫描，使其局部热量增加，从而粘结材料。
在每一次扫描后，工作台下降一个层次，再铺上一层新的材料，然后继续扫描，如此循环直至模型打印完成。
其他方法也是采取类似的原理，在材料的精细控制上有不同的技术特点。
二、应用领域在集成制造方面，快速成型技术已经广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。
例如在航天航空领域，通过快速成型技术可以制造出更轻量化、更精密的零部件，提高整机的性能和降低成本。
在汽车制造领域，也可以快速打印出汽车模型原型，加快新车型的研发周期。
在医疗器械领域，可以根据患者的具体情况，实现个性化定制的医疗器械。
这些应用领域的不断拓展，也在推动着快速成型技术的发展。
在微机械制造领域，快速成型技术同样有着广泛的应用。
微机械器件通常具有尺寸小、结构复杂的特点，要求制造过程具有高精度、高效率和灵活性。
快速成型技术的优势正是可以满足这些需求。
通过三维打印技术，在微机械制造领域可以制造出微型泵、微型阀门、微型传感器等微机械器件。
这些器件在微流体、微电子、生物医学等领域具有着广泛的应用前景。
速成形与快速模具制造
速成形与快速模具制造随着现代制造业的快速发展，传统的模具制造方式已经无法满足市场的需求了。
速成形和快速模具制造成为了新型的制造技术，以其快速、高效、低成本、高质量的特点在现代工业制造中得到了广泛的应用。
一、速成形技术速成形技术，又称为快速成型制造，是一种利用数字化加工技术，在计算机辅助下，采用逐层堆叠的方式对物体进行快速成型的技术。
在此过程中，使用的主要材料是光敏感材料、熔融金属或塑料等，通常又称之为快速制造技术。
针对不同的应用领域，速成形技术主要分为以下几种：1.光固化快速成型技术光固化快速成型技术，简称SLA快速成型技术，是利用光敏性聚合物制作成型件的方法。
该技术需要先将计算机模型进行分层处理，然后通过喷头让光固化材料精确地喷出，逐层堆叠，最终形成立体的零部件。
2.熔融沉积快速成型技术熔融沉积快速成型技术，简称FDM技术，是采用熔融式ABS、PLA等材料，通过利用计算机控制的喷头，将熔化的塑料材料逐层沉积到一起，精确地制作出显微组件，并通过拼接的方式形成具有完整结构的工件。
3.熔融金属快速成型技术熔融金属快速成型技术，简称DMLS技术，是通过合金或金属材料喷射到热点区域，使其熔化形成熔化层，然后通过控制喷头位置逐渐建立3D 几何结构。
最终，采用该技术可制造出由钛合金或不锈钢等金属材料制成的组件和零件。
二、快速模具制造技术快速模具制造技术主要是针对成型模具的快速制造需求而开发的。
与传统工艺相比，快速模具工艺具有快速成型、高效、低成本、高质量等优势，因此在电子、家电、汽车、医疗和航天等行业广受欢迎。
常见的快速成型模具制造技术种类有以下几种：1.电火花加工法快速成型模具制造技术中，电火花加工法是最古老也是最基础的技术。
它采用的原理是高频电火花的腐蚀作用，可以在短时间内快速切削出各种复杂形状的模具，具有制造速度快、精度高、加工表面光洁度高等优点。
2.粉末冶金成型技术粉末冶金成型技术是一种将粉末原料通过冷压成型、保护性烧结等工序制作成3D打印模板的技术。
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工艺商品化系统的研制工作，并推出熔融挤压制造设备 MEM250等。
FDM 原理 图
二、特点
优点：
1、采用热熔挤压头专利技术，系统结构原理和操作简 单，且使用无毒的原材料，设备可安装在办公环境中。
2、成型速度快。不需要SLA中的刮板工序。 3、用蜡成型的零件原型，可以直接用于熔模铸造。 4、可以成型任意复杂程度的零件。如复杂的内腔、孔 等。 5、原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形 小。 6、原材料利用率高。 7、支撑去除简单。
基本原理：
LOM工艺是利用薄片材料，如纸、塑料薄膜等作为 成形材料，片材表面事先涂覆上一层热熔胶。加工时， 用CO2或刀在计算机控制下按照CAD分层模型轨迹切 割片材，然后通过热滚压，是当前层与下面已成形的 工件层粘结，从而堆积成形。
LOM原理 图
特点：
1、只需在片材上切割出零件截面的轮廓，而不用 扫描整个截面。因此易于制造大型、实体零件。
2、零件的精度较高。 3、无需加支撑。工件外框与截面轮廓之间的多余 材料起到支撑作用。
成形材料：
常用成卷的纸，纸的一面事先涂覆一层热熔胶。偶 尔也用塑料薄膜。
纸：抗湿性、稳定性、涂胶浸润性、抗拉强度。
热熔胶：保证层与层之间的粘结强度。
应用：
纸价格相对便宜，可以用来做汽车发动机曲轴、连 杆、各类箱体、盖板等零部件的原型样件。
快速成形技术
概述：
快速成形技术（Rapid Prototyping，简称RP）20 世纪80年代发展起来的，它综合了机械工程、CAD、 数控技术、激光技术及材料科学技术，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，从而大大缩短产品的研 制周期。因而，被认为是近20来制造领域的一个重 大突破。影响力与数控技术相当。
熔融沉积快速成型工艺
一、熔融沉积工艺的基本原理 二、熔融沉积工艺的特点 三、熔融沉积成型材料与支撑材料 四、熔融沉积成型应用实例
一、基本原理
熔融沉积快速成型（Fused Deposition Modeling，简 称FDM），是继SLA和LOM后的一种应用比较广泛的 快速成型工艺，并以美国Stratasys公司开发的FDM制造 系统应用最为广泛。
SLS原理图
工作台上均匀铺上一 层很薄（0.1~0.2mm） 的粉末，激光束在计算 机的控制下按照零件分 层轮廓有选择性地进行 烧结，一层完成后再进 行下一层烧结。全部烧 结完成后去掉多余的粉 末，再进行打磨、烘干 等处理便获得零件。
ห้องสมุดไป่ตู้点：
材料应用面广，不仅能够制造塑料零件，还能制造 陶瓷、石蜡等材料的零件。特别是可制造金属零件。
透明件
复杂件
选择性激光粉末烧结成形
选择性激光烧结成形（SLS—Selected Laser Sintering)， 又称选区激光烧结）。由美国德克萨斯大学奥汀分校的 C.R.Dechard于1989年研制成功。
基本原理：
SLS工艺是利用粉末材料（金属粉末或非金属粉末） 在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积 成形。
应用：
1、可直接制作树脂功能件，用作结构验证和功能测 试，并可用于装配样机。
2、制造出来的原型可以翻制各种模具。 3、制件可直接作熔模铸造用的蜡模和砂型、型芯。
薄片分层叠加成形
薄片分层叠加成形（LOM—Laminated Object Manufacturing)，又称层叠实体制造或分层实体制造）。 由美国Helisys于1986年研制成功，并推出商品化的机 器。
不足点：材料昂贵，具有一定的毒性。
应用：
1、可直接制作树脂功能件，用作结构验证和功能 测试
2、可制作比较精细和复杂零件 3、可制造出有透明效果的制件 4、制造出来的原型可以翻制各种模具
头盔：新材料Somos 9420 EP-White是一种 基于环氧树脂的光敏聚 合物。
复杂件：RenShape SL 7800是一种具有高抗冲击 强度的光敏聚合物 。
基本原理：
SL工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作。这 种液态材料在一定波长和功率的紫外线的照射下能迅 速发生光聚合反应，相对分子量急剧增大，材料也由 液态变成固态。
特点：
精度高、表面质量好、原材料利用率将近100%， 能制造出形状特别复杂（如空心零件）、特别精细 （如首饰、装饰品等）的零件。制造出来的原型件， 可快速翻制各种模具。
发展：
我国在90年代先后有武汉华中科技大学快速制造 中心、西安交大先进制造技术研究所、北京殷华实 业有限公司、陕西省激光快速成形与模具制造工程 研究中心等在快速成形工艺研究、设备开发、数据 处理及控制软件、新材料的研发等方面做了大量有 成效的工作。
基本思路：
● CAD模型建立
● STL文件生成
● 分层切片
无需加支撑，因为没有被烧结的粉末起到支撑作用。 因此可以烧结制造空心、多层镂空的复杂零件。
成形材料：
蜡粉及高分子塑料粉（早期）、金属或陶瓷粉（为 了提高原型的强度)。任何受热粘结的粉末都有被用作 SLS原材料的可能性。
采用雾化法制取金属粉末，有离心雾化和气体 雾化。主要原理：使金属熔融，高速将金属液滴 甩出并急冷、随后形成粉末颗粒。
又称熔丝沉积，它是将丝状的热熔性材料加热融化， 通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。喷头沿零件截 面轮廓和填充轨迹运动，挤出的材料迅速固化并与周围 材料粘结，层层堆积而成。
主要适用于模具行业新产品开发和医疗、考古等基 于数字成像技术的三维实体模型制造。
FDM工艺由美国学者Dr.Scott Crump于1988年研制 成功，并由美国Stratasys公司推出商品化的机器。1993 年开发第一台FDM1650机型后，先后推出FDM2000、 FDM3000、FDM8000等。
● 快速堆积成形
分类：
光敏树脂液相固化成形、选择性激光粉末烧结成 形、薄片分层叠加成形和熔丝堆积成形等4种。
光敏树脂液相固化成形
光敏树脂液相固化成形（SL—Stereo Lithography)， 又称光固化立体造型或立体光刻）。最早由Charles Hul 发明并于1984年获得专利，1988年美国3D系统公司 推出商品化的世界上第一台快速成形机。