快速原型制造技术PPT课件
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第11讲快速原型制造技术
成形材料：液态光敏树脂。 液态光敏树脂在一定波长和强度的紫外光(如λ=325nm)的照 射下能迅速发生光聚合反应, 分子量急剧增大, 材料也就从液态 转变成固态。
SLA工作原理
成型开始时，聚焦后的光斑在液面上按计 算机的指令逐点扫描，即逐点固化。当一层扫 描完成后，升降台带动平台下降一层高度，已 成型的层面上又布满液态树脂，然后再进行下 一层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层 上，如此重复直到整个零件制造完毕。
装配校核 功能测试
（1） 产 品 开 发
销售模型 可制造性检查 CAD数据检查
模型实例1 轿车车灯
模型实例2 电话机外壳
模型实例3 皮鞋底
注射模具 硅橡胶模 树脂型复合模
（2） 模 具 制 造
陶瓷型精铸模 冲压模具 消失模
模具实例1 手机外壳橡胶模
模具实例2 拐头树脂型复合模
模具实例3 电子产品注射模
如Pro/E软件是通过选定弦高值(ch-chord height)作为逼近的精度参数，如下图为一球体,给 定的两种ch值所转化的情况。
(a)ch=0.05
(b) ch=0.2
1.3三维模型的离散处理
通过专用的分层程序将三维实体模型沿高度方向的水平面“切割”成一定厚度的片层. 切片层的厚度直接影响零件的表面粗糙度和整个零件的型面精度,一般约在0.1-0.2mm
优点 缺点
精度较高，精度控制在±0.1mm； 表面质量好； 能制造形状特别复杂、特别精细的零件 原材料的利用率接近100％；
成形设备价格昂贵； 选择的材料种类有限，材料价格较贵； 容易发生翘曲变形； 需要设计支撑；
2021/3/11
中原工学院机电学院 胡敏
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2.2分层实体制造(LOM,Laminated Object Manufacturing)
SLA工作原理
成型开始时，聚焦后的光斑在液面上按计 算机的指令逐点扫描，即逐点固化。当一层扫 描完成后，升降台带动平台下降一层高度，已 成型的层面上又布满液态树脂，然后再进行下 一层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层 上，如此重复直到整个零件制造完毕。
装配校核 功能测试
（1） 产 品 开 发
销售模型 可制造性检查 CAD数据检查
模型实例1 轿车车灯
模型实例2 电话机外壳
模型实例3 皮鞋底
注射模具 硅橡胶模 树脂型复合模
（2） 模 具 制 造
陶瓷型精铸模 冲压模具 消失模
模具实例1 手机外壳橡胶模
模具实例2 拐头树脂型复合模
模具实例3 电子产品注射模
如Pro/E软件是通过选定弦高值(ch-chord height)作为逼近的精度参数，如下图为一球体,给 定的两种ch值所转化的情况。
(a)ch=0.05
(b) ch=0.2
1.3三维模型的离散处理
通过专用的分层程序将三维实体模型沿高度方向的水平面“切割”成一定厚度的片层. 切片层的厚度直接影响零件的表面粗糙度和整个零件的型面精度,一般约在0.1-0.2mm
优点 缺点
精度较高，精度控制在±0.1mm； 表面质量好； 能制造形状特别复杂、特别精细的零件 原材料的利用率接近100％；
成形设备价格昂贵； 选择的材料种类有限，材料价格较贵； 容易发生翘曲变形； 需要设计支撑；
2021/3/11
中原工学院机电学院 胡敏
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2.2分层实体制造(LOM,Laminated Object Manufacturing)
第13讲 快速原型制造课件
造型材料与工艺 7
2018/11/27
RP应用现状
全球RP设备拥有量数据：1999年为5449台、
2000年为6755台、2001年略多于8000台 （在2001年的拥有量中，美国占42.8%、 日本占18.7%、德国占9.3%、中国占4.7% 名列世界第四）、2002年为9000多台， 2003年约为11,000台，最近四年全球RP设 备的拥有量增加了约一倍。 与因特网结合的专业化RP服务机构正蓬勃 发展
2018/11/27 造型材料与工艺 5
RP+RT
以母模为基础来制造各种模具，速度快、
成本低，但母模特别是形状复杂的母模获 取不易，而RP技术很易将体现设计构思的 CAD模型变为非金属材料的母模，为快速 制模（RT，Rapid Tooling）技术注入了新 的活力，RP与RT的结合（RP+RT）是快 速原型技术应用领域最重要的扩展。
2018/11/27 造型材料与工艺 10
在RP设备上快速成形
首先用配置在RP设备上的切片软件沿成形制件的 高度方向每隔一定距离（多为0.1mm）从CAD模 型上依次截取平面轮廓信息，随后RP设备上的激 光头或喷射头在数控装置的控制下按截面轮廓信 息相对于X-Y平面工作台运动，进行选择性激光 扫描（实现固化、切割或烧结）或者进行选择性 喷射（喷射热熔材料或粘结剂），以物理或化学 方法逐层成形并相互粘结（每成形一层工作台便 下移一个切片厚度），这样一层层堆积便构成三 维实体制件。
2018/11/27
造型材料与工艺
13
2018/11/27
造型材料与工艺
14
二、几种主要的RP成形方法
基于激光的RP成形方法 基于喷射的RP成形方法
2018/11/27
RP应用现状
全球RP设备拥有量数据：1999年为5449台、
2000年为6755台、2001年略多于8000台 （在2001年的拥有量中，美国占42.8%、 日本占18.7%、德国占9.3%、中国占4.7% 名列世界第四）、2002年为9000多台， 2003年约为11,000台，最近四年全球RP设 备的拥有量增加了约一倍。 与因特网结合的专业化RP服务机构正蓬勃 发展
2018/11/27 造型材料与工艺 5
RP+RT
以母模为基础来制造各种模具，速度快、
成本低，但母模特别是形状复杂的母模获 取不易，而RP技术很易将体现设计构思的 CAD模型变为非金属材料的母模，为快速 制模（RT，Rapid Tooling）技术注入了新 的活力，RP与RT的结合（RP+RT）是快 速原型技术应用领域最重要的扩展。
2018/11/27 造型材料与工艺 10
在RP设备上快速成形
首先用配置在RP设备上的切片软件沿成形制件的 高度方向每隔一定距离（多为0.1mm）从CAD模 型上依次截取平面轮廓信息，随后RP设备上的激 光头或喷射头在数控装置的控制下按截面轮廓信 息相对于X-Y平面工作台运动，进行选择性激光 扫描（实现固化、切割或烧结）或者进行选择性 喷射（喷射热熔材料或粘结剂），以物理或化学 方法逐层成形并相互粘结（每成形一层工作台便 下移一个切片厚度），这样一层层堆积便构成三 维实体制件。
2018/11/27
造型材料与工艺
13
2018/11/27
造型材料与工艺
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二、几种主要的RP成形方法
基于激光的RP成形方法 基于喷射的RP成形方法
快速成型的技术ppt课件
的。E.M.Sachs于1989年申请了3DP（Three-Dimensional Printing） 专利，该专利是非成形材料微滴喷射成形范畴的核心专利之一。3DP 工艺与SLS工艺类似，采用粉末材料成形，如陶瓷粉末，金属粉末。 所不同的是材料粉末不是通过烧结连接起来的，而是通过喷头用粘接 剂(如硅胶)将零件的截面“印刷”在材料粉末上面。用粘接剂粘接的 零件强度较低，还须后处理。具体工艺过程如下：上一层粘结完毕后， 成型缸下降一个距离（等于层厚：0.013～0.1mm）,供粉缸上升一高 度，推出若干粉末，并被铺粉辊推到成型缸，铺平并被压实。喷头在 计算机控制下，按下一建造截面的成形数据有选择地喷射粘结剂建造 层面。铺粉辊铺粉时多余的粉末被集粉装置收集。如此周而复始地送 粉、铺粉和喷射粘结剂，最终完成一个三维粉体的粘结。未被喷射粘 结剂的地方为干粉，在成形过程中起支撑作用，且成形结束后，比较 容易去除。
• 该工艺的特点是成形速度快，成形材料价格低，适合做 桌面型的快速成形设备。并且可以在粘结剂中添加颜料， 可以制作彩色原型，这是该工艺最具竞争力的特点之一， 有限元分析模型和多部件装配体非常适合用该工艺制造。 缺点是成形件的强度较低，只能做概念型使用，而不能做 功能性试验。
• 三维印刷(3DP)－－高速多彩的快速成型工艺
料（ABS等）、陶瓷粉、金属粉、砂等，可以在航空，机 械，家电，建筑，医疗等各个领域应用。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
• 主要工艺：
•
RP技术结合了众多当代高新技术：计算机辅助设计、
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 ）－制作大型铸件的快速成型工艺
• 该工艺的特点是成形速度快，成形材料价格低，适合做 桌面型的快速成形设备。并且可以在粘结剂中添加颜料， 可以制作彩色原型，这是该工艺最具竞争力的特点之一， 有限元分析模型和多部件装配体非常适合用该工艺制造。 缺点是成形件的强度较低，只能做概念型使用，而不能做 功能性试验。
• 三维印刷(3DP)－－高速多彩的快速成型工艺
料（ABS等）、陶瓷粉、金属粉、砂等，可以在航空，机 械，家电，建筑，医疗等各个领域应用。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
• 主要工艺：
•
RP技术结合了众多当代高新技术：计算机辅助设计、
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 ）－制作大型铸件的快速成型工艺
8.快速原型制造技术
③.快速原型作为一种重要的制造技术，采用适当的材料， 这种原型可以被用在后续生产操作中以获得最终产品。
④.快速原型操作可以应用于模具制造，可以快速、经济 地获得模具。 ⑤.产品制造过程几乎与零件的复杂性无关，可实现自由 制造(Free Form Fabrication)，这是传统制造方法无 法比拟的。
立体印刷的优缺点及应用
• SLA是最早出现的RP工艺，是目前RPM技术领域研究最 多、技术最成熟的方法。 • 缺点需要支撑、材料毒性及收缩
（二）选择性层片粘接
• 选择性层片粘接采用激光等对箔材进行切割。首先切 割出工艺边框和原型的边缘轮廓线，而后将不属于原 型的材料切割成网格状。通过升降平台的移动和箔材 的送给可以切割出新的层片并将其与先前的层片粘接 在一起，这样层层迭加后得到下一个块状物，最后将 不属于原型的材料小块剥除，就获得所需的三维实体。 层片添加的典型工艺是分层实体制造LOM（Laminated Object Manufacturing——LOM），如图2所示。这里 所说的箔材可以是涂覆纸（涂有粘接剂覆层的纸）， 涂覆陶瓷箔、金属箔或其他材质基的箔材。
（二）RPM成形材料
材料 形态 具体 材料 液态 固态粉末 非金属 金属 固态片材 固态丝 材 蜡丝、 ABS丝等
快速原型(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 激光束或其他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意复 杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。
快速原型制造技术1
Evaluation only.
A计sp算o机se技.S术lides forR.NPET 3.5
Clie能n源t 科P学rofile
5.2
背 景
造 技
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
术
产 生
CAD/CAM
的
材料科学
2019/5/22
昆明学院 孙艳萍
7
• 全球一体化市场、制造业竞争激烈，产品的开发速度
快速原型制造技术与传统加工的比较
RP机器： 1. 工件复杂程度不受限制（产品制造过程几乎与零件的复杂 程度无关）； 2.产品的单价几乎与批量无关，特别适合于新产品的开发和
快 速 原
算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料等的基 础上集成发展起来的先进的产品研究与开发技术，实
型 现从零件设计E到v三al维ua实t体io原n 型on制ly造.一体化的系统技术。
概 念ted制 造 技wi2th、CA快Mos速appny原uorfsi型agceth制u.Str造i2nli(g0dR）0eP技4Ms-术f—2o0是r1R.使1Nap用EAidRTsPPpr技3oo.t术so5tey，CpP由ilnitegCynALtDtP模dr.型of直ile 5.2
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
图1.5 快速原型详细工艺流程
2019/5/22
昆明学院 孙艳萍
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快速原型制造技术的基本过程
（1）CAD模型设计：应用三维CAD软件，根据产品要求设计
三维模型，或采用逆向工程技术获取产品的三维模型。
（2）三维模型的近似处理：用一系列小三角形平面来逼近模型
快速原型制造技术1
2019/8/31
昆明学院 孙艳萍
24
设计、制造一体化
在传统的CAD/CAM技术中，复杂的CAPP 一直是实现设计、制造一体化过程中比较难以克 服的一个障碍。而快速成形技术突破了成形思想 的局限性，采用了离散 堆积的加工工艺，避开 了传统的工艺规划制定，使CAD和CAM能够很 顺利地结合在一起，实现了设计制造一体化。
理零件表面，去除辅助支撑结构）
2019/8/31
昆明学院 孙艳萍
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RP技术的基本原理图
三维CAD模型 分层切片
各层截面的轮廓 微小厚度的片状实体
激光器（或喷嘴）按各层截 面轮廓切割、固化或烧结
三维模型或样件
逐层堆积
2019/8/31
昆明学院 孙艳萍
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快速原型制造技术与传统加工 的比较
人工：慢 CNC加工机床：
2019/8/31
昆明学院 孙艳萍
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RP技术的优点
（1）任何……无论多复杂的形狀都非常容易成型。 （2）任谁……因无机器各部动作干涉問題，对操作者无熟 练要求。 （3）即刻……因无需准备工具夾具等，可立即开始加工。 （4）自动……加工过程完全自动化，可完全无人运转。 （5）安静……无加工噪音、振动，无大量切屑。 （6）短期……可在短時間內制作模型，交货快，費用省。
便的制造出它的模型(原型)。从制造模型的角度，RP具有NC机
床无法比拟的优点，即快速方便、高度柔性。
2019/8/31
昆明学院 孙艳萍
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CAD模型直接驱动
CAD/CAM一体化，无需人员干预或 较少干预，是一种自动化的成形过程。 提高了新产品开发的一次成功率，缩短 了开发周期，降低了研发成本。（据统 计：可减少产品开发成本30—70%，缩 短开发时间50%至更少。）
快速原型制造技术快速成形原理及特点
快速原型制造技术快速成形原理及 特点
成型过程示意图
快速原型制造技术快速成形原理及 特点
• 快速成型工艺的优势：
------使模型或模具的制造时间缩短数倍甚至数十倍，大大缩 短新产品研制周期；
------使复杂模型的直接制造成为可能，提高了制造复杂零件 的能力；
------可以及时发现产品设计的错误，做到早找错、早更改， 避免更改后续工序所造成的大量损失，显著提高新产品 投产的一次成功率；
快速成型的基本过程：
→→→首先设计出所需零件的计算机三维模型（数字模型、 CAD模型）
→→→按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元， 通常在Z向将其按一定厚度进行离散（习惯称为分 层），把原来的三维CAD模型变成一系列的层片
→→→再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生 成数控代码
→→→最后由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起 来，得到一个三维物理实体。
快速原型制造技术快速成形原理及 特点
三、快速成型机及成形方法：
1、快速成形机 快速成形机是分层叠加成形(包括截面轮廓
制作和截面轮廓叠合)的基本设备。 成形机都是基于“增长”成形法原理，即用一
层层的小薄片轮廓逐步叠加成三维工件。其差别 主要在于薄片采用的原材料类型，由原材料构成 截面轮廓的方法，以及截面层之间的连接方式。
------使设计、交流和评估更加形象化，使新产品设计、样品 制造、市场定货、生产准备、等工作能并行进行，支持 同步（并行）工程的实施；
------节省了大量的开模费用，成倍降低新产品研发成本。
快速原型制造技术快速成形原理及 特点
• 自1986年出现至今，短短十几年，世界上已有大约二十多 种不同的成型方法和工艺，其中比较成熟的有SLA、SLS、 LOM和FDM等方法。其成形原理分别介绍如下：
成型过程示意图
快速原型制造技术快速成形原理及 特点
• 快速成型工艺的优势：
------使模型或模具的制造时间缩短数倍甚至数十倍，大大缩 短新产品研制周期；
------使复杂模型的直接制造成为可能，提高了制造复杂零件 的能力；
------可以及时发现产品设计的错误，做到早找错、早更改， 避免更改后续工序所造成的大量损失，显著提高新产品 投产的一次成功率；
快速成型的基本过程：
→→→首先设计出所需零件的计算机三维模型（数字模型、 CAD模型）
→→→按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元， 通常在Z向将其按一定厚度进行离散（习惯称为分 层），把原来的三维CAD模型变成一系列的层片
→→→再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生 成数控代码
→→→最后由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起 来，得到一个三维物理实体。
快速原型制造技术快速成形原理及 特点
三、快速成型机及成形方法：
1、快速成形机 快速成形机是分层叠加成形(包括截面轮廓
制作和截面轮廓叠合)的基本设备。 成形机都是基于“增长”成形法原理，即用一
层层的小薄片轮廓逐步叠加成三维工件。其差别 主要在于薄片采用的原材料类型，由原材料构成 截面轮廓的方法，以及截面层之间的连接方式。
------使设计、交流和评估更加形象化，使新产品设计、样品 制造、市场定货、生产准备、等工作能并行进行，支持 同步（并行）工程的实施；
------节省了大量的开模费用，成倍降低新产品研发成本。
快速原型制造技术快速成形原理及 特点
• 自1986年出现至今，短短十几年，世界上已有大约二十多 种不同的成型方法和工艺，其中比较成熟的有SLA、SLS、 LOM和FDM等方法。其成形原理分别介绍如下：
《快速原型技术》PPT课件
ppt课件
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3.2.1 产品三维模型构造及其近似处理
2．三维模型的近似处理
用一系列小三角平面来逼近模型上的自由曲面，每一个 小三角形由三个顶点和一个法矢量来表示，三角形的大 小可以选择，从而得到不同的曲面近似精度。
经近似处理的三维模型文件格式为STL，典型的商品 化CAD系统都有STL文件输出的数据接口
机械加工新技术
第三章 快速原型技术
济南大学
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1
第3章 快速原型技术
3.1 概 述 3.2 快速原型的软件技术 3.3 SLA工艺
3.4 LOM工艺
3.5 SLS工艺
3.6 FDM工艺 3.7 RP技术的应用
3.8 RP技术的发展趋势
ppt课件
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3.1 概 述
快速原型技术 Rapid Prototyping RP技术 快速成形技术
各种快速原型系统都带有分层处理软件，能将CAD模型以片 层方式来描述，这样，无论零件多么复杂，对于每一层来说， 都是简单的平面。
ppt课件
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3.2.3 成型控制软件
成形控制软件根据所选的数控系统将分层处理软件生成的二 维层片信息即轮廓与填充的路径生成NC代码，与工艺紧密 相连，是一个工艺规划过程。
快速原型扫描路径规划的主要内容包括刀具尺寸补偿和扫描 路径选择，其核心算法包括二维轮廓偏置算法和填充网格生 成算法。算法的要求是合理性、完善性和鲁棒性，算法的好 坏直接影响数据处理效率，生成结果则直接决定成形加工效 率。
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3.3 SLA工艺
SLA工艺于1984年由Charles Hull提出并获美国专利。 1988年美国3D Systems公司推出世界上第一台商品化RP 设备SLA-250。它以光敏树脂为原料，通过计算机控制紫 外激光使其固化成形，自动制作出各种加工方法难以制作 的复杂立体形状，在制造领域具有划时代的意义。目前 SLA工艺已成为世界上研究最深入、技术最成熟、应用最 广泛的一种快速原型方法。
快速原型技术
快速模具技术
快速模具技术(Rapid tooling，简称RT)：是随着 RP 技术的发展而迅速发展起来的一门新技术。主要 是运用RP生产的原型来做模具。
RT模具种类： 软模具：腊模、硅橡胶模、环氧树脂模、聚氨脂模等 硬模具：环氧树脂、石膏、陶瓷、低熔点金属、金属 基复合材料等。
RP＆RT
用 RP 技术直接制做模具：用 LOM 系统制做的制件 经表面处理，其强度比一般木材还要高，可直接用作 铸造木模；用 SLS 等方法则可直接制造熔模铸造用的 蜡模。
快速原型制造技术
Rapid Prototyping Manufacturing
本节要点
快速原型制造的工作原理
快速原型制造的工艺过程 典型的RPM方法：SLA， SLS，LOM，FDM，3DPrinting
快速原型技术
★定义：快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型 的总称，其原理为：产品三维CAD模型→分层离散→按离 散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料→生成实体模型， 简称 RP 。
2.堆积成形（Stacking Forming） 运用合并与连接的方法，把材料（气、液、固相）有序地合
并堆积起来的成形方法。RPM。 3.受迫成型（Forced Forming）
利用材料的可成形性（如塑性）在特定外围约束（边界约束 或外力约束)下的成形方法。Extrude，Cast， Powder metallurgy。 4.生长成形（Growth Forming)
RPM的特点
1）高度柔性 2）技术的高度集成 3）设计制造一体化 4）快速性 5）自由成形制造(Free Form Fabrication，FFF) 6）材料的广泛性
快速原型服务领域
工业造型、模具、家电、电子仪表、轻工、 塑料、玩具、航空航天、军工、机械、汽车、 摩托车、内燃机、建筑规划及模型、科研、医 疗等。
先进制造技术之快速原型制造技术
成形材料
工控机 控制软件
射频CO2 10.6μm
50W <0.4mm 670nm红光 320×320×440mm 0.08～0.3mm 精铸模料、工程塑料、树脂
砂 即时主流配置
AFS Win v2.0
中国农业大学
4.5.2 成形工艺过程
1. 成形参数选择 分层参数：零件加工方向、
分层厚度、扫描间距和扫描 方式。 成形烧结参数：扫描速度、 激光功率、预热温度、铺粉 参数等。
中国农业大学
4.3.4 SLA工艺特点
SLA工艺缺点： 成形过程中伴随着材料的物理和化学变化，产生收缩，并 且会因材料内部的应力导致制件较易翘曲、变形； 需要支撑； 设备运转及维护成本高； 需要二次固化； 液态树脂固化后在性能上不如常用的工业塑料，一般较脆、 易断裂。
中国农业大学
工件底部也要加支撑，以使工件成形后顺利从工作台取下。
成形完毕后应小 心除去支撑，从 而得到最终所需 的工件。
中国农业大学
4.3.2 成形工艺过程
2. 分层处理
采用分层软件对CAD模型的STL格式文件进行分层处理，得到 每一层截面图形及其有关的网格矢量数据，用于控制激光束的扫描 轨迹。分层处理还包括层厚、建立模式、固化深度、扫描速度、网 格间距、线宽补偿值、收缩补偿因子的选择与确定。
2. 原型制作
中国农业大学
4.5.2 成形工艺过程
3. 后处理
奥迪轿车刹车钳体精铸母模的 LOM原型
采用LOM工艺制造汽车零部 件精铸母模，生产效率高，尺 寸精度高。
奥迪轿车刹车钳体精铸件
中国农业大学
4.4.5 LOM工艺应用案例
汽车发动机排气管的精铸母模
中国农业大学
工控机 控制软件
射频CO2 10.6μm
50W <0.4mm 670nm红光 320×320×440mm 0.08～0.3mm 精铸模料、工程塑料、树脂
砂 即时主流配置
AFS Win v2.0
中国农业大学
4.5.2 成形工艺过程
1. 成形参数选择 分层参数：零件加工方向、
分层厚度、扫描间距和扫描 方式。 成形烧结参数：扫描速度、 激光功率、预热温度、铺粉 参数等。
中国农业大学
4.3.4 SLA工艺特点
SLA工艺缺点： 成形过程中伴随着材料的物理和化学变化，产生收缩，并 且会因材料内部的应力导致制件较易翘曲、变形； 需要支撑； 设备运转及维护成本高； 需要二次固化； 液态树脂固化后在性能上不如常用的工业塑料，一般较脆、 易断裂。
中国农业大学
工件底部也要加支撑，以使工件成形后顺利从工作台取下。
成形完毕后应小 心除去支撑，从 而得到最终所需 的工件。
中国农业大学
4.3.2 成形工艺过程
2. 分层处理
采用分层软件对CAD模型的STL格式文件进行分层处理，得到 每一层截面图形及其有关的网格矢量数据，用于控制激光束的扫描 轨迹。分层处理还包括层厚、建立模式、固化深度、扫描速度、网 格间距、线宽补偿值、收缩补偿因子的选择与确定。
2. 原型制作
中国农业大学
4.5.2 成形工艺过程
3. 后处理
奥迪轿车刹车钳体精铸母模的 LOM原型
采用LOM工艺制造汽车零部 件精铸母模，生产效率高，尺 寸精度高。
奥迪轿车刹车钳体精铸件
中国农业大学
4.4.5 LOM工艺应用案例
汽车发动机排气管的精铸母模
中国农业大学
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原
型
CAD数据检查
模型实例1 轿车车灯
模型实例2 电话机外壳
模型实例3 皮鞋底
5 快速原型制造技术应用实例
注射模具
模
硅橡胶模
具
制
造
树脂型复合模
陶瓷型精铸模 冲压模具 消失模
模具实例1 手机外壳橡胶模
模具实例2 拐头树脂型复合模
模具实例3 电子产品注射模
5 快速原型制造技术应用实例
医学模型
国内
国外
西安交通大学——恒通公司
3D System公司（美国） Aeroflex公司（美国）EOS公司（德国） CMET公司 D-MEC公司 Autostade公司（日本)
最新指标：层厚：0.05mm，精度：±0.025mm～±0.215μm
3 常见的快速原型制造方法
3 常见的快速原型制造方法
3 常见的快速原型制造方法
快速原型制造
1 快速原型制造技术产生的背景
市场变化
客户要求
计算机技术
RP
能源科学
材料科学
CAD/CAM
2 快速原型制造技术的原理
RP技术是基于离散/堆积原理的直接加工原型或零件的制 造过程。如图（1）和图（2)。
CAD MODEL
CONCEPT DESIGNING
DATA COLLECTION
DATA PROCESSING
在移动头中进行熔化，熔化后的材料在移动的过程中被挤压 出来堆积零件。
国内 清华大学——殷华公司
国外
Stratasys公司 （美国） 3D Systems公司 （美国）
最新指标：层厚：≥0.127mm，精度：±0.127mm
3 常见的快速原型制造方法
3 常见的快速原型制造方法
（4）层压物体制造技术（LOM） LOM（Laminated Object Manufacturing)是通过逐层激光剪
PROTOTYPING PART
REVERSE ENGINEERING
图（1）原理框图
2 快速原型制造技术的原理
图（2）原理示意图
3 常见的快速原型制造方法
（1）立体印刷技术（SLA） SLA（Stereo lithograghy Apparatus)法，其工艺原理
是：从最底层开始，激光在光敏树脂表面扫描，在扫描过程 中，激光的曝光量超过树脂固化所需的阈值能量的地方才会 发生聚合反应形成固态。
切薄纸材料制造零件的一种技术。
国内 华中理工大学
最新指标： 精度： ±0.2mm
国外
Helisys公司 （美国） Kira公司（日本）
3 常见的快速原型制造方法
3 常见的快速原型制造方法
制
成
件
型
周
精
期
度
SLS FDM LOM SLA 3D
4 快速原型制造技术在产品设计和制 造中的作用
（1）RPM技术体系的基本环节
（2）选择性激光烧结（SLS） SLS（Selective laser sintering)是利用激光所提供
的能量有选择性地融化热塑性塑料以形成三维零件。
国内
北京隆源公司 华中理德国）
最新指标：层厚：0.08-0.3mm
3 常见的快速原型制造方法
（3）熔融沉积成型（FDM） FDM（Fused Deposition Modeling)是利用热塑性细丝
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
1）三维CAD； 2）反求工程； 3）数据转换； 4）原型制造； 5）物性转换。
4 快速原型制造技术在产品设计和制 造中的作用
(2) RPM技术的应用
产品设计评估和功能检测； 快速模具制造； 医学上的仿生制造； 艺术品的制造。
5 快速原型制造技术应用实例
观感评价
销售模型
装配校核 功能测试
快
速
可制造性检查
建筑模型
模型 制造
艺术模型
模型制作实例1 CT扫描股骨模型
模型制作实例2 艺术模型
东北大学先进制造研究所立体印刷快速成型机
叶轮模型级快速原型制造
叶轮模型级快速原型制造
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More