三维扫描电子束快速成形技术
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。
快速成型技术及其在工业生产中的应用
快速成型技术及其在工业生产中的应用快速成型技术是近年来工业生产领域中一个炙手可热的技术，其将传统的制造方式推向了一个全新的境界，对于工业生产的质量、效率、成本的优化均有积极的帮助，在未来的发展中，其前景更加广阔。
一、快速成型技术概述快速成型技术是指通过计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术，利用激光、电子束、喷墨等方式将原料制造成零部件的新型制造技术。
目前，应用较广泛的快速成型技术主要有激光烧结成型、光固化成型、激光熔化成型、线切割成型、喷墨成型等。
二、快速成型技术在工业生产中应用1. 工业设计快速成型技术最大的优势是在产品设计阶段，可以快速制造出实际尺寸的零部件，从而帮助实现更好的设计效果。
传统的模型制作需要用手工完成，周期较长、成本高，且不利于修改，而快速成型技术可以快速、准确、灵活地制造出多种模型，帮助设计师实现更好的设计效果。
2. 制造业在工业生产领域中，快速成型技术广泛应用于各种制造行业，如汽车、航空、医疗等。
在汽车行业中，快速成型技术可以快速地生产出各种所需零部件，从而实现零部件的快速替换和更新，提高整车的制造效率和质量，同时，由于快速成型技术可以精确制造各种模具，因此可以生产各种复杂、精密的模具，为汽车制造业带来更大的便利。
在航空行业中，快速成型技术的应用范围也十分广泛，主要用于生产各种复杂、精密的零部件，从而提高飞机的制造效率和质量。
在医疗行业中，快速成型技术可以用于生产各种医疗器械和植入物。
其制造出来的零部件可以依据患者的具体情况进行制造，因此可以更好地满足医疗行业的需求。
3. 艺术设计快速成型技术还可以用于艺术设计领域。
由于其精度和灵活性较高，因此可以造就出更多新颖、独特的艺术品，对于传统艺术的转型和发展有着积极的作用。
由于快速成型技术可以将艺术家的想象力变为现实，因此可以给艺术家带来更多的自由度和创作灵感。
三、快速成型技术发展前景随着科技的不断进步和市场需求的不断增加，快速成型技术在工业生产领域中的应用前景十分广阔。
快速扫描电子束加工技术及其在航空制造领域的潜在应用
快速扫描电子束加工技术及其在航空制造领域的潜在应用电子束加工是利用高能量密度的电子束对材料进行加工处理的方法，电子束作为一种热源，通过调整其能量密度、束斑直径、束流作用时间和材料本身的热物理特性，可以产生加热、熔化和汽化等多种加热效果。
电子束加工包括焊接、打孔、热处理、表面加工、熔炼、镀膜、物理气相沉积、雕刻以及电子束曝光等，其中电子束焊接是发展最快、应用最广泛的一种电子束加工技术。
电子束加工的特点是功率密度大，能在瞬间将能量传给工件，而且电子束的能量和位置可以用电磁场精确和迅速地调节，实现计算机控制。
因此，电子束加工技术广泛应用于制造加工的许多领域，如航天、电子、汽车、核工业等，是一种重要的加工方法。
近年来，随着电磁场控制技术的发展，并结合电子束在磁场中易控的特点，开发了一种新型的电子束加工方法――快速扫描电子束加工技术。
这种通过电磁场的控制实现电子束的快速偏转扫描的方法越来越显出其技术的优势，在航空航天制造领域中获得了广泛的应用。
快速扫描电子束加工技术原理与特点快速扫描电子束加工技术的原理如图1 所示，就是通过对电子枪偏转线圈和聚焦线圈的控制，使电子束在工件上按特定的轨迹、速率和能量快速偏转而实现快速扫描电子束加工。
由于电子束几乎没有质量和惯性，可以实现非接触的偏转，而且通过电压控制，可以在不同的位置切换时控制束流通断，这样，束流就可以在构件的不同位置以极高的频率切换。
由于材料的热惯性，通过束流与材料的相互作用，在这些位置上就会同时产生冶金效果，实现电子束的扫描加工。
如果在不同的束流之间改变聚焦位置或者束流强度，则可以实现多功能加工技术，如多束流加工技术、电子束“毛化”技术以及电子束快速成型技术等。
（1）多束流电子束加工(Multibeam Technology) 是指采用2束以上的电子束对材料或结构进行处理和加工的一种方法。
多束流电子束可以由多个电子枪产生，也可以由1个电子枪通过电磁场的控制而产生。
机械工艺制造基础课程快速成型
04
快速成型工艺流程
数据处理与模型设计
数据处理
将三维模型数据进行格式转换、修复 、优化等处理，以满足快速成型设备 的要求。
模型设计
使用CAD软件进行产品或零件的三维 模型设计，并进行必要的结构优化和 细节处理。
原型制造
选择材料
根据实际需求选择适合的快速成型材料，如光敏树脂、塑料、金属粉末等。
原型制造
玻璃材料
具有透明度高、化学稳定性好等 特点，适用于对光学性能要求较 高的快速成型。
03
快速成型设备
激光快速成型机
激光快速成型机是利用激光束将材料熔化或烧结，通过逐层堆积材料形成三维实体 。
激光快速成型机具有高精度、高效率和高灵活性的特点，适用于复杂形状和高精度 要求的零件制造。
激光快速成型机需要使用高纯度、高反射率的材料，如金属粉末、塑料粉末等。
• 医学研究：在医学研究中，快速成型技术可以用于制作疾病 模型或药物测试模型。这种技术可以帮助研究人员更好地理 解疾病的发病机制和药物的作用机制，加速医学研究的进程 。
• 生物材料研究：在生物材料研究中，快速成型技术可以用于 制作生物材料的原型或结构模型。这种技术可以帮助研究人 员更好地了解生物材料的性能和特点，为生物材料的应用和 发展提供支持。
通过快速成型技术制作出的 原型，可以帮助设计师更好 地理解产品的外观、结构和 功能。这种直观的感受有助 于提高设计的质量和完整性 。
模具制造
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
快速模具制造
在模具制造领域，快速 成型技术可以用于制作 模具的原型或部分结构 。与传统模具制造方法 相比，快速成型技术具 有更高的灵活性和效率 。
将处理后的数据输入快速成型设备，经过一系列的物理或化学过程，制造出三 维实体原型。
电子束选区熔化成形技术研究进展
一、电子束选区熔化增材制造技 术简介
电子束选区熔化增材制造技术是一种基于电子束熔化技术的增材制造方法。 在制造过程中，高能电子束扫描特定区域，使其达到熔点并形成熔池。通过控制 电子束的扫描轨迹和能量，可以将金属粉末逐层熔化并快速冷却凝固，从而实现 金属构件的增材制造。
二、电子束选区熔化增材制造技 术的优势和不足
1、成形过程控制：电子束选区熔化成形过程中，电子束的能量、扫描速度、 扫描策略等因素对构件的质量和性能具有重要影响。研究者们通过数值模拟和实 验研究，对成形过程进行优化，以提高构件的精度和稳定性。
2、合金材料制备：电子束选区熔化成形技术可用于多种合金材料的制备， 如不锈钢、铝合金、钛合金等。近年来，研究者们致力于开发新型合金材料及其 制备工艺，以拓展其应用领域。
3、实现多功能制造：通过多电子束同时扫描、添加合金元素等方式，实现 金属构件的多功能制造，满足多样化的应用需求。
4、结合其他增材制造技术：结合光固化、粉末烧结等其他增材制造技术， 发展复合制造方法，提高制造效率和灵活性。
5、智能化和自动化：利用机器学习、人工智能等技术，实现电子束选区熔 化增材制造技术的智能化和自动化。
一、电子束选区熔化成形技术原 理与特点
电子束选区熔化成形技术采用电子枪产生的电子束作为热源，通过控制电子 束的移动轨迹和能量大小，对金属粉末进行逐层扫描并熔化。熔化的金属液体在 表面张力作用下形成预设的三维形状。其主要特点包括高能量密度、快速加热与 冷却、粉末材料广泛等。
二、电子束选区熔化成形技术研 究现状
3、生产效率高：由于采用快速 熔化和凝固技术，使得制造过程 具有较高的生产效率。
1、设备成本高：该技术所需的设备复杂、昂贵，初始投资成本较高。 2、技术难度大：对操作人员的技能和经验要求较高，技术门槛较高。
简述快速成型的原理。
简述快速成型的原理。
快速成型是利用计算机辅助设计（CAD）软件将三维物体的设计
文件转化成多层二维截面文件，再通过快速成型设备将这些截面堆叠
起来形成三维实体的技术。
快速成型的原理可以分为以下步骤：
1. 设计模型
使用计算机软件进行三维建模或从扫描仪扫描实际物体得到三维模型。
2. 切片处理
将三维模型分解成数十至数千个薄片，每个薄片有其独立的二维轮廓，这些轮廓由计算机自动处理生成。
3. 控制处理
快速成型设备会根据每个薄片的轮廓来控制相应的成型器件，如激光
束或打印头，将原材料加工成对应形状。
4. 堆叠组装
制成的各个薄片上下按次序堆叠组装，即可得到完整的三维实体模型。
快速成型技术的应用范围很广，可用于生产汽车零配件、医疗假肢、消费品、航空航天和工程原型等领域。
相比于传统的制造成本高、生产周期长的方法，快速成型具有加工速度快、成本低、准确度高的
优势，为生产制造提供了更高效、更经济的解决方案。
常用快速成型基本方法简介
1前言快速成型(Rapid Prototyping)是上世纪80年代末及90 年代初发展起来的高新制造技术，是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。
它集成了CA D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。
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。
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。
通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段相结合，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。
2 快速成型的基本原理快速成型技术采用离散/堆积成型原理，根据三维CAD模型，对于不同的工艺要求，按一定厚度进行分层，将三维数字模型变成厚度很薄的二维平面模型。
再将数据进行一定的处理，加入加工参数，产生数控代码，在数控系统控制下以平面加工方式连续加工出每个薄层，并使之粘结而成形。
实际上就是基于“生长”或“添加”材料原理一层一层地离散叠加，从底至顶完成零件的制作过程。
快速成型有很多种工艺方法，但所有的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件，所不同的是每种方法所用的材料不同，制造每一层添加材料的方法不同。
快速成型的基本原理图快速成型的工艺过程原理如下:(1)三维模型的构造:在三维CAD设计软件中获得描述该零件的CAD文件。
一般快速成型支持的文件输出格式为STL模型，即对实体曲面做近似的所谓面型化(Tessellation)处理，是用平面三角形面片近似模型表面。
以简化CAD模型的数据格式。
便于后续的分层处理。
由于它在数据处理上较简单，而且与CAD系统无关，所以很快发展为快速成型制造领域中CAD系统与快速成型机之间数据交换的标准，每个三角面片用四个数据项表示。
四种常见快速成型技术
四种常见快速成型技术FDM丝状材料选择性熔覆 Fus ed Dep osi tion Mod eling 快速原型工艺是一种不依*激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法,简称FDM。
丝状材料选择性熔覆的原理室,加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动。
热塑性丝状材料如直径为1.78m m的塑料丝由供丝机构送至喷头,并在喷头中加热和溶化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。
一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层"画出"截面轮廓,如此循环,最终形成三维产品零件。
这种工艺方法同样有多种材料选用,如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。
这种工艺干净,易于操作,不产生垃圾,小型系统可用于办公环境,没有产生毒气和化学污染的危险。
但仍需对整个截面进行扫描涂覆,成型时间长。
适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。
由于甲基丙烯酸ABS M AB S 材料具有较好的化学稳定性,可采用加码射线消毒,特别适用于医用。
但成型精度相对较低,不适合于制作结构过分复杂的零件。
FD M快速原型技术的优点是：1、操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。
2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、尺寸精度较高,表面质量较好,易于装配。
可快速构建瓶状或中空零件。
4、原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。
5、材料利用率高。
6、可选用多种材料,如可染色的A BS和医用A BS、PC、PP SF等。
FDM快速原型技术的缺点是：1、做小件或精细件时精度不如SLA,最高精度0.127mm。
2、速度较慢。
SL A敏树脂选择性固化是采用立体雕刻Stereo litho gra phy原理的一种工艺,简称SLA,也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。
在树脂液槽中盛满液态光敏树脂,它在紫外激光束的照射下会快速固化。
快速成型技术
快速成型摘要：快速成型技术是一种集成了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。
快速成型技术正在不断完善，具有广泛的应用前景快速成型技术以其独特的优势和魅力，在制造业领域起到越来越重要的作用，并将给制造业带来深远的影响。
通过介绍快速成型系统的基本原理方法和技术特点，阐述其工艺特点及开发和应用，探讨快速成型技术在现代制造业中起到的重要作用和产生的巨大效益，分析快速成型技术的优点和缺点，并提出快速成型技术未来的发展方向和深远意义。
关键词：快速成型 CAD/CAM 激光技术基本原理快速成型(Rapid Prototyping)是上世纪80年代末及90 年代初发展起来的高新制造技术，是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。
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。
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。
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。
通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段相结合，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。
快速成型的基本原理快速成型技术采用离散/堆积成型原理，根据三维CAD模型，对于不同的工艺要求，按一定厚度进行分层，将三维数字模型变成厚度很薄的二维平面模型。
再将数据进行一定的处理，加入加工参数，产生数控代码，在数控系统控制下以平面加工方式连续加工出每个薄层，并图1快速成型的基本原理图至顶完成零件的制作过程。
快速成型有很多种工艺方法，但所有的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件，所不同的是每种方法所用的材料不同，制造每一层添加材料的方法不同。
快速成型技术的种类
快速成型技术的种类
快速成型技术是一种通过计算机辅助设计和制造的方法，可以快速制造出复杂的三维模型。
这种技术已经被广泛应用于各种领域，包括汽车、医疗、航空航天等。
本文将介绍几种常见的快速成型技术。
1. 光固化技术
光固化技术是一种通过紫外线或激光束将液态光敏树脂固化成固体的方法。
这种技术可以制造出非常精细的模型，适用于制造小型零件和精密零件。
光固化技术的优点是制造速度快，精度高，但成本较高。
2. 熔融沉积技术
熔融沉积技术是一种通过将熔融材料喷射到建模平台上，逐层堆积成三维模型的方法。
这种技术适用于制造大型零件和复杂零件。
熔融沉积技术的优点是制造速度快，成本低，但精度较低。
3. 熔融层压技术
熔融层压技术是一种通过将熔融材料喷射到建模平台上，然后用热压力将其压缩成固体的方法。
这种技术适用于制造大型零件和复杂零件。
熔融层压技术的优点是制造速度快，成本低，精度高。
4. 粉末烧结技术
粉末烧结技术是一种通过将金属或陶瓷粉末喷射到建模平台上，然后用激光束或电子束将其烧结成固体的方法。
这种技术适用于制造金属和陶瓷零件。
粉末烧结技术的优点是制造速度快，成本低，精度高。
快速成型技术已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
随着技术的不断发展，这些技术将会越来越成熟，应用范围也会越来越广泛。
SLA,LOM,SLS,FDM,3DP技术的主要特点和比较
一、SLA，LOM，SLS，FDM，3DP技术的主要特点和比较；在快速成型领域里主要的技术包括：SLA、LOM、SLS 、LOM及3DP等工艺技术，而这几种工艺又各有千秋，接下来就看一下这几种工艺的优缺点及比较：1、SLA光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereolithography）原理的一种工艺，简称SLA，是最早出现的一种快速成型技术。
在树脂槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。
成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的树脂薄片。
然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的树脂薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢粘结在前一层上，如此重复不已，直到整个产品成型完毕。
最后升降台升出液体树脂表面，取出工件，进行清洗、去处支撑、二次固化以及表面光洁处理等。
光敏树脂选择性固化快速成型技术适合于制作中小形工件，能直接得到树脂或类似工程塑料的产品。
主要用于概念模型的原型制作，或用来做简单装配检验和工艺规划。
光固化成型（SLA）优点如下：（1）尺寸精度高。
SLA原型的尺寸精度可以达到±。
（2）表面质量好。
虽然在每层固化时侧面及曲面可能出现台阶，但上表面仍可以得到玻璃状的效果。
（3）可以制作结构十分复杂的模型。
（4）可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型。
SLA的缺点：（1）尺寸的稳定性差。
成型过程中伴随着物理和化学变化，导致软薄部分易产生翘曲变形，因而极大地影响成型件的整体尺寸精度。
（2）需要设计成型件的支撑结构，否则会引起成型件的变形。
支撑结构需在成型件未完全固化时手工去除，容易破坏成形性。
（3）设备运转及维护成本高。
由于液态树脂材料和激光器的价格较高，并且为了使光学元件处于理想的工作状态，需要进行定期的调整和维护，费用较高。
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。
快速成型技术在产品设计中的应用
快速成型技术在产品设计中的应用快速成型技术是一种基于计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）技术的制造技术，它可以快速地将数学模型转化为实际的产品原型。
与传统的制造技术相比，快速成型技术具有快速、低成本、高精度等优点，因此得到越来越广泛的应用。
本文将重点讨论快速成型技术在产品设计中的应用。
在产品设计中，快速成型技术可以快速生成产品原型，以便进行产品的测试和验证。
通常，快速成型技术包括以下几种：（1）激光光束成型技术激光光束成型技术是一种将光能转换为固态物质的技术。
该技术利用激光束将粉末或液态材料加热到熔点或半熔状态，然后在计算机控制下将其逐层加工成为实体模型。
这种技术可以用于制造各种形状的零部件，包括曲线、倒角和薄壁等。
（2）数字化光学扫描技术数字化光学扫描技术是一种获取物体表面形状和颜色信息的方法。
该技术通过使用光束扫描物体表面，然后将扫描结果转换为数字信号，生成产品的三维模型。
数字化光学扫描技术可以用于生成产品的初始模型或用于反映已有产品的物理形状。
电子束成型技术是一种利用高能电子束加工原材料制造产品的方法。
这种技术使用电子波束直接将粉末熔化成为所需形状的零部件，具有高精度、高效率、灵活性高等优点。
在产品设计中，快速成型技术有许多优点，下面就具体进行分析。
（1）快速快速成型技术可以快速生成产品原型，缩短了产品开发周期。
在传统的制造技术中，制造一个产品需要几个月甚至几年的时间，而快速成型技术只需要几天就可以完成。
（2）低成本快速成型技术的成本相对较低，制造成本可以在较短的时间内得到回报。
这使得产品的开发更加容易，也使得更多的公司和个人可以在短时间内制造出高品质的产品。
（3）高精度快速成型技术具有高精度，可以制造出符合设计要求的零部件，并保证其准确性。
而在传统的制造技术中，由于制造过程的限制，常常会导致产生一些不必要的误差和瑕疵。
（4）灵活性高快速成型技术的适用范围很广，它可以生产出各种形状和大小的零件，同时还具有改型容易、灵活性高的特点。
快速成型
快速成型技术及其应用基于焊接的快速成型技术随着工业界对快速成形技术需求的日益增长，立体印刷(SLA)、分层实体制造(LOM)、选择性激光烧结(SLS)、熔化沉积制造(FDM)、激光熔覆净成形(LENS),以及三维印刷(3DP)等快速成形技术越来越显示出局限性。
SLA、LOM、FDM, 一般只用来制作非金属的零件，使用光敏树脂、热塑塑料、纸张、蜡、尼龙等非金属材料通过分层造型堆积成所需的零件，只能用于设计的评估、零件的展示等。
近年来，随着工业界对直接成形组织致密、尺寸精确、表面状况良好、力学性能优异的功能金属零件兴趣的提高，以及技术的进步和新设备的开发，也出现了一批可以直接成形金属和陶瓷零件的新方法。
例如改进FDM , 进行金属和陶瓷零件的制造的新工艺；使用金属板材切割、扩散焊这种LOM 方法制造金属零件；使用(SLS) 技术对金属粉末进行直接分层烧结成形；经由激光熔覆技术发展起来的LENS技术使用粉末送入激光束中熔化，沉积成形；还有使用金属粉末粘结物的3DP技术也可进行金属零件的成形等。
这些方法都可部分或者完全满足制造组织致密、尺寸精确、表面状况良好、力学性能优异的要求。
但是仍然存在很多问题，比如FDM、3DP制造的零件必须通过后续的烧结、低熔点金属熔渗方可形成致密零件；LOM 技术中，金属板材层间的连接很难做到冶金连接；SLS必须经过后续熔渗；以及LENS 技术所采用的设备价格昂贵等不足。
基于焊接的快速成形技术是将零件通过CAD软件进行三维建模，再使用软件的方法将数字三维模型按一定的厚度切成切片，然后采用熔焊沿着一定的路径形成每一片的几何形状，最后堆积形成三维立体的零件。
在20 世纪60 年代，由于钢铁生产能力的限制，Thyssen公司采用埋弧自动焊技术用焊缝堆积制成材料为ASTM A387，直径5.8m，长10.5m，重达500t 的大型压力容器部件。
由于大型铸锻件在长度和直径上材料强韧性的不一致和淬透性的原因，热处理后的显微组织也呈现出各相异性，而且由于铸锻工艺能力的限制，大尺寸零件只能采用分段拼焊的方法制造，这样就造成焊接接头处组织和力学性能的不均匀，甚至导致焊接裂纹等工艺缺陷，造成大型结构件的不安全。
快速成型技术的发展趋势以及对智能制造的影响
快速成型技术的发展趋势以及对智能制造的影响一、快速成型技术的基本成型原理 近十几年来，随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈。
尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用，使得快速成型技术（Rapid Prototyping 简称RP）得到了异乎寻常的高速发展，表现出很强的生命力和广阔的应用前景。
传统的加工技术是采用去材料的加工方式，在毛坯上把多余的材料去除，得到我们想要的产品。
而快速成型技术基本原理是∶借助计算机或三维扫描系统构建目标零件的三维数字化模型，之后将该信息传输到计算机控制的机电控制系统，计算机将模型按一定厚度进行"切片"处理，即将零件的3D数据信息离散成一系列2D 轮廓信息，通过逐点逐面的增材制造方法将材料逐层堆积，获得实体零件，最后进行必要的少量加工和热处理，使零件性能、尺寸等满足设计要求。
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种高效低成本的实现手段。
目前，快速成形的工艺方法已有几十种之多，大致可分为7大类，包括立体印刷、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维焊接、三维打印、数码累积成型等。
二、快速成型技术在产品开发中的应用 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。
目前，西安交通大学机械学院，快速成型国家工程研究中心，教育部快速成型工程研究中心快速成型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。
并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。
RP 技术的实际应用主要集中在以下几个方面∶ 1.用于新产品的设计与试制。
（1）CAID 应用∶工业设计师在短时间内得到精确的原型与业者作造形研讨。
电子束3D打印技术现状及应用 2014.03
电子束3D打印技术现状及应用2014.03.31能量功率高（1-5千瓦）能量密度高（光斑直径<0.1μｍ)对焦方便扫描速度快加工工材料广Arcam公司的电子束熔融（EBM）技术EBM技术由来自瑞士的Arcam AB公司研发，于SLS，SLM和DMLS技术不同的是，EBM不是用激光，而是采用电子束来完成对金属粉末的熔融。
2013年3月，Arcam公司推出了Q10型3D打印机，是专门为其公司的假肢市场生产的机型，用来替换之前A1型。
另外Arcam公司还有专门针对航空市场的A2系列机型。
电子束熔融(EBM®)原理•电子束通过高温丝极释放•加速到光速的一半•电子束聚焦•磁场控制电子束的偏转•电子束轰击金属粉末,动能转化为热能•热能融化金属粉末•通过电流来控制电子束能量EBM 特性•功率强大(4 kW) ，电子束作为热源，金属材料对其几乎没有反射，能量吸收率提高•高加工率，达到80 -110cm3/h•电子束偏转不用移动部件•真空制造使产品具有高强度，在真空环境下，材料熔化后的润湿性也大大提高，增加了熔池之间、层与层之间的冶金结合强度。
•可以熔化高熔点金属及合金，EBM设备可以融化熔点高达3400 ℃的材料•精度约为±200-400μmEBM 特性•良好的热环境（＞800℃）保证了部件的形状稳定性和低残余应力。
EBM 能保持建造过程温度在退火温度，无需后热处理。
DMLS的零件具有各向异性，需后热处理，以消除应力。
•整体性能–100%致密度–好于铸件，部分指标超过锻件–粒径可控–高强度•快速、经济–快速的制造–高的能量利用率–金属粉末可循环使用EBM技术成型还存在如下问题•（1）需高真空环境以防止电子散射，设备复杂，焊件尺寸和形状受到真空室的限制；•（2）在真空室抽气过程中粉末容易被气流带走，造成系统污染；•（3）在电子束作用下，粉末容易溃散。
因此，EBM技术需要将系统预热到＞800℃，使得粉末在成型室内预烧结固化在一起。
电子束成形技术在制造业中的应用
电子束成形技术在制造业中的应用随着制造业的发展，以及市场需求的不断增加，制造业技术也在不断地更新和发展。
电子束成形技术是一种先进的制造技术，该技术因为其高效性和高精度而被广泛应用于制造业。
电子束成形技术是一种借助电子束将电子束照射到材料表面并控制其去除材料的制造技术。
通过控制电子束的能量和轨迹，可以制造出各种高精度、高品质的零件和部件。
从干涉仪的制造到生物医学器械的制造，电子束成形技术在制造业中有着广泛的应用。
电子束成形技术的优点在于其高效性和高精度。
在制造过程中，电子束只会照射到被加工对象的表面，因此不会对其造成任何损伤。
与传统的加工技术相比，电子束成形技术具有更高的精度和更高的效率。
因此，电子束成形技术在制造过程中有许多优势。
首先，电子束成形技术能够制造出更高的精度和质量。
通过控制电子束的能量和轨迹，可以制造出高精度的零件和部件，而传统加工技术则无法达到这一水平。
此外，电子束成形技术可以制造出更薄、更轻的部件，使其更适合用于高精度的器械和设备。
其次，电子束成形技术还能够提高制造效率。
相对于传统加工技术，电子束成形技术具有更高的工作效率，因为它可以在更短的时间内完成大量的工作。
同时，电子束成形技术还可以实现自动化生产，可以减少人力成本和工艺流程。
最后，电子束成形技术还具有更低的成本。
虽然电子束成形技术的设备和维护成本很高，但其生产过程需要的原料和劳动力成本相对较低。
因此，电子束成形技术在商业应用中具有成本优势。
电子束成形技术有广泛的应用领域。
在电子束成形技术中，控制电子的路径和能量可以使制造商攻击具有高度异构性，纳米级和微米级尺寸和形状特征的实心体（如小型机械零件）和空心体（如管道），这些是无法使用传统加工技术制造的部件。
电子束成形技术还可以用于制造多层材料，例如生物材料和半导体器件，这些材料需要在制造过程中具有非常高的精度和质量。
在制造业中，电子束成形技术的应用还包括航空和航天、生物医学、制造业等。
FDM快速成型工艺
FDM快速成型技术摘要：随着RP行业的迅速发展，FDM快速成型技术在快速成型制造领域中的作用日趋重要,本文重点阐述了FDM快速成型技术的工作原理，工艺特点，应用领域及未来的发展趋势。
关键词：FDM快速成型工作原理工艺应用1。
引言目前，快速成型（Rapid Prototyping, RP)技术作为研究和开发新产品的有力手段已发展成为一项高新制造技术中的新兴产业.RP由CAD模型直接驱动，快速地生产出复杂的三维实体样件或零件[1～2]。
RP技术从产生到现在已有10多年历史，并正以35％的年增长率发展着[3］。
熔融沉积快速成型（FDM)是继光固化快速成型和叠层实体快速成型工艺后的另一种应用比较广泛的快速成型工艺。
FDM技术将ABS，PC，PPSF以及其它热塑性材料挤压成为半熔融状态的细丝，由沉积在层层堆叠基础上的方式，从 3D CAD资料直接建构原型.该技术通常应用于塑型，装配，功能性测试以及概念设计.此外,FDM技术可以应用于打样与快速制造.该工艺方法以美国STRATASYS公司开发的FDM制造系统应用最为广泛。
在2004年，STRATASYS 公司的 FDM 快速成型机系列占全球市场 48。
5％。
北京航空工艺研究所现拥有一台多功能快速成型机,能完成LOM（叠层实体制造），FDM（熔融沉积制造）和SLS（选择性激光烧结）3种工艺，FDM制件精度可达 0。
15mm。
2。
FDM工作原理2。
1 FDM快速成型的原理熔融沉积制造法（FDM)快速成型技术的软件系统由几何建模和信息处理组成。
（1）几何建模单元是设计人员借助三维软件，如Pro/E，UG等,来完成实体模型的构造，并以STL格式输出模型的几何信息。
（2）信息处理单元主要完成STL文件处理、截面层文件生成、填充计算，数控代码生成和对成形系统的控制。
如果根据STL文件判断出成形过程需要支撑的话，先由计算机设计出支撑结构并生成支撑，然后对STL 格式文件分层切片，最后根据每一层的填充路径，将信息输给成形系统完成模型的成形。
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快 速 成 型 （ ａ ｉ Ｐ‘ｏｙ ｉｇ 简 称 Ｒ ） 术 是 Ｒ ｐｄ Ｉｔ ｐｎ ， ｏｔ Ｐ技 ２ ０世 纪 ８ ０年 代 末 国 际 上 新 开 发 的 一 项 高 科 技 成
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域必将具有非常广阔的应用前景。 ¨
关键 词 ： 电子束； 三维扫描； 快速成型； 真空 中图 分类号 ：Ｇ ５． Ｔ ４６ ３ 文献标识码 ： Ａ
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摘要 ： ｆ束与激光束加工同属高能量密度热源ｉ 电ｉ － 其能量密 度在同－＆数量级 远高于其它热源 ＇ － ，ｉ 但 电 子束在快速成型领域内的应用远远不及激光。 通过对激光和电 子柬的对比 述了三维扫描电子柬ｉ 阐 快速成型技术的原理及特点， 指出三维扫描电子柬 ｝ 速成型技术在航空航天、 车零部件、 ｊ领 央 ； 气 医 等 学
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第３ ８卷 第 ５期
２０ ０ ８年 ５月
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三 维 扫描 电子 柬快 速 成 形 攮 恭
１ 扫描 电子 束 特 点
电子柬 与激 光束 加工 同属 高能 量 密度热 源 ， 其 能量 密 度在 同一段 数 量 级 ， 高 于其 它 热 源 。 远 与激
光相比， 电子 束还 存 在以下 优点 ： 最 终形 成 实 体 模 型 ， 这种 方 法 成型 ， 用 无需 进
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