先进制造技术——快速成型技术共35页
先进制造技术之快速成型技术
先进制造技术课程论文————快速成型技术课程名称：先进制造技术题目名称：快速成型技术班级：20 级专业班姓名：dh学号：000000000授课教师：时间：摘要：简介了快速成型技术的原理与特点，并阐述了快速成型技术的起源发展历程，分析了快速成型技术的研究现状及其推广应用情况，在此基础上根据快速成型技术的发展成果研究现状与市场需求展望了快速成型技术的未来发展趋势发展状况。
关键词：先进制造技术；快速成型技术; 发展历史；应用现状; 发展趋势；引言：本文阐述了快速成型技术的基本概念,包括快速成型技术基本原理，工艺过程，总结了快速成型技术的方法和特点,快速成型技术在产品开发中的应用现状、最后展望了快速成型技术的未来发展趋势。
正文:制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。
在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。
而先进制造技术扮演了极其重要的角色，先进机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。
先进制造技术包罗万象，快速成型技术的出现和应用，代表着先进制造技术发展的高潮！《一》快速成型的基本原理快速成形技术(Rapid Prototyping；RPM)又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，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。
与传统的机械切削加工，如车削、铣削等“材料减削”方法不同的是，“快速成型制造技术”是靠逐层融接增加材料来生成零件的，是一种“材料迭加”的方法，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。
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。
快速成型技术的工作原理
快速成型技术的工作原理快速成型技术（Rapid Prototyping Technology，RPT），也称为快速制造技术（Rapid Manufacturing Technology，RMT），是指采用计算机辅助设计（CAD）、数控加工（CNC）和分层制造技术（SLM）等手段，快速制作出具有复杂内部结构的三维实物模型或器件的一种先进制造技术。
快速成型技术主要包括三个方面的内容：现代制造方式、CAD技术和快速成型技术。
快速成型技术的工作原理是将设计图或CAD模型转为STL文件，再将STL文件通过计算机化控制系统控制加工设备的动作，并以逐层堆积、覆盖、切割、加压等方式将逐层依次进行制造，直至完成所需产品的加工制造。
其具体工作流程如下：1.设计阶段首先，使用计算机辅助设计（CAD）软件将所需产品的三维模型绘制出来。
CAD绘图是快速成型技术的关键环节，决定了产品的实际制造效果和制造成本，需要使用专业的CAD软件进行设计。
2.模型处理阶段CAD设计完成后，需要进行一系列的模型处理。
主要包括增补模型壳体、提高模型强度、修复模型错误等。
这一阶段的处理对制造成型的质量和效率有直接的影响。
3.数据修复阶段接下来进入数据修复阶段，对CAD绘制过程中的错误进行修复和清理，以确保STL文件的精度和准确性，避免在制造过程中出现数据错乱和失真等问题。
4.切片阶段STL文件经过数据处理后，需要切成非常小的层面，比如0.1mm，这个过程称为切片。
通过这个过程将模型切成多个水平层面形成多个切片。
每层镶嵌在一起就变成了整个模型。
5.加工阶段加工阶段就是将切片依次导入数控加工机中，喷射实现逐层累加和压实，也就是通常所说的“逐层堆叠”过程。
这个过程就是快速成型技术的核心技术。
6.后处理阶段最后的后处理阶段可以将产品进行研磨、喷漆、涂料处理等等。
完成整个产品制造的过程。
总之，快速成型技术极大地缩短了从概念到产品推向市场的时间。
快速成型技术的高效加工和制造过程为设计师提供更好的自由度，可以随意尝试和实验不同的设计方案，以最快的速度推向市场产品。
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。
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
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》课件
医学领域应用
制作医学模型
01
在医学领域，快速成型技术可以用于制作人体组织、器官或骨
骼的模型，辅助医生进行手术规划和模拟。
定制植入物
02
对于需要植入人体内的医疗设备，如牙齿、骨骼等，可以通过
快速成型技术制作出符合患者需求的个性化植入物。
药物研发
03
在药物研发过程中，快速成型技术可以用于制作药物分子模型
悬浮液喷射成型等 微滴喷射成型
金属粉末激光烧结 喷墨式成型
04
快速成型技术的应用案例
产品原型设计
1 2 3
快速制作产品原型
快速成型技术能够快速、准确地制作出产品原型 ，缩短了产品开发周期，降低了开发成本。
优化产品设计
通过制作原型，设计师可以更直观地评估产品外 观、结构和功能，及时发现和改进设计中的问题 。
数据转换与处理
快速成型的数据来源主要是 CAD（计算机辅助设计）软件
设计的三维模型。
数据处理包括模型切片、坐标转 换等步骤，将三维模型转换为快
速成型机可执行的层片数据。
数据处理过程中，需进行支撑结 构设计和工艺参数设置，以确保
成型过程的稳定性和准确性。
成型材料与特性
快速成型的材料种类繁多，包括塑料、树脂、金 属粉末、陶瓷等。
优点
可加工复杂结构、材料种 类多、加工速度快。
应用
广泛应用于航空航天、汽 车制造、医疗器械等领域 。
三维印刷
原理
类似于二维印刷，通过在特定材料上 逐层印刷粘合剂或特殊墨水，形成三 维实体。
优点
应用
适用于快速原型制造、个性化定制等 领域。
设备简单、操作方便、可快速制造出 原型。
其他快速成型技术
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。
快速成型制造技术
快速成型制造技术特种加工技术是先进制造技术的重要组成部分，是衡量一个国家制造技术水平和能力的重要标志，在我国的许多关键制造业中发挥着不可替代的作用。
采用特种加工技术可以加工特殊材料，且加工中无切削力，能够进行微细加工及复杂的空间曲面成形，所以能够解决航空航天、军工、汽车、模具、冶金、机械等工业中的关键技术难题，从而逐步形成新兴的特种加工行业。
特种加工技术主要包括电加工技术、高能束流加工技术、快速成型制造技术等，其中以快速成型制造技术对现代制造业的影响最为重大。
快速成型制造技术(Rapid Prototyping Manufac?turing，RPM)，就是根据零件的三维模型数据，迅速而精确地制造出该零件。
它是在20世纪80年代后期发展起来的，被认为是最近20年来制造领域的一次重大突破，是目前先进制造领域研究的热点之一。
快速成型制造技术是集CAD技术、数控技术、激光加工、新材料科学、机械电子工程等多学科、多技术为一体的新技术。
传统的零件制造过程往往需要车、钳、铣、磨等多种机加工设备和各种夹具、刀具、模具，制造成本高，周期长，对于一个比较复杂的零件，其加工周期甚至以月计，很难适应低成本、高效率的加工要求。
快速成型制造技术能够适应这种要求，是现代制造技术的一次重大变革。
快速成型产品随着CAD建模和光、机、电一体化技术的发展，快速成型技术的工艺方法发展很快。
目前已有光固法(SLA)、层叠法(LOM)、激光选区烧结法(SLS)、熔融沉积法(FDM)、掩模固化法(SGC)、三维印刷法(TDP)、喷粒法(BPM)等10余种。
1、光固化立体造型(Stereolithography，SLA)该技术以光敏树脂为原料，将计算机控制下的紫外激光，以预定零件各分层截面的轮廓为轨迹，对液态树脂逐点扫描，由点到线到面，使被扫描区的树脂薄层产生聚合反应，从而形成零件的一个薄层截面。
当一层固化完毕，升降工作台移动一个层片厚度的距离，在原先固化好的树脂表面再覆盖一层新的液态脂以便进行新一层扫描固化。
快速成型技术ppt课件
5、退出数据处理软件系统
制 造 原
型
打开电源、计算机
启 动 控 制 软 件 C a rk 打 开 要 成 形 的 C LI 文 件
初始化系统 启动温度控制系统
工作台清理 对高
检查系统
成形原型件
原型保温
原型后处理
成形准备 造型
FDM特点
系统及运行成本： FDM工艺无需其他快速成形系统中昂贵的 关键部件－激光器，故MEM快速成形控制系统成本较低；成 形材料相对其他快速成形系统价格低廉；MEM原型特有空隙 结构，节约材料与成形时间。
后处理：原型后处理简单，方便。 工艺适用范围： FDM工艺适用于薄壳体零件及微小零件，如
电器外壳、手机外壳、玩具等，都是现代社会比较实用流行 的用品；而且原型强度比较好，近似于实际零件，可以作模型设计
CAD模型 的近似处
理
对STL文 件
切片处理
原型制作流程图
逐层 制造
三维CAD模型设计
在PC机或图形工作站上用三维软件 pro/E solidworks UG CATIA
等设计零件的三维CAD模型。
CAD模型的近似处理
用STL文件格式进行数据 转换，将三维实体表面用一系 列相连的小三角形逼近，得到 STL格式的三维近似模型文件。
RP技术是借助计算机辅助设计或由实体逆向方法取得原型或零件几进而以 此建立数字化模型，再利用控制的机电集成制造系统，逐点、逐面地进行材料 “三维堆积”成型，再必要的后处理，使其在外观、強度和性能等方面达到设计 要求，达到快速、准确地制造原型或实际零件之方法。
➢ 基本原理 ➢ 重要特征 ➢ 技术特点 ➢ 工艺分类
快速成型技术
现代设计与加工方法——快速成型技术快速成型技术(Rapid Prototyping & Manufacturing, 缩写为RP)是二十世纪八十年代末九十年代初兴起并迅速发展起来的新的先进制造技术. 其特点是可以不需机加工设备或者模具即可快速制造形状极为复杂的工件，从而在小批量产品生产或新产品试制时节省时间和初始投资.快速成型技术(RP)的成型原理是基于离散-叠加原理而实现快速加工原型或零件。
这里所说的快速加工原型是指能代表一切性质和功能的实验件,一般数量较少,常用来在新产品试制时作评价之用. 而这里所说的快速成型零件是指最终产品,已经具有最佳的特性,功能和经济性.快速成型技术(RP)的成型过程: 首先建立目标件的三维计算机辅助设计(CAD 3D)模型, 然后对该实体模型在计算机内进行模拟切片分层,沿同一方向(比如Z轴)将CAD实体模型离散为一片片很薄的平行平面; 把这些薄平面的数据信息传输给快速成型系统中的工作执行部件,将控制成型系统所用的成型原材料有规律地一层层复现原来的薄平面, 并层层堆积形成实际的三维实体,最后经过处理成为实际零件。
经过20多年的发展, 快速成型技术(RP)有较大发展, 应用非常广泛,尤其在汽车制造,航天航空,建筑,家电,卫生医疗及娱乐等领域有强大的应用.快速成型技术优点快速成型技术优点：不同于传统成型加工方法，利用RP技术加工零件，不需要刀具和模具，而是利用光、热、电等手段，通过固化、烧结、聚合等作用，实现材料的堆积，并从液态、粉末态过渡到实体状态从而完成造型过程。
技术集成程度高，从CAD数据到物理实体转换过程快，周期短，成本低。
快速制模是寻求更快更好地开发新产品的一种强有力手段。
现在和将来，使用快速制模，采用客户所希望的材料来制造零件，都可以大幅度减少零件的交货时间。
目前，扩大快速制模的应用范围可能还存在一些问题，但是快速制模进一步更大范围的应用，必将成为一种强大的。
快速成形技术
2020/12/22
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快速成形制造技术的应用
➢医学 ➢实验分析模型 ➢快速模具 ➢快速铸造 ➢新产品快速开发制造
全 球
RP
设 备 装 机 量
2020/12/22
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快速成形制造在医学上的应用
根据CT扫描信息，应用熔融挤压快 速成形的方法可以快速制造人体的骨骼 （如颅骨、牙齿）和软组织（如肾）等模 型，并且不同部位采用不同颜色的材料成 形，病变组织可以用醒目颜色，可以进行 手术模拟、人体骨关节的配制，颅骨修复。
反性映，了强快调速了成成夹形形具是物，C理A零D过模件程型的的直形材接状料驱和堆动结积，构性实也，
现体了现设了即计快时与速制制成造相造形(应一I技n不体s术t受化a的n任，t基何计M本a约算n成u束机f形a。中c原tR的u理Pr工iC，nA艺gD)
➢➢离实散体堆自积由制成造形制造模接转具反针型口化有映对通软和较该特分过件成强类定层接完形的技零制口成过概术件造是三时软程C括的制A用维都件的(D性L快定数逐形和a直工和y速工据层体前e接艺适r响艺向e变，一驱规d应应操设化在层M动划性性作备a的制自快，n。。规数u截造动速成f由程控a面每实c成形t于，指u来一现形设r无也令i制层联n设备g需无的造片接)备则将，， ➢材料添加制造 象需复打准杂印备的机专三一用维样夹加不材“具工需料打和分要添印工解专加”具成用制零，一夹造件快系具(，M速列或a完t成二e工r成i形维a具l三技层，维术片使输
2020/12/22
质代量要，求所。以快速成形可容易地实现设计1制8
快速成形制造技术的基本概念
▪ 快速成形（RP — Rapid Prototyping ）技术是一种基于离
散堆积成形思想的新型成形技术，是集成计算机、数控、激 光和新材料等最新技术而发展起来的先进的产品研究与开发 技术。
快速成型制造技术
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特点： 1）SL工艺优点是精度较高; 2）表面质量好，工件的最上层表面很光滑，侧面可能有 台阶状不平及不同层面间的曲面不平； 3）原材料的利用率接近100％； 4）能制造形状特别复杂、特别精细的零件； 5）系统分辨率较高，因此能构建复杂结构的工件。 6）系统工作稳定
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成形时，送料筒上升，铺粉滚筒移动，先在工作平 台上铺一层粉末材料，然后激光束在计算机控制下 按照截面轮廓对实心部分所在的粉末进行烧结，使 粉末熔化继而形成一层固体轮廓。第一层烧结完成 后，工作台下降一截面层的高度，再铺上一层粉末 ，进行下一层的烧结，如此循环，形成三维的原型 零件。
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吴平
Company LOGOБайду номын сангаас
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上述4种快速成形方法，都有一个共同几何物理基 础：分层制造原理。从几何上讲，将任意复杂的三 维实体沿某一确定方向用平行的截面去依次截取厚 度为8的制造单元，可获得若干个层面，将这些厚度 为8的单元叠加起来又可形成原来的三维实体，这样 就将三维问题转化为二维问题，既降低了处理的难 度，又不受零件复杂程度的限制。快速成形的总体 目标是在 CAD 技术的支持下，快速完成复杂形状零 件的制造，其主要技术特征是：直接用 CAD 软件驱 动，无需针对不同零件准备工装夹具；零件制造全 过程快速完成；不受复杂三维形状所限制的工艺方 法的影响。
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特点： LOM工艺优点是无须设计和构建支撑；激光束 只是沿着物体的轮廓扫描，无需填充扫描，成型 效率高；成型件的内应力和翘曲变形小；制造成 本低。
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（3）激光选区烧结法(SLS)
以激光器为能量源，通过红外激光束使塑料、蜡 、陶瓷和金属(或复合物) 的粉末材料均匀地烧结在 加工平面上。 激光束在计算机的控制下， 通过扫描 器以一定的速度和能量密度按分层面的二维数据扫 描。激光束扫描之处，粉末烧结成一定厚度的实体 片层，未扫描的地方仍然保持松散的粉末状。根据 物体截层厚度而升降工作台，铺粉滚筒再次将粉末 铺平后，开始新一层的扫描。如此反复，直至扫描 完所有层面。去掉多余粉末，经打磨、烘干等处理 后获得零件。
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。