快速成型技术的发展背景
快速成型技术
金属直接成形:
金属合金粉末的直接烧结。该方法基于SLS (激光选择性烧 结) 工艺。美国Austin大学在这方面进行了大量的研究,并 研制了成形高温材料的烧结设备。
用金属丝线,利用堆焊的方法成形金属零件。英国的 Nottingham 大学正在进行这方面的研究。
用激光切割金属板材,并用激光焊接的方法将各层截面连 接起来。
CT图像
点云
曲面
RP模型
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基于快速成型的人工生物活性骨骼制造原理
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生物材料快速成型机
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网状弹力绷带和弹力网帽
升降颈托 (高分子)
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(四)微型机械/零件制造的研究开发
采用激光熔化金属粉末材料直接制造金属零件是RP技 术向RM发展的必然趋势,也是世界各国研究开发的热点。 微型部件,薄壁金属零部件,通信产品零部件等难于用传统 方法加工,适合于光化学快速成型。
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(一)产品开发过程中的设计评价和功能测试
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检验发动机外壳和管接头的装配情况
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奇瑞发动机进气管(石膏型铸造 )
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发动机叶轮
风洞实验/寿命计算和热量计算 30
(二)快速制造模具及复杂金属零件(小批量)
蜡模
金刚砂模
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制作周期:10天 32
坦克发动机部件
飞机发动机部件
微型光快速成型CAD/CAM技术研究,是我国国防科工 委青年基金项目的一部分。采用激光直接烧结微细金属粉末 技术可以制造三维微型机械。
利用微纳粉末金属材料进行微成型目前尚处于探索阶段。 目前已经成功制作出壁厚只有100μm左右的微小金属件。
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桌面制造系统是RP领域产品开发的一个热点。RP设备系 统作为CAD系统三维图形输出的外设而被人们接受。而桌面系 统要求体积小,操作、维护简单,噪音、污染少,对环境无特 别要求,且成形速度快,但精度要求适当降低。美国Sanders Prototype 公司推出了廉价的桌面系统Model Maker。
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
快速成型技术(RP)的成型过程
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,
设计
设计
快
铸造 锻压 焊接
模具
模具
速
毛坯
成
去
(大于工件)
形
除
半成品
加
半成品
工
工件
样品
模具
a)
b)
传统加工与快速成型比较
快速成型技术(RP)的定义
快速成型技术(Rapid Prototyping & Manufacturing, 缩写为(RP) 技术,又叫快速原型技术。
RP技术是将计算机辅助设计(CAD) 、计算机辅助制造(CAM) 、计 算机数控技术(CNC) 、材料学和激光结合起来的综合性造型技术。
快速成型技术 (RP)
快速成型技术(RP)的起源
1979年,东京大学的中川威雄教授利用分层技术制造了金属冲裁模、 成形模和注塑模。
20世纪70年代末到80年代初,美国3M公司的AlanJ. Hebert(1978 年)、日本的小玉秀男(1980年)、美国UVP公司的Charles W. Hull (1982年)和日本的丸谷洋二(1983年),各自独立地首次提出了RP的 概念,即利用连续层的选区固化制作三维实体的新思想。 Charles W. Hull在UVP的资助下,完成了第1个RP系统Stereo lithography Apparatus (SLA),并于1986年获得专利,这是RP发展的一个里程碑。随后许多 快速成形概念、技术及相应的成形机也相继出现。
快速成形技术发展状况与趋势
快速成形技术发展状况与趋势快速成形技术,又称为三维打印、增材制造等,是近年来新兴的一种制造技术,它可以将数字化的设计文件转化为实体物体,而且速度快、成本低,能够满足个性化定制的需求。
该技术的发展已经引起海内外制造业的广泛关注和研究,下面介绍快速成形技术的发展状况和趋势。
快速成形技术最早出现在20世纪80年代,最初被用于快速制作模型,其发展始于CAD 设计技术、计算机组成技术以及材料工程技术的发展。
20世纪90年代以后,该技术经过不断的改良和完善,应用范围逐渐扩大,主要涉及到汽车、航空、医疗、建筑等领域。
目前,全球主要的快速成形技术公司有美国Stratasys、德国EOS、瑞典Arcam和中国沃特玛等。
近年来,随着材料科技、智能制造和数字工厂的发展,快速成形技术呈现出以下几个趋势:1. 多材料、多工艺:不同快速成形技术采用不同材料和工艺,未来发展方向是多材料、多工艺的结合。
例如,增材制造可以利用多种材料打印出复杂的组件,立体光绘可以通过多重叠加实现更高的可塑性和更精细的表面质量。
2. 智能化、网络化:快速成形技术已经与计算机、互联网和智能化制造相结合,实现了数字化和智能化的设计与制造,未来将趋向于更加智能化和网络化,实现生产和流程的自动化。
例如,智能打印机具有自我诊断和自动修复的功能,可以自主管理并调节打印参数,提高设备利用率和打印效率。
3. 个性化、定制化:快速成形技术具有快速、便捷、低成本的特点,可以实现个性化和定制化的生产,未来将趋向于更加个性化和高效化。
例如,医疗领域可以利用该技术制作个性化的医疗器械、假体和植入物,满足患者的特殊需求;商品领域可以利用该技术实现全球化生产和本地化供应,提高响应速度和市场竞争力。
4. 生态可持续、绿色制造:快速成形技术采用增材制造和材料回收等技术,可以实现生态可持续和绿色制造,未来将趋向于更加环保和节能。
例如,采用生物降解材料可以实现零污染和资源循环利用,采用能源节约技术可以减少能源消耗和碳排放。
快速成型技术的现状和发展趋势
快速成型技术的现状和发展趋势快速成型技术(Rapid Prototyping Technology,RPT)是一种将设计文件快速转化为实体模型的技术。
它通过逐层堆叠材料的方式制造模型,相比传统的基于切割、拼接和加工的方法,具有快速、灵活和定制化的特点。
随着科技的不断发展和应用领域的扩大,快速成型技术也在不断创新和更新。
1.技术日臻成熟:快速成型技术经过多年的研发和实践,已经在各个领域有了广泛的应用,例如汽车制造、医疗器械、航空航天等。
技术的稳定性和可靠性得到了验证,成型精度和制造效率也有了很大提高。
2.多种成型技术:随着快速成型技术的发展,出现了许多不同的成型技术,包括光固化、喷墨、熔融沉积等。
每种技术都有自己的特点和适用范围,可以根据不同的需求选择合适的技术。
3.材料种类丰富:最初的快速成型技术只能使用一些特定的材料进行成型,如塑料、树脂等。
而现在,随着材料科学的进步,可以使用金属、陶瓷等多种材料进行快速成型,大大扩展了应用领域。
1.精度的提高:精度是快速成型技术的一个重要指标,未来的发展趋势是进一步提高成型的精度。
通过改进设备和材料,优化参数设置等方式,可以实现更加精细的成型,满足更高的需求。
2.成型速度的提升:虽然快速成型技术已经很快,但是在一些特定的应用场景下,速度还是有待提高。
未来的发展趋势是研发更加高效的成型设备和更快速的材料固化方式,以满足更加紧迫的需求。
3.结构复杂性的增加:快速成型技术的优势之一就是可以制造复杂结构的模型。
未来的发展趋势是进一步发展可以制造更加复杂的结构,如组织结构、微观结构等,以满足更多领域的需求。
4.材料种类的扩展:材料的种类对快速成型技术的应用范围有很大的影响。
未来的发展趋势是不断扩展可用材料的范围,如增加金属、陶瓷、生物材料等,以满足更广泛的应用需求。
总之,快速成型技术是一项具有广阔应用前景的技术,随着科技的不断发展和创新,将会在制造业、医疗、航空等领域发挥更为重要的作用。
第5章 快速成型技术的应用及发展趋势
5.1.6航空航天领域的应用类
1. SLA在航空航天领域的应用
航空航天中发动机上许多零部件都
是经过经济铸造来制造的,对于高精度
地木模制作,传统工艺成本极高,且制
作时间也很长。采用SLA工艺,可以直接
由CAD数字模型制作熔模铸造的母模,时
间和成本可以显著降低。数小时之内, 就可以由CAD数字模型得到成本较低、结 构又十分复杂的SLA快速原型母模。
图5-21 纳米晶陶瓷 快速成型工艺制作
的浴缸
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5.2.2快速成型技术的创新需求分析
1.生产成本过高 针对于大规模零件生产,快速成型制造所用的材料价格都过
于昂贵,这显著地提高了零部件制造的整体成本。过高的原材料 成本导致快速成型制造零部件的生产成本过高,也使得原材料费 用成为决定最终制品生产成本高的主要因素。
图5-3 高尔夫球头模 具级产品
5-4 基于SLS原型快速无模具铸造 Page 方7 法制作的产品
5.1.1快速模具制造 LOM原型用作功能构件或代替木模,能满足一定性能要求。若 采用LOM原型作为消失模,进行精密熔模铸造,则要求LOM原型再高 温灼烧时发气速度要小,发气量及残留灰分等也要求较低。此外, 采用LOM原型直接制作模具时,还要求其片层材料和粘结剂具有一 定的导热和导电等性能。
而且,目前快速成型制造的批量生产速度比较缓慢,导致及 其和厂房的折旧率较高。这样的生产速度只可满足小型产品的个 性化生产,但对于大多数应用领域来说,还需要提高现有的生产 效率俩满足商业化需求。
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5.2.2快速成型技术的创新需求分析
齐次,快速成型的生产能力受到机器尺寸的限制,特别是对于 粉末床工艺,还不能实现更加经济的批量化制造。因此,为了推进 快速成型在大型构件方面的应用,例如航空航天领域,还需要大幅 度提升设备的加工尺寸及批次处理能力。
快速成型技术的介绍
快速成型技术的介绍————3D打印技术的介绍及设计摘要:快速成型制造技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术,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。
3D打印即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术;3D打印现在运用在生产生活的各个领域。
关键词:快速成型;3D打印1 快速成型制造技术1.1 简介快速原型制造技术,又叫快速成形技术,(简称RP技术)。
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"。
1.2 产生背景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,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。
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。
1.3 技术特点(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。
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》
学院:机械工程学院专业:机电信息工程姓名:骆科鹏学号: 1108030443年级:机信118班快速成型技术摘要:快速成形技术(Rapid Prototyping;RP)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。
一、快速成型技术产生需求背景(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,自主快速产品开发的能力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。
二、快速成型技术的特点(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、快速成型技术工艺过程首先利用三维造型软件创建三维实体造型,再将设计出的实体造型通过快速成型设备的处理软件进行离散与分层,然后将处理过的数据输入设备进行制造,最后还需要进行一定的后处理以得到最终的成品。
实体造型的构建:使用快速成型技术的前提是拥有相应模型的CAD数据,这可以利用计算机辅助设计软件如Pro/E、SolidWorks、Unigraphics、AutoCAD等创建,或者通过其他方式如激光扫描、电脑断层扫描,得到点云数据后,也得创建相应的三维实体造型。
快速成型技术现状与行业发展趋势
快速成型技术行业现状与产业开展趋势杭州先临三维科技股份2021.5.28目录1.快速成型技术开展历史及现状 (1)1.1快速成型技术发轫的背景 (1)1.2快速成型技术的优点、原理和工艺 (2)快速成型技术的优点 (2)快速成型的根本原理 (2)快速成型的工艺方法 (4)1.3 快速成型技术的开展 (10)快速成型技术的开展历史 (10)快速成型技术的开展方向 (11)2 快速成型技术行业及产业 (12)2.1 快速成型技术的行业应用现状 (12)医学应用 (12)制造领域 (12)2.2 快速成型技术的行业市场主体分析 (13)2.3 快速成型技术的产业开展现状及趋势 (14)快速成型技术产业开展状况 (14)全球市场 (15)2.3.3亚太市场 (16)3 国内快速成型技术产业开展的机遇及挑战 (19)3.1国内快速成型技术产业开展现状 (19)国内快速成型技术的研发和推广情况 (19)国内的快速成型技术的应用情况 (20)国内快速成型技术企业的典型企业列举 (20)3.2 国内快速成型技术产业的开展机遇 (27)国内外的市场环境利于快速成型技术产业开展 (27)国内的政策环境利于快速成型技术产业开展 (27)3.3 国内快速成型技术产业面临的挑战 (28)快速成型技术在向产品生产化开展中所存在的主要问题 (28)快速成型技术产业面临的应用化挑战 (28)快速成型技术行业现状与产业开展趋势1黄贤清何文浩1.快速成型技术开展历史及现状1.1快速成型技术发轫的背景在新产品的开发过程中,总是需要在投入大量资金组织加工或装配之前对所设计的零件或整个系统加工一个简单的例子或原型。
这样做主要是因为生产本钱昂贵,而且模具的生产需要花费大量的时间准备,因此,在准备制造和销售一个复杂的产品系统之前,工作原型可以对产品设计进行评价、修改和功能验证。
一个产品的典型开发过程是从前一代的原型中发现错误,或从进一步研究中发现更有效和更好的设计方案,而一件原型的生产极其费时,模具的准备需要几个月,因此一个复杂的零件用传统方法加工非常困难。
快速成型与快速模具制造技术及其应用
1976年,P. L. DiMatteo进一步明确 地提出,这种堆积技术能够用来制 造用普通机加工设备难以加工的曲 面,如螺旋桨、三维凸轮和型腔模 具等。在具体实践中,通过铣床加 工成形沿高度标识的金属层片,然 后通过粘接成叠层状,采用螺栓和 带锥度的销钉进行连接加固,制作 了型腔模,如图所示。
由DiMatteo制作的型腔模叠层模型
第三节 快速成型技术的特点及优越性
❖ 快速成型技术的优越性
◎ 用户受益 用户在产品设计的最初阶段,也能见到产品样品甚至少量产品,这使得用户能及早、 深刻地认识产品,进行必要的测试,并及时提出意见,从而可以在尽可能短的时间 内,以最合理的价格得到性能最符合要求的产品。
第一章 概 论
1 快速成型技术的早期发展 2 快速成型技术的主要方法及分类 3 快速成型技术的特点及优越性 4 快速成型技术的发展趋势
1902年,Carlo Baese在他的美国专利(# 774549)中,提出了用光敏聚合 物制造塑料件的原理,这是现代第一种快速成形技术—“立体平板印 刷术”(StereoLithography)的初始设想。
1940年,Perera提出了在硬纸板上切割轮廓线,然后将这些纸板粘结 成三维地形图的方法。
第一章 概 论
1 快速成型技术的早期发展 2 快速成型技术的主要方法及分类 3 快速成型技术的特点及优越性 4 快速成型技术的发展趋势
第二节 快速成型技术的主要方法及分类
❖ 快速成型过程
快速成型离散和叠加过程
快速成型技术的制造方式是基 于离散堆积原理的累加式成型, 从成型原理上提出了一种全新 的思维模式,即将计算机上设 计的零件三维模型,通过特定 的数据格式存储转换并由专用 软件对其进行分层处理,得到 各层截面的二维轮廓信息,按 照这些轮廓信息自动生成加工 路径,在控制系统的控制下, 选择性地固化光敏树脂或烧结 粉状材料或切割一层层的成型 材料,形成各个截面轮廓薄片, 并逐步顺序叠加成三维实体, 然后进行实体的后处理,形成 原型或零件,如图所示。
快速成型技术现状与行业发展趋势
快速成型技术现状与行业发展趋势快速成型技术(Rapid Prototyping)是一种通过逐层添加材料构建三维实体模型的技术,也被称为三维打印技术。
不仅可以用于产品原型的制作,还可以应用于医学、建筑、艺术等多个领域。
快速成型技术的发展对于加速产品开发、提高设计效率和降低生产成本具有重要意义。
目前,快速成型技术已经成为制造业领域的重要技术之一,并呈现出以下的现状和发展趋势。
1. 技术不断创新:快速成型技术一直在不断创新和发展。
除了传统的层积累积(Stereolithography,SLA)、选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)、三维打印(3D Printing)等技术之外,还有新的技术涌现,如聚合光束制造(Polymer Jetting)、电子束熔化(Electron Beam Melting,EBM)等。
这些新技术在速度、成品质量、材料适用范围等方面都有所提升。
2.应用领域不断扩大:快速成型技术开始应用于更多的领域。
除了常见的汽车、航空航天、电子产品等制造业领域,还涉及到医疗、教育、文化创意等多个领域。
医疗方面,快速成型技术可以用于制作适配性假肢、手术模拟器等。
教育方面,可以用于制作教学模型,提高教学效果。
文化创意方面,可以实现艺术品、建筑模型等的快速制作。
3.材料种类丰富:随着技术的发展,快速成型技术所应用的材料种类越来越丰富。
除了传统的塑料材料,还有金属、陶瓷等材料可以用于快速成型技术。
这使得快速成型技术的适用范围更广,可以实现更多的应用。
1.加快制造速度:快速成型技术的一个重要发展趋势是加快制造速度。
传统的快速成型技术需要较长的时间来完成一个实体模型的制作,限制了其在制造业中的应用。
因此,通过改进设备和工艺,加快制造速度是一个重要的发展方向。
2.提高成品质量:成品质量是快速成型技术发展的一个重要方向。
目前,由于制造过程中的一些技术限制,快速成型技术所制作的成品的表面质量和精度有一定的局限性。
快速成型技术的现状和发展趋势
快速成型技术的现状和发展趋势1 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一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。
其基本的原理如下图所示。
图1 快速成型原理示意图2 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:2.1 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。
快速成型技术总结
快速成型技术总结快速成型总结报告一、快速成型技术的发展及原理快速成形技术(RapidPrototyping,简称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.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总称,其基本过程是:首先设计出所需零件的计算机三维模型(数字模型、CAD 模型),然后根据工艺要求,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;最后由成形机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。
快速成型技术的原理: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.二、快速成型技术的分类快速成型技术 - 分类快速成型技术根据成型方法可分为两类:基于喷射的成型技术(JettingTechnoloy),例如:熔融沉积成型(FDM)、三维印刷(3DP)、多相喷射沉积(MJD)。
下面对其中比较成熟的工艺作简单的介绍。
SLA技术是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。
这种液态材料在一定波长和强度的紫外光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。
1、SLA(光固化成型)SLA工作原理:液槽中盛满液态光固化树脂激光束在偏转镜作用下,能在液态表而上扫描,扫描的轨迹及光线的有无均由计算机控制,光点打到的地方,液体就固化。
成型开始时,工作平台在液面下一个确定的深度.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.未被照射的地方仍是液态树脂。
然后升降台带动平台下降一层高度,已成型的层面上又布满一层树脂,刮板将粘度较大的树脂液面刮平,然后再进行下一层的扫描,新周化的一层牢周地粘在前一层上,如此重复直到整个零件制造完毕,得到一个三维实体模型。
快速成型技术的现状与发展趋势
题目名称快速成型技术的现状与发展趋势1、快速成型技术简介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。
2、快速成型技术原理快速成型技术采用离散/堆积成型原理,对三维CAD 模型进行分层,使其转换成厚度很薄的二维平面模型。
通过平面模型的数控代码指导加工,再将加工出每个薄层粘结而成形。
主要包括如下几个主要步骤:(1)产品CAD实体模型构建:构建方法有两种,一是可通过概念设计,设计出所需零件的计算机三维模型(数字模型、CAD模型);二是可通过逆向工程,通过三维数字扫描仪对产品原型进行扫描,而后结合逆向工程对扫描数据进行处理。
(2)三维模型的分层处理:即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。
(3)层层制造堆积成型: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。
(4)后处理: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。
3、快速成型技术的特点(1)产品灵活性。
RP技术采用离散/堆积成型的原理,将十分复杂的三维制造过程简化为二维制造过程的叠加,使复杂模型直接制造成为可能,越是复杂的零件越能体现RP技术的优越性;(2)快速性。
从CAD 设计到完成原型制作通常只需几个小时到几十个小时,加工周期短,可节约70%时间以上,能够适应现代竞争激烈的产品市场;(3)低成本。
快速成型技术的发展和应用
快速成型技术及在我国的发展摘要:快速成型技术兴起于20世纪80年代,是现代工业发展不可或缺的一个重要环节。
本文介绍了快速成型技术的产生、技术原理、工艺特点、设备特点等方面,同时简述快速成型技术在国内的发展历程。
关键词:快速成型烧结固化叠加发展服务0 引言在现代市场经济全球一体化背景下的今天,企业要在竞争日益激烈的市场经济中掌握先机,占据有利地位,需要有技术和产品上的创新,把握并引导市场的发展方向。
与此同时,对于市场的需求,企业需要做出快速的响应,切合当前需求,而现有的常规技术手段已经不能对市场的需求做出最快的反应。
与此同时快速制造技术的快速发展,体现了现代先进制造技术对全球制造业的支撑,通过应用快速成型技术企业能迅速响应市场需求,最快速度的抢占新兴市场。
企业需要通过采用快速成型技术来降低开发、生产成本、缩短研发周期、提高市场快速响应能力,保持强大的市场竞争力。
1 快速成形技术的产生快速原型(Rapid Prototyping,RP)技术,又称快速成形技术,是当今世界上飞速发展的制造技术之一。
快速成形技术最早产生于二十世纪70年代末到80年代初,美国3M公司的阿伦赫伯特于1978年、日本的小玉秀男于1980年、美国UVP公司的查尔斯胡尔1982年和日本的丸谷洋二1983年,在不同的地点各自独立地提出了RP的概念,即用分层制造产生三维实体的思想。
查尔斯胡尔在UVP的继续支持下,完成了一个能自动建造零件的称之为Stereolithography Apparatus (SLA)的完整系统SLA-1,1986年该系统获得专利,这是RP发展的一个里程碑。
同年,查尔斯胡尔和UVP的股东们一起建立了3D System公司。
与此同时,其它的成形原理及相应的成形系统也相继开发成功。
1984年米歇尔法伊杰提出了薄材叠层(Laminated Object Manufacturing,以下简称LOM)的方法,并于1985年组建Helisys 公司,1992年推出第一台商业成形系统LOM-1015。
快速成型技术的现状与发展趋势
快速成型技术的现状与发展趋势
一、快速成型技术现状
快速成型技术作为现代工业制造中的一种高效制造技术,具有节约时间、节省能源、提高质量、更便宜的优点,以满足现代工业制造的要求,其中主要包括3D打印,热塑性快速成型,模压快速成型,非接触式快速成型,以及一些其他快速成型技术。
3D打印技术是快速成型技术的一种,它可以将设计的3D模型转化为可靠的复杂结构。
它利用三维建模软件将设计文件转换为可以打印的格式文件,然后通过3D打印机将模型打印成实体产品,其特点是可保证准确性、完整性和不需要传统模具,无需抛光,大大提高了生产效率,同时也能节约大量材料,可以说是快速成型技术发展的重要桥梁。
热塑性快速成型技术是另一类快速成型技术,其中最常用的是不同型号的热塑性快速成型机,它能够快速成型出可靠度高、尺寸精准、快速实现的一类物体。
这类机器的工作原理是,用塑料粉末放入加工室,加工室内有一对相对移动的热板,通过合适的压力,能够将塑料粉末快速塑造出任何复杂形状的产品,它具有快速、灵活、准确、效率高的优点,在航空航天、电子、机械等领域的应用非常广泛。
模压快速成型技术是另一类快速成型技术。
快速成型技术研究发展现状及其应用前景
快速成型技术研究发展现状及其应用前景
近年来,快速成型技术被越来越多的应用到制造中,发挥着重要作用。
快速成型技术是将快速原型加工技术、快速成型技术扩展到工业上的技术。
这种技术可以快速准确地生产出可媲美传统制造技术的产品,可以满足各种客户对定制产品的多样需求,大大提高了产品质量和效率。
目前,快速成型技术的研究发展不断深入,包括快速手动成型技术、自动成型技术、三维打印技术和CNC等。
其中,快速原型加工技术通过进行3D数控加工,可以实现更加精确的产品造型;自动成型技术可以实现一次性生产;三维打印技术由激光刻画、仿形技术、模板来实现;CNC机器能够帮助客户更加方便快捷地进行各种数控加工。
另外,随着快速成型技术的发展,可以在不同行业中大量应用,如汽车制造、航空航天、医疗器械制造等。
此外,快速成型技术还可以用于新材料的开发和研究、军工制造、农业和水产养殖等领域,有助于推动各行业的技术进步和产业升级。
综上所述,快速成型技术在许多领域的应用前景广阔,可以大大提升制造业的品质和效率,极大地改善制造业的发展环境。
随着技术的不断进步和发展,快速成型技术也将会继续受到越来越多的重视,为技术进步和产业升级提供有力的支持。
快速成型技术的发展背景
快速成型技术的发展背景S L A快速成型技术的发展直接影响到手板行业的发展。
所以我们在S L A快速成型技术中着重研究。
快速成型技术也关系的手板企业成本的降低。
S L A快速成型技术突破了“毛坯→切削加工→成品”的传统的零件加工模式,开创了不用刀具制作零件的先河,是一种前所未有的薄层迭加的加工方法。
与传统的切削加工方法相比,快速成型加工具有以下优点:(1)可迅速制造出自由曲面和更为复杂形态的零件,如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等,大大降低了新产品的开发成本和开发周期。
(2)属非接触加工,不需要机床切削加工所必需的刀具和夹具,无刀具磨损和切削力影响。
(3)无振动、噪声和切削废料。
(4)可实现夜间完全自动化生产。
(5)加工效率高,能快速制作出产品实体模型及模具。
下表为S L A快速成型技术与传统切削方法的比较。
快速成型技术与传统切削方法比较表 比较项次 加工技术机床切削加工 ,加速成型技术)加工加工方法 :去除多余材料的切削加工 叠层加工加工对象 :固体 液体,图象,粉末工具 :切削工具 光束最小加工单位 直径1u m左右的点 边长200u m左右的三角形零件生成 最小加工单位的聚合体 最小加工单位的聚合体快速成型技术有以下特点:(1)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;(2)制造成型所用的材料不限,各种金属和非金属材料均可使用;(3)成型的复制性、互换性高;(4)制造工艺与制造成型的几何形状无关,在加工复杂曲面时更显优越(5)高度技术集成,可实现了设计制造一体化;了解更多关于快速成型技术知识,请登陆我们的网站:w w w.h e n s i n c o.c o m。
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快速成型技术的发展背景
S L A快速成型技术的发展直接影响到手板行业的发展。
所以我们在S L A快速成型技术中着重研究。
快速成型技术也关系的手板企业成本的降低。
S L A快速成型技术突破了“毛坯→切削加工→成品”的传统的零件加工模式,开创了不用刀具制作零件的先河,是一种前所未有的薄层迭加的加工方法。
与传统的切削加工方法相比,快速成型加工具有以下优点:
(1)可迅速制造出自由曲面和更为复杂形态的零件,如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等,大大降低了新产品的开发成本和开发周期。
(2)属非接触加工,不需要机床切削加工所必需的刀具和夹具,无刀具磨损和切削力影响。
(3)无振动、噪声和切削废料。
(4)可实现夜间完全自动化生产。
(5)加工效率高,能快速制作出产品实体模型及模具。
下表为S L A快速成型技术与传统切削方法的比较。
快速成型技术与传统切削方法比较表 比较项次 加工技术机床切削加工 ,加速成型技术)加工加工方法 :去除多余材料的切削加工 叠层加工加工对象 :固体 液体,图象,粉末工具 :切削工具 光束最小加工单位 直径1u m左右的点 边长200u m左右的三角形零件生成 最小加工单位的聚合体 最小加工单位的聚合体快速成型技术有以下特点:
(1)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;
(2)制造成型所用的材料不限,各种金属和非金属材料均可使用;
(3)成型的复制性、互换性高;
(4)制造工艺与制造成型的几何形状无关,在加工复杂曲面时更显优越
(5)高度技术集成,可实现了设计制造一体化;
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