快速成形与快速模具制造技术
快速成型与快速模具制造技术及其应用课程作业
1、立体光固化(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
二、 STL数据文件及处理
快速成型制造设备目前能够 接受诸如STL，SLC，CLI， RPI，LEAF，SIF等多种数 据格式。其中由美国3D Systems公司开发的STL文 件格式可以被大多数快速成
型机所接受，因此被工业界
认为是目前快速成型数据的
准标准，几乎所有类型的快 速成型制造系统都采用STL 数据格式。
五、CT图像数据处理软Mimics
Mimics软件简介
Mimics软件是比利时Materialise公司面向医 学CT或MRI数据模型处理的运行在Windows 操作 系统环境下的高度集成的三维图像处理软件，该软 件能在几分钟内将CT或MRI数据转换成三维CAD或 快速成型所需的模型文件。其主要功能特点如下：
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
3、选择性激光烧结(SLS)
研究SLS的有DIM公司、EOS公司、北京隆源公司。该法采用C02激光器作 能源，目前使用的造型材料多为各种粉末材料。在工作台上均匀铺上一层很薄 的粉末，激光束在计算机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。全部烧结完后去掉多余的粉末，再进行打磨、烘干 等处理便获得零件。目前，成熟的工艺材料为蜡粉及塑料粉，用金属粉或陶瓷 粉进行粘接烧结的工艺还正在实验研究阶段。该技术具有原材料选择广泛、多 余材料易于清理、应用范围广等优点，适用于原型及功能零件的制造。在成形 过程中，激光工作参数以及粉末的特性和烧结气氛是影响烧结成形质量的重要 参数，原理如图4所示。
快速成型技术及其在模具制造中的运用
发 和制造 的重要工具和手段 。 时主要是针对具体的特殊制品设计 出专用 的 Ｃ ＡＤ系统 ，很快 在机械 、 建筑 、 船、 造 电子等行业获得应用 。进 入 ２ ０世纪 ８ ０年
快速成型是一种基 于离散堆 积成 型思想 的数字化成 型技 术， 其原理为 ： 通过离散 ， 把复杂 的三维制造转化为一 系列有序 的低维 制造 的叠加 ， 整个零件 的制造过 程转化 为有序 、 把 简单 的单元 体的制造与结合过程 。按不 同的分类方法 ， 快速成型分 类 如图 １ 所示 。快速成型技术的基本工作过程如 图 ２所示 ： 首 先 由三维 Ｃ Ｄ软件设计 出零件 的 Ｃ Ｄ 电子模型” 然后 根据 Ａ Ａ “ ， 具体工艺要求 ， 按照一定规则将该模型离散为一 系列有序 的单 元， 通常是沿 ｚ向离散为一 系列二维层 面 ， 习惯上称 为分层或
【 关键词 】Ｃ Ｄ Ｃ Ｍ； Ａ ／ Ａ 快速成型； 模具制造 【 中图分 类号 】 Ｔ ２９ 【 Ｇ ４． 文献标识码 】 Ａ ５
【 文章编号 】 １０—６３ ０７ ７ ０４ — ３ ０３２７（ ０） — ０６ ０ ２ ０
引言
快速成 型技术 （ ａ ｉ Ｐ ｏｏｙ ｉｇ 简称 ＲＰ Ｒ ｐｄ ｒｔｔｐｎ ， ）是 ２ ０世纪 ８ ０年代末期迅速发展起来 的一种先进制造 技术 。该技术有别 于传统加工方式 ，是继 ６ ０年代 ＮＣ技 术之 后制造领域的又一 重大突破 ， 是先进制造技术群 中的重要组成部分。 ＲＰ技术综合 运用 Ｃ ／ Ａ ＡＤ Ｃ Ｍ技术 、 激光技术和材 料技术 ， 在没 有传统模具 和夹具 的情况下 ， 快速制造 出任意复杂形状而又具有一定功能 的三维实体模型或零件 。 快速成型技术的推广应 用将 明显缩短 新产 品的上市时间 ， 节约新产品开发和模 具制造 的费用 ， 泛 广 应用 于航 空航天 、 汽车 、 通讯 、 医疗 、 电子 、 电 、 具 、 家 玩 军事装
2013湖工大快速成型与快速模具制造技术及其应用考试重点总结
快速成型工艺基本原理：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，表面三角化处理，存储成STL文件格式，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，选择性的固化或烧结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。
快速成型：1液态（SLA FDM）2粉末粒子(SLS)3薄层材料（LOM）在SLA系统中，扫描器件采用双振镜模块。
设置在激光束的汇聚光路中，由于双振镜在光路中前后布置的结构特点，造成扫描轨迹在X轴向的枕形畸形。
当扫描到正方形图形时，扫描轨迹并非一个标准的正方形，而是出现枕形畸形。
激光扫描方式对成型精度的影响：扫描方式与成型工件的内应力有密切关系，合适的扫描方式可以减少零件的收缩量，避免翘曲和扭曲变形，提高成型精度。
Z字形扫描方式：顺序往复扫描1过程太多，会出现严重的拉丝现象；2会产生严重的振动和噪声，降低加工效率；分区往复扫描：提高成型效率，分散收缩应力，减小收缩变形，提高成型精度；跳跃光栅式扫描可分为长光栅和短光栅式扫描：采用短光栅式扫描更能减小扭曲变形；采用跳跃光栅式扫描有效的提高了成型精度，它使得固话区域有更多的冷却时间，减小了热应力；对平面零件时采用螺旋式扫描方式，且外向内的扫描方式比内向外的扫描方式加工生产零件精度高. 传统的SLA制造技术：利用激光或者其他光源照射光敏树脂，使光敏树脂分子发生光聚合反应形成较大的分子实现树脂的固化。
单光子吸收光聚合反应SPA：光固化过程中树脂分子对光能的吸收是以单个光子为单位。
双光子吸收光聚合反应：以双光子吸收效应代替传统光固化成型过程中单光子吸收的过程。
叠层实体制造技术LOM：（Laminated Object Manufacturing，简称LOM）是几种最成熟的快速成型制造技术之一。
快速成型及快速熔模铸造技术_李林钢
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精密制造与自动化 基于这样的事实，空心结构在较低的温度下会软 化， 在达到临界应力之前会向自身内部塌陷。 Quick Cast 利用大剖面线间距由大量相互连接的正方形或 三角形单元的内部框架来支撑起一层薄密的外部型 壳，在外表面上设置了许多小孔，允许内部塌陷的 树脂在零件铸造后被排出。据报道，早期的 Quick Cast 模型在解决型壳开裂问题仅仅部分地获得了成 功， 型壳开裂问题只是在引入 Quick Cast2.0 后才被 彻底地解决了，它提供了一种在蒸汽中可以瓦解的 内部六角蜂窝状架构。 对于采用熔融堆积成形制造的塑料（ABS）模 型，这种稀疏的（交叉线）构建方式被用于创建空 心结构。 熔融沉积成形制造的空心模型， 采用 1.5 mm 的型壳厚度（恒定的壁厚为 0.254 mm）相互连接的 四方形单元的内部结构。ABS 塑料模型基于铸造问 题、除灰、工艺参数、耐温性和热力学性质的详细 评估已经完成。 这些令人满意的结果确定了 ABS 塑 料模型的潜力。然而，为了适应 ABS 塑料模型，必需 对一些熔模铸造工艺进行修改。 对于粉基快速成型技术（如 SLS 和 3D-P） ，由 于材料的塌陷，要制造空心的内部结构是不可能 的。不过，为了优化烧熔的零件，脱壳技术可以用 于制造模型的外壳，高孔隙率的夹带粉剂阻止了模 型的过度膨胀和型壳开裂。 适用于 SLS 的几种建模 材料，即蜡和聚碳酸酯已经被引入到熔模铸造中。然 而，这些材料建造的模型常常受到畸变、表面粗糙 度和型壳开裂等困扰，这是由于聚碳酸酯零件在蒸 汽过程中起泡引起的。Cast Form PS（一种聚苯乙 烯基粉剂） 是由 3D Systems 公司提供的用于建造熔 模铸造模型的一种最新的材料。Cast Form PS 模型 有类似于蜡的特性并能用最小的修改，适用于标准 铸造生产。Cast Form PS 所必需的后处理包括在蜡 液中浸泡以密封其表面的孔隙和提高模型强度。 LOM 纸模型也已被应用于熔模铸造中。 已完成 的 LOM 模型需要涂一层密封胶以防止由于吸湿性 引起的分层和膨胀。 LOM 模型具有低热膨胀系数且 廉价。 1.1.2 模型质量 许多不同的快速成型模型都很好地落在可接受 的误差范围内（ 0.05～ 0.254 mm） ，并且大多数 都满足熔模铸造所需的表面质量（Ra 为 16～20 μm） 。 在熔模铸造中，模具与铸件的表面质量直接相关，未
模具新技术新工艺概论
模具新技术新工艺概论一、前言随着制造业的发展，模具行业作为制造业的重要组成部分，也在不断地发展和创新。
模具技术和工艺的不断更新，不仅可以提高产品的质量和产能，还可以降低生产成本和提高企业竞争力。
本文将介绍一些模具行业中的新技术和新工艺。
二、快速成型技术快速成型技术是一种以数字化三维模型为基础，通过计算机控制激光束或喷嘴等装置进行材料加工，从而实现快速制造产品的技术。
这种技术可以大幅度缩短产品开发周期，降低生产成本，并且可以制造出复杂形状的零件。
在模具行业中，快速成型技术可以用于制造小批量、复杂结构的模具。
三、数控加工技术数控加工技术是一种利用计算机程序来控制机床进行自动化加工的技术。
与传统手工操作相比，数控加工技术具有高精度、高效率、可重复性好等优点。
在模具行业中，数控加工技术可以用于制造各种形状的模具零件，如模板、模架等。
此外，数控加工技术还可以用于制造各种形状的产品，如汽车零部件、航空零部件等。
四、电火花加工技术电火花加工技术是一种利用电火花放电进行材料切割的技术。
这种技术可以切割硬度较高的材料，如钢、铁等。
在模具行业中，电火花加工技术可以用于制造复杂结构的模具零件。
与传统机械加工相比，电火花加工可以实现更高精度和更小尺寸的切割。
五、激光焊接技术激光焊接技术是一种利用激光束进行材料焊接的技术。
这种技术可以实现高精度焊接，并且不会对周围材料产生太大影响。
在模具行业中，激光焊接技术可以用于修复或制造模具零件。
六、表面处理技术表面处理技术是一种对材料表面进行改性或涂覆处理的技术。
这种技术可以提高材料表面的硬度和耐腐蚀性，从而延长材料的使用寿命。
在模具行业中，表面处理技术可以用于提高模具零件的耐磨性和抗腐蚀性。
七、新型材料随着科技的不断发展，新型材料不断涌现。
这些新型材料具有更好的机械性能、耐磨性、耐高温等特点。
在模具行业中，新型材料可以用于制造更加耐用和高效的模具零件。
八、总结以上是一些模具行业中的新技术和新工艺。
快速成型技术及应用讲解
第一章 快速成型原理及方法概要
１.２快速成形的主要工艺方法 1.2.6固基光敏液相法（Solid ground curling--SGC）
固基光敏液相法的工艺原理如图1-8所示。一层的成型过程由五步来 完成：添料；掩膜紫外光曝光；清除未固化的多余液体料；向空隙处填 充蜡料和磨平。掩膜的制造采用了离于成像技术，因此同一底片可以重 复使用。由于过程复杂，SGC成形机是所有成形机中最庞大的一种。
第一章 快速成型原理及方法概要
1.1成型方式分类
(3)受迫成形（Stacking Forming）受迫成型是利 用材料的可成形性（如塑性等）在特定外围约束（边 界约束或外力约束）下成形的方法．传统的锻压，铸 造和粉末冶金等均属于受迫成形．
(4)生长成形(Growth Forming)生长成形是利用材 料的活性进行成形的方法，自然界中生物个体发育均 属于生长成形，“克隆”技术是产生在人为系统中的 生长成形方式．随着活性材料，仿生学，生物化学， 生命科学的发展，这种成形方式将会得到很大发展．
第一章 快速成型原理及方法概要
1.3 RPT的现状和发展方向
2.国内RPT的现状 国内RPT的研究从20世纪90年代初开始，起步较早
，发展很快，具有代表性的有： 清华大学，主要从事基于LOM和FDM工艺的设备、工
艺和材料的研究，已经产业化。 华中理工大学，主要从事基于LOM工艺的设备、工
艺和材料的研究，进来也开展了对SLS的研究，已经产 业化。
和材料各方面都存在很大的发展空间。上述介绍的各种 RP工艺方法各具优缺点，加工对象和应用方向也各有侧 重，使用的材料也不同。因此如何扬长避短，进一步完 善和改进各种RP工艺，提高加工效率和质量，降低设备 制造成本和运行成本，研究开发更多适用材料，降低材 料成本，这是RPT到了产业化阶段参与激烈的市场竞争 必须要面临的问题。
第二章_光固化快速成型工艺
（4）节省能量。 各种光源的效率都高于烘箱。
（5）可使用单组分，无配置问题，使用周期长。 （6）可以实现自动化操作及固化，提高生产的自动化程度，从而提高生产效率和经济效益。
第二节 光固化快速成型材料及设备
第二节 光固化快速成型材料及设备
❖ 2.2.1 光固化快速成型材料
1. 光固化材料优点及分类
光固化材料是一种既古老又崭新的材料，与一般固化材料比较，光固化材料 具有下列优点：
（1）固化快 可在几秒钟内固化，可应用于要求立刻固化的场合。
（2）不需要加热 这一点对于某些不能耐热的塑料、光学、电子零件来说十分有用。
图2-4 树脂对激光的吸收特性
第二节 光固化快速成型材料及设备
3.光固化成型材料介绍
下面分别介绍Vantico公司、3D Systems公司以及DSM公司的光固 化快速成型材料的性能、适用场合以及选择方案等。
（1）Vantico公司的SL系列
下表给出了Vantico公司提供的光固化树脂在各种3D Systems公司光 固化快速成型系统和原型不同的使用性能和要求情况下的光固化成型材 料的选择方案。
第二节 光固化快速成型材料及设备
2. 光敏树脂的组成及其光固化特性分析 （1）光敏树脂 用于光固化快速成型的材料为液态光敏树脂，主要由齐聚物、光引 发剂、稀释剂组成。 齐聚物是光敏树脂的主体，是一种含有不饱和官能团的基料，它的 末端有可以聚合的活性基团，一旦有了活性种，就可以继续聚合长大， 一经聚合，分子量上升极快，很快就可成为固体。 光引发剂是激发光敏树脂交联反应的特殊基团，当受到特定波长的 光子作用时，会变成具有高度活性的自由基团，作用于基料的高分子聚 合物，使其产生交联反应，由原来的线状聚合物变为网状聚合物，从而 呈现为固态。光引发剂的性能决定了光敏树脂的固化程度和固化速度。
第五章-熔融沉积快速成型工艺
第二节 熔融沉积快速成型材料及设备
表5-2 FDM工艺成型材料的基本信息
材
料
适用的设备系统 可供选择的颜色
ABS
丙稀腈丁二烯 苯乙烯
FDM1650，FDM2000， FDM8000， FDMQuantum
白黑红绿蓝
ABSi 医学专用ABS FDM1650，FDM2000
黑白
E20
FDM1650，FDM2000
Stratasys公司的FDM技术在国际市场上所占比例最大。
图5-4 Stratasys公司的FDM-Quantum机型
尺寸：600mm×500mm×600mm
图5-5 Stratasys公司的FDM- Genisys Xs机型 图5-3 Stratasys公司于1993年开发出第一台
FDM1650机型
第二节 熔融沉积快速成型材料及设备
❖ 熔融沉积快速成型工艺对原型材料的要求：
材料的粘度 材料的粘度低、流动性好，阻力就小，有助于材料顺利挤出。材料的流动性差，需要很
大的送丝压力才能挤出，会增加喷头的启停响应时间，从而影响成型精度。 材料熔融温度
熔融温度低可以使材料在较低温度下挤出，有利于提高喷头和整个机械系统的寿命。可 以减少材料在挤出前后的温差，减少热应力，从而提高原型的精度。 材料的粘结性
ICW06 熔模铸造用 蜡
FDM1650，FDM2000
可机加工蜡 FDM1650，FDM2000
造型材料
Genisys Modeler
所有颜色
N/A N/A N/A
备
注
耐用的无毒塑料
被食品及药物管理 局认可的、耐用的 且无毒的塑料
人造橡胶材料，与 封铅、轴衬、水龙 带和软管等使用的 材料相似
快速成型技术-第五章快速模具制造
具,软模具等,再通过传统的机械加工法来生产模 具的方法.
快速制模方法
间接法是先制作一个母模，一般由快速成形系 统建立，再由这样的母模制作模具，主要有：
（1）用快速成形件作母模，与传统工艺结合制
2.安放原型:将原型固定在平板上,制作模框. 3.在原型表面贴粘土和石膏背衬 4.硅橡胶的浇注 5.固化 6.修理
硅橡胶模具的应用
主要生产一些浇注产品,能够缩短产品的制造时间, 降低成本,提高效率.
生产工艺过程: 清洗模具→喷离合剂→组合模具→树脂计算→脱
泡混合→真空浇注→硬化→取出
型框的尺寸影响硅橡胶的用量,所以必须要 计算好合适的尺寸.
硅橡胶模具制造过程
3.原形件的固定:利用清洁胶带纸将定型样件型框 边缘围上，要求固定牢固。同时要注意增加一些 排气空.
硅橡胶模具制造过程
4.计算所须硅橡胶的用量,混合并真空脱泡:硅橡胶 的用量必须根据所造制件的尺寸和型框尺寸以及 硅橡胶的比重准确计算.同时要加入适当的硬化剂, 搅拌均匀后真空脱炮,脱炮的时间根据达到的真空 度来确定.
硅橡胶的分类
快速模具用的硅橡胶主要有： 1.室温硫化硅橡胶（Room Temperature
Vulcanized rubber），可以承受316℃的高温。 2.热硫化硅橡胶（Heat－cured Vulcanized
rubber），可以承受538℃的高温。
快速软模材料及特点
（1）TE-1089硅橡胶，属于双组分室温硫化硅 橡胶，具有优异的柔韧性，极强的抗撕强度，及 耐高温、耐化学腐蚀性。
影响质量因素,特点. 4.粉末材料激光烧结:原理,装置组成及各装置作用,
模具制造快速成型技术探讨
模具制造快速成型技术探讨概要：要想将新产品的开发成本降低，开发周期缩短，就必须将模具的成本有效控制并降低，因此就必须充分借助快速成型技术进行制模，并且在充分考虑模具原型材料的基础上将电弧喷涂快速制模、硅胶-陶瓷型橡胶模制模、硅橡胶制模及其树脂型复合模具制模手段合理的选择应用随着市场的不断变化与消费者需求的增多，使得当下不得不加快产品更新，进而就必须加快产品研发，基于此，引进快速成型技术则具有重要的意义。
一、快速成型技术的相关特点分析对快速成型技术的特点进行归纳汇总，主要表现为以下几个方面：一是速度快，即从规划到生产的时间短，对新品的管理域开发相当适用；二是柔性高，即改变CAD模型并对设置参数重新调整，便可将不同形状的模型生产；三是选材广，除了塑料树脂类之外，还可以选择陶瓷材料、金属、复合材料、纸类与石蜡类材料进行制模；四是设计制造一体化且高度技术集成，包括了机械控制、材料控制、激光、计算机、计算机技术、综合数据、数控技术等；五是自由成形制造，即零件形状无特殊限制和不受复杂零件形状限制；六是加工制造快速，将新品研制周期与成本大大缩减，同时加工具有自动化、浪费少、噪声小及其振动小的特点；七是原型的互换性及其复制性高；八是产品的复杂程度不影响加工成本和周期；九是制造原型的形状不影响制造工艺。
二、模具制造中快速成型技术的应用一般涉及间接制模和直接制模两种模具制造方法，而要想实现快速制模，就必须保证快速原型具有较高的尺寸精度，然而受成型工艺及其材质等因素的影响，使得直接制模法较为少用。
目前在产品生产中应用较多的快速成型制模技术主要包括了以下几种：一是电弧喷涂快速制模，即依据原型模样充分雾化熔化的金属，之后将其向样模表面喷射，且控制一定的速度，促进模具型腔表面的形成，之后将复合材料背衬充填，支撑选择的材料为硅橡胶或环氧树脂，分离壳与原型，将精密模具获得，再将冷却系统和浇注系统等加入，与模架一同制作注射模具。
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
6、BPM
它用一个压电喷射(头)系统来沉积熔化了的热塑性 塑料的微小颗粒(如图)。BPM的喷头安装在一个5轴的 运动机构上，对于零件中悬臂部分，可以不加支撑。 而“不联通”的部分还要加支撑。
LOM工艺采用薄片材料，如纸、塑料薄膜等。片材 表面事先涂覆上一层热熔胶。加工时，热压辊热压片 材，使之与下面已成形的工件粘接；用CO2激光器在刚 粘接的新层上切割出零件截面轮廓和工件外框，并在 截面轮廓与外框之间多余的区域内切割出上下对齐的 网格；激光切割完成后，工作台带动已成形的工件下 降，与带状片材(料带)分离；供料机构转动收料轴和供 料轴，带动料带移动，使新层移到加工区域；工作台 上升到加工平面；热压辊热压，工件的层数增加一层， 高度增加一个料厚；再在新层上切割截面轮廓。如此 反复直至零件的所有截面粘接、切割完，得到分层制 造的实体零件。
液槽中盛满液态光固化树脂，激光束在偏转镜作用 下, 能在液态表面上扫描, 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，刮平器将粘度较大的树脂液面刮平， 然后再进行下二层的扫描，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, 得到一 个三维实体模型。
• 快速原型制造技术就是在这样的社会背景下产生的。八 十年代后期，RP技术在美国首先产生并商品化。从那时 起，RP技术一直以离散堆积原理为基础和特征。简单的 说，将零件的电子模型（如CAD模型）方式离散，成为 可加工的离散面、离散线和离散点，而后采用多种手段， 将这些离散的面、线段和点堆积形成零件的整体形状。 由于工艺过程无需专用工具，工艺规划步骤简单，总的 来说，制造速度比传统方法快的多。也有人因该技术高 度的柔性而称之为“自由成形制造”。
“快速成型与快速模具”3D打印实训报告
3D打印机实训报告 GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-“快速成型与快速模具”3D打印实训报告一、3D打印机的介绍1、3D打印机的介绍3D打印（3D printing）也称为“增材制造（Additive Manufacturing）”，它是新兴的一种快速成型技术。
与传统的减材制造工艺不同，3D打印是以数据设计文件为基础，将材料逐层沉积或黏合以构造成三维物体的技术。
3D打印的思想萌芽和实验探索由来已久，但现代意义上的3D打印技术于20世纪80年代中期诞生于美国。
Charles Hull（3D Systems公司的创始人）和Scott Crump（Stratasys公司的创始人）是3D打印技术的先驱人物。
1986年，Charles Hull发明了第一台3D打印机，之后成立了第一家3D打印公司3D Systems。
1988年，3D Systems公司推出了世界上第一台基于SLA技术的商用3D打印机SLA-250，它的面世标志着3D打印商业化的起步。
Scott Crump研发了另一3D打印主流技术FDM，于1989年申请了美国专利并创立了Stratasys公司，1992年推出第一台基于FDM技术的“3D Modeler”打印机。
经过二十余年的发展，3D打印机在工业领域已经有一定的应用基础。
随着计算能力、设计软件、新材料及互联网进步的不断推动，3D打印技术近年来发展迅速，应用领域不断拓宽，显示出巨大的发展潜力。
3D打印与传统制造业的最大区别在于产品成型的过程上。
在传统的制造业，整个制造流程一般需要经过开模具、铸造或锻造、切割、部件组装等过程成型。
3D打印则免去了复杂的过程，无需模具，一次成型。
因此，3D打印可以克服一些传统制造上无法达成的设计，制作出更复杂的结构。
随着技术的不断进步，3D打印在铸造精度上已经可以与传统方式相媲美，但是在大规模生产上，3D打印目前仍无法获得规模经济，在成本上和效率上不具优势。
快速成型和快速模具制造技术的应用
在工业造型 、 机 械 制造 、 模具制造 、 医学 等 领 域 的应 用 ， 并 对快 速 成 型 技 术 今 后 的 发 展 方 向 作 了 简要 阐 述 。
关键词 ： 快 速 成 型 快速 模 具 制 造 技 术
一
随着新型材料 的开发 ， Ｒ Ｐ 系统 所制 造 的 产 品零 件 原 型 具 有 较 好 的力 学 性 能 ． 可 用 于传 热及 流体 力 学 试 验 。 而用 某 些 特 殊 光 固化 材 料 制 作 的模 型 还具 有 光 弹 特 性 ，可 用 于 零 件 受 载 荷 下 的应 力 应 变 分 析 。 如 美 国 推 出 的某 车型 开 发 中 ．直 接 使 用 Ｒ Ｐ 制 作 的模 型进 行 车 内空 调 系
４ ． 快 速 制 造 模 具
随 着 材 料 种 类 的 增 加 及 材 料 性 能 的不 断改 进 ，其 用 途 越 来 越 广泛 ． 主 要 概 括 为 以下 几 方 面 。
１ ． 使设 计 原 型样 品化
为提高产品设计质量 。 缩短试制周期 ， 快 速 成 型 系 统 可 在 数小 时或 数天 内将设 计人 员 的图纸 或Ｃ Ａ Ｄ模 型 制 造 成 看 得 见、 摸 得 着 的实 体 模 型 样 品 ， 从而使设计者 、 制造者 、 销售 人 员 和 用 户 都 能 得 到 极 大 的好 处 。 （ １ ） 从 设 计 者 受 益 的角 度 来 看 在 传统 的设 计 过 程 中 ， 由 于设 计 者 自身 的 能 力 有 限 ， 不 可 能 在 短 时 间 内 仅 凭 产 品 的 使 用 要 求 就 把 产 品各 方 面 的 问 题 都 考 虑 得 很 周 全并 使结 果优 化 。 虽 然 在 现代 制造 技术 领 域 中 ， 提 出 了并 行 工 程 的 方 法 ， 即 以小 组 协 同 工 作 为 基 础 ， 通 过 网 络 共 享 数 据 等 信 息 资 源 。来 同 步 考 虑 产 品设 计 和制 造 的 有 关 上 下 游 问题 ， 从而实现并行设计 ， 但仍然存在着设计 、 制造周期长 、 效 率低 下 等 问题 。 采用快速成型技术 ， 设 计 者 在 设 计 的 最 初 阶 段 就 能 拿 到 实 在 的 产 品 样 品 ，并 可 在 不 同 阶段 快 速 地修 改 重 做样品 ． 甚至做 出试制用工模具 及少量 的产 品， 进行试 验 ， 据 此 判 断 有关 上 下 游 的 各 种 问 题 ，从 而 为 设 计 者 创 造 一 个 优 良 的设 计 环境 。 尽快得到优化结果 。因此 ， 快 速 成 型技 术是 真 正 实现并行设计的强有力手段。 （ ２ ） 从 制 造 者 受 益 的角 度 看
快速成型制造技术(RPM)
IM
PRM技术的特点
仅需改变CAD模型，重 新调整和设置参数即可 生产出不同形状的零件 模型。
•从CAD数模或实体反求获 得的数据到制成原形，一 般仅需要数小时或十几小 时，速度比传统成型加工 方法快的多
高柔性
快速性
自由成型性
设计制造一体 化
快速模具（RT ）制造主要用于 制造铸造模具和 塑料模具。 分为：间接制模 和直接制模 .
RPM技术的发展趋势
新工艺与 装备的开 发
新型材料 的研究
成型 材料
成型材料的系 列化标准化
成型工 艺及软 件
第三方软 件的开发
成型精度 的研究
LOGO LOGO
•CAD模型直接驱动， 设计制造高度一体化
• 无需使用模具，夹具
• 能够制造任意复杂原型
精度不如传统加工:数据模型分层处理时不可避免的一些数据丢失外加 分层制造必然产生台阶误差，堆积成形的相变和凝固过程产生的内应 力也会引起翘曲变形，这从根本上决定了RP造型的精度极限
PRM技术的常用工艺
典型快速成型工艺
国际上首台快速成形机于1987年诞生于美 国，是由美国3DSystems公司制造的快速 成形系统SLA-1，采用立体光刻法的快速成 形制造系统（RPMS）。
Step 2
Step 1
RPM技术的原理
快速成形制造技术
名词解释
它是一种基于离散 堆积成形思想的新型 成形技术，是综合利 用CAD技术、数控技 术、激光加工技术和 材料技术实现从零件 设计到三维实体原型 制造一体化的系统技 术
RPM的 工艺 RPM 的特点 RPM原理
PRM技术的发展
基于快速成型技术(RP)的快速模具制造(RT)技术的研究
基于快速成型技术（RP）的快速模具制造（RT）技术的研究摘要：快速成型技术（RP）的发展带来了一系列的创新制造技术，其中快速模具制造（RT）是一项重要的技术。
RT技术利用RP技术制造出的模具，可以在短时间内快速制造出符合要求的零部件，为制造业的高效生产提供了有力支持。
本文将对RT技术的原理、技术分类和发展趋势进行探讨，并分析了RT技术在现代制造业中的应用，并对其未来的发展方向做出了展望。
关键词：快速成型技术；快速模具制造；RP技术；制造业一、引言随着全球市场的不断扩大和竞争的日益激烈，企业需要加快产品设计和制造的速度，以便更快地满足市场需求。
快速成型技术（RP）的应用为实现这一目标提供了创新的手段，可以在短时间内制造出符合要求的零部件或模型。
然而，RP技术的制造成本较高，并且一些材料的机械性能还不够理想，这都限制了其在实际生产中的应用。
因此，快速模具制造（RT）技术应运而生。
RT技术是一项将RP 技术应用于模具制造的新技术，可以在短时间内制造出符合要求的模具，以便进行大批量零件的生产。
相对于传统的模具制造技术，RT技术具有制造周期短、成本低、设计灵活等优点，并且可以制造出更加复杂的模具。
二、RT技术的原理RT技术主要利用RP技术制造出的模具进行制造。
在传统的模具制造过程中，需要先设计、制造模具，再使用模具制造出零部件。
而在RT技术中，只需要在计算机中设计出模具，然后利用RP技术将模具制造出来，再使用模具制造出零部件。
从而将制造周期大幅缩短，提高制造效率。
RT技术涉及到多种RP技术，例如光固化RP技术、激光快速成型技术、喷墨3D打印技术等。
这些技术都可以用于制造模具，以便在短时间内快速制造出符合要求的零件。
三、RT技术的分类RT技术可以分为直接RT和间接RT两种。
直接RT是指将模具制造完成后，直接在模具内制造零件。
直接RT技术又可以分为热成型、注塑成型、压铸成型等不同的生产工艺。
间接RT是指先通过RP技术制造出原型模具，然后用原型模具制造出硅胶模具，最后再使用硅胶模具制造出生产模具。
基于快速成形技术的快速模具制造技术(doc 10页)
基于快速成形技术的快速模具制造技术(doc 10页)2.用快速成形件作母模，复制软模具(Soft tooling)用快速成形件作母模，可浇注蜡、硅橡胶、环氧树脂、聚氨脂等软材料，构成软模具，或先浇注硅橡胶、环氧树脂模(即蜡模的压型)，再浇注蜡模。
其中，蜡模可用于熔模铸造，而硅橡胶模、环氧树脂模等可用作试制用注塑模或低熔点合金铸造模。
3.用快速成形件作母模，复制硬模具(Iron tooling)用快速成形件作母模，或据其复制的软模具，可浇注(或涂覆)石膏、陶瓷、金属基合成材料、金属，构成硬模具(如各种铸造模、注塑模、蜡模的压型、拉伸模)，从而批量生产塑料件或金属件。
这种模具有良好的机械加工性能，可进行局部切削加工，以便获得更高的精度，或镶入嵌块、冷却系统、浇注系统等。
用金属基合成材料浇注成的蜡模的压型，其模具寿命可达1000～1 0000件。
4. 用快速成形系统制作电脉冲机床用电极用快速成型件作母体，通过喷镀或涂覆金属、粉末冶金、精密铸造、浇注石墨粉或特殊研磨，可制作金属电极或石墨电极。
三、基于RP的快速模具制造的应用1. 利用硅橡胶模(Silicon Rubber Mold)制作佛头、线圈硅橡胶有很好的弹性和复制性能，用它来复制模具可不考虑拔模斜度，基本不会影响尺寸精度，而且这种材料有很好的切割性能，用薄片就可容易地将其切开且切面间非常贴合，因此用它来复制模具时可以先不分上下模，整体浇注出软模后，再沿预定的分模面将其切开，取出母模，即可得到上下两个软模。
(1)试验用设备和材料所用的设备：Stratasys的Titan快速成形机、HVC-1真空注型机和恒温箱。
所用的材料：日产KE-1310ST透明硅橡胶、日产CAT-1310固化剂(浇注时，KE-1310ST与CAT-1310以100：10混合)和PX215真空注型硬制聚氨脂树脂(异氰酸脂，多元醇1∶1混合)。
(2)制模工艺路线使用 UG、PRO-E、Solid Edge 等软件进行三维实体造型，以STL 文件格式保存；将文件输入快速成形机作出制件原型，处理后作为硅橡胶母模；组合模框后将硅橡胶和固化剂的混合物浇注于框中，通过真空脱泡、固化后剖切取出母样即得硅胶模；最后在真空注型机中浇注塑料样件。