快速成型技术概述
快速成型技术名词解释
快速成型技术名词解释快速成型技术是一项技术，它可以使制造业的工人以更快的速度制造出更加精细的产品。
近年来，快速成型技术受到越来越多的注意，应用于各种行业，被广泛用于产品设计和制造。
快速成型技术是由计算机控制的，可以控制机器运动，形成有规律的加工过程，以此实现零件的快速成型。
它主要分为三类：数控加工，三维打印以及机器视觉技术。
数控加工是一种用计算机控制机器，根据3D模型和CAM程序来制造产品的技术。
这种技术有助于实现快速的成型，准确的加工尺寸，低成本，高效的加工过程。
三维打印是一种通过添加一层又一层的材料，利用计算机模型制造物品的技术。
它的优点是快速、正确，可以在非常短的时间内创建出复杂的模型，可以根据需要自由更改模型，减少加工时间，并有效地提高产品质量。
机器视觉技术是一种通过计算机分析图像来实现三维定位的技术。
它可以把机器与环境中的物体联系起来，使机器能够捕获到物体的形状、尺寸、位置等信息，用于快速成型。
在快速成型技术中，数控加工是一种关键技术。
它可以准确控制和执行加工程序，使零件具有更高的一致性，并可以实现更精细、更复杂的加工。
三维打印可以用于制造一些复杂的零件，它可以更有效地制造零件，并且具有非常快的速度。
机器视觉技术则可以实现对被加工零部件的快速、精确的过程检测，以便快速成型。
总的来说，快速成型技术的应用可以提高制造业的生产效率，减少成本，提升产品质量，为制造业提供了一种新的制造模式。
它不仅可以大大提高制造业的生产效率，还可以增强了制造业运作的灵活性，满足当下客户对于快速交付的需求。
快速成型技术的应用不仅有利于提高产品质量，也实现了资源的有效利用，促进了社会的可持续发展。
在未来，将会有更多的应用程序和新的技术出现，更好地满足客户的需求，使制造业更加先进和可持续。
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
知识创造未来
快速成型技术
快速成型技术（Rapid Prototyping，RP）是一种快速制造技术，又称为3D打印技术。
它利用计算机辅助设计（CAD）文件为基础，通过逐层堆积材料以构建三维实体模型。
快速成型技术的原理是将CAD文件切割为一系列薄片，并逐层堆积材料形成实体模型。
常用的堆积方式包括层叠堆积、液体固化和粉末烧结等。
材料可以是塑料、金属、陶瓷等。
快速成型技术具有快速、灵活、低成本等优点。
它可以迅速制造出产品的样品，帮助设计师进行实物验证和功能测试。
同时，快速成型技术也可以用于批量生产少量产品或个性化定制产品。
目前，快速成型技术已广泛应用于各个领域，包括汽车、航空航天、医疗器械、消费品等。
它在产品开发和制造过程中起到了重要的作用，提高了设计效率和产品质量，同时缩短了产品上市时间。
1。
快速成型技术概述
和其他几种快速成型方法相比，该方一法也存在着许多缺点。主要有：
三、光固化成型工艺
四、叠层实体制造工艺
叠层实体制造工艺的基本原理
四、叠层实体制造工艺
2.叠层实体制造技术的特点 其主要特点如下： ( 1 )原型精度高。 ( 2 )制件能承受高达200℃ 的温度，有较高的硬度和较好的力学性能，可进行各种切削加工。 ( 3 )无须后固化处理。 ( 4 )无须设计和制作支撑结构。 ( 5 )废料易剥离。 ( 6 )可制作尺寸大的制件。 ( 7 )原材料价格便宜，原型制作成本低。
( 1 )能承受一定高温。 ( 2 )与成型材料不浸润，便于后处理。 ( 3 )具有水溶性或者酸溶性。 ( 4 )具有较低的熔融温度。 ( 5 )流动性要好。
五、熔融沉积快速成型工艺
选择性激光烧结工艺的基本原理
当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺料辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个模型。
01
1940年，Perera提出相似的方法，即沿轮廓线切割硬纸板，然后堆叠，使这些纸板形成三维地貌图。
02
1964年，Zang进一步细化了该方法，建议用透明的纸板，每一块均带有详细的地貌形态标记。
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1972年，Matsubara使用光固化材料，光线有选择地投射或扫射到这个板层，将规定的部分硬化，没有扫描或没有一硬化的部分被某种溶剂溶化。
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五、熔融沉积快速成型工艺
五、熔融沉积快速成型工艺
2.熔融沉积工艺的特点 熔融沉积快速成型工艺之所以被广泛应用，是因为它具有其他成型方法所不具有的许多优点。具体如下： ( 1 )由于采用了热融挤压头的专利技术，使整个系统构造原理和操作简单，维护成本低，系统运行安全。 ( 2)成型速度快。 ( 3 )用蜡成型的零件原型，可以直接用于熔模铸造。 ( 4 )可以成型任意复杂程度的零件。 ( 5 )原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形小。 ( 6 )原材料利用率高，且材料寿命长。 ( 7 )支撑去除简单，无需化学清洗，分离容易。
快速成型技术介绍
1、新产品研制开发阶段的试验验证 2、新产品投放市场前的调研和宣传 3、基于快速成型技术的快速制模（RT）技术 由于RP方法对使用材料的限制，并不能够完全替代 最终的产品。在新产品功能检验、投放市场试运行和准确 获得用户使用后的反馈信息等方面，仍需要由实际材料制 造的产品。因此， 需要利用RP原型作母模来翻制模具， 这便产生了基于RP的快速模具制造技术（RT）。 RP+RT技术提供了一条从模具的CAD模型直接制造 模具的新概念和方法。它将模具的概念设计和加工工艺集 成在一个CAD／CAM系统内，并行工程的应用，为信息 流的畅通流动创造了良好的条件。
图12、FDM快出成型支撑结构图
三、快速成型技术的应用
快速成型技术的最初应用主要集中在产品开发中的设 计评价、 功能试验上。 设计人员根据快速成型得到的试 件原型对产品的设计方案进行试验分析、 性能评价 ,借此 缩短产品的开发周期、 降低设计费用。经过十几来的发 展 ,快速成型技术早已突破了其最初意义上的 “原型” 概 念 ,向着快速零件、 快速工具等方向发展。 目前RP技术已得到了工业界的普遍关注, 尤其在家用 电器、汽车、玩具、轻工业产品、建筑模型、医疗器械及 人造器官模型、航天器、军事装备、考古、工业制造、雕 刻、电影制作以及从事CAD 的部门都得到了良好的应用. 其用途主要体现在以下6个方面。
加热丝状材料喷头扫描并喷出半流动状材料材料固化图9fdm原理图喷头是实现fdm工艺的关键部件喷头结构设计和控制方法是否合理直接关系到成型过程能否顺利进行并影响成型的质量另一方面为了提高生产效率可以采用多喷头美国3d公司推出的actua2100其喷头数多达96个
快速成型技术
一、快速成型技术概述 二、快速成型技术加工方法和设备 三、快速成型技术的应用 四、快速成型技术中的问题 五、展望
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。
快速成型技术及其应用
快速成型技术及其应用一、本文概述随着科技的迅速发展和市场竞争的日益激烈，产品的设计、开发和生产周期已经成为决定企业竞争力的关键因素。
在这一背景下，快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP技术）应运而生，以其独特的优势在生产制造领域引发了深刻的变革。
本文旨在全面介绍快速成型技术的基本概念、发展历程、主要类型及其在各行业中的应用实例，分析快速成型技术带来的经济效益与社会影响，并展望其未来的发展趋势和挑战。
通过对这一技术的深入探讨，我们期望能够帮助读者更好地理解并应用快速成型技术，以促进企业创新能力的提升和产业升级的加速。
二、快速成型技术的基本原理与分类快速成型技术（Rapid Prototyping, RP）是一种基于三维计算机辅助设计（CAD）数据，通过逐层堆积材料来制造三维实体的技术。
其基本原理可以概括为“离散-堆积”。
将三维CAD模型进行切片处理，得到一系列二维层面信息；然后，按照这些层面信息，通过特定的成型设备，如激光烧结机、熔融沉积机、光固化机等，将材料逐层堆积起来，最终形成与原始CAD模型一致的三维实体。
根据成型材料的不同和成型方式的差异，快速成型技术可以分为以下几类：熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling, FDM）：该技术使用热塑性材料，如蜡、ABS塑料等。
材料在喷头中加热至熔融状态，然后按照CAD模型的切片信息，通过喷头逐层挤出材料，冷却后形成实体。
光固化成型（Stereo Lithography, SLA）：使用液态光敏树脂作为材料。
在紫外光照射下，液态树脂逐层固化，形成实体。
该技术精度较高，适用于制造复杂结构和高精度的模型。
选择性激光烧结（Selective Laser Sintering, SLS）：采用粉末状材料，如塑料粉末、金属粉末、陶瓷粉末等。
在激光的作用下，粉末逐层烧结，形成实体。
该技术可以制造金属和陶瓷等高强度材料的零件。
快速成型技术总结_焊工个人技术总结
快速成型技术总结_焊工个人技术总结
快速成型技术，简称为RPT，意为Rapid Prototype Technology，也叫快速成形技术，是一项新型的材料制造技术。
它采用了计算机辅助设计和制造技术，可以快速地制造出具有复杂形状的三维实体模型，而无需制作刻板的模具，这也就是所谓的快速原型技术。
下面对传统RPT和新增型RPT作一个简单的介绍：
1. 传统板式RPT
传统板式RPT，是以太阳对光敏树脂成型的一种快速成型技术。
这种快速成型技术的基本原理是利用可快速成型的光学技术在数控设备上精确雕刻出一块基础模板，然后在这个模板上通过光固化技术制造出一层层薄片，直到制造完成整个物体。
优点：精度高，制造速度快。
缺点：成本高，制造材料有限。
2. 新增型RPT
新增型RPT，是一种结合了光固化和喷墨技术的快速成型技术。
这种技术的基本原理是首先制造出一个3D光学组件，利用光固化技术将光照射到成型区域，形成了一个光敏材料层。
然后，根据喷墨技术将所需颜色打印在材料表面，使整个光敏材料被完整的覆盖，然后在一次充分固化后，取下模型。
（也可以采用更多的喷墨技术，如喷墨打印，使得模型的表面更光滑细腻）
优点：成本低，材料多样化。
缺点：精度不高，时间长。
因此，各种RPT技术的应用范围不同，使用方式不同，具体应看具体情况和成本。
在制造过程中，技术优劣决定了制造成果，其具体应用还需要根据不同的产品和工艺采取不同方案，切勿一刀切。
快速成型技术综述
.迅速成型技术的综述纲要：迅速成型技术又称迅速原型制造(RapidPrototypingManufacturing，简称RPM)技术，被以为是近20年来制造领域的一个重要成就。
不停提升RP技术的应用水平是推进RP技术发展的重要方面。
并且跟着这一技术自己的发展，其应用领域将不停拓展。
重点词：前言：跟着全世界市场一体化的形成，制造业的竞争十分强烈，产品的开发速度日趋成为主要矛盾。
制造业为知足日趋变化的用户需求，要求制造技术有较强的灵巧性，能够以小批量甚至单件生产而不增添产品的成本。
所以，产品的开发速度和制造技术的柔性就十分重点。
从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、资料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生确立了技术物质基础。
一.RP技术的定义迅速成型技术是集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、资料科学、激光技术于一身，能够自动、直接、迅速、精准地将设计思想转变成拥有必定功能的原型或直接制造零件，进而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面供给了一种高效低成本的实现手段。
即，迅速成形技术就是利用三维CAD的数据，经过迅速成型机，将一层层的资料聚积成实体原型。
二.RP技术的基来源理迅速成形技术是在计算机控制下，鉴于失散、聚积的原理采纳不一样方法聚积资料，最后达成零件的成形与制造的技术。
1、从成形角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加。
从CAD电子模型中失散获取“点”或“面”的几何信息，再与成形工艺参数信息联合，控制资料有规律、精准地由点到面，由面到体地聚积零件。
2、从制造角度看，它依据CAD造型生成零件三维几何信息，控制多维系统，经过激光束或其余方法将资料逐层聚积而形成原型或零件。
三.特色制造原型所用的资料不限，各样金属和非金属资料均可使用；原型的复制性、交换性高；制造工艺与制造原型的几何形状没关，在加工复杂曲面时更显优胜；加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度没关，一般制造花费降低50%，加工周期节俭70%以上；高度技术集成，可实现了设计制造一体化；三.种类3D打印技术是一系列迅速原型成型技术的统称，其基来源理都是叠层制造，由迅速原型机在X-Y平面内经过扫描形式形成工件的截面形状，而在Z坐标中断地作层面厚度的位移，最后形成三维制件。
快速成型技术概述
快速成型技术概述
快速成型技术是一种用于生产快速成型零件的制造技术，它能够使用多种不同的材料，在短时间内产生复杂形状的平面或立体物品。
快速成型技术可以大大减少制造时间，提高生产效率，大大降低成本，并提供更多的可能性来实现复杂的设计。
快速成型技术主要有三类:3D打印，热成型和激光熔融成形。
3D打印技术是一种基于数字模型的直接成型技术，用于制造复杂的塑料零件。
它是一种层层堆积的3D打印技术，通过连续堆积多层薄膜的方式在物料上建立3D零件的模型，从而直接制作出3D零件。
热成型技术是用热力加工膜材，使材料形状发生变形，从而制造出所需的三维形状的一种成型技术。
它是一种快速、简单、经济的加工技术，热成型技术用于制造塑料、橡胶、金属、纤维等多种材料的形状。
激光熔融成型技术是一种采用激光技术，将金属粉末逐层熔融成形的成型加工技术。
它通过激光产生高温熔融，从而将金属粉末熔融到形状模具中，形成三维零件。
快速成型技术
2.快速成形工艺 快速成形工艺
2.3.选区激光烧结 选区激光烧结
2.3.1. SLS工艺原理 工艺原理 选区激光烧结(Selective Laser Sintering，SLS )又称为选择性激光烧 选区激光烧结 ， 又称为选择性激光烧 粉末材料选择性烧结等。 结、粉末材料选择性烧结等。 SLS成形机的主体结构是安装两个活塞机构的成形工作缸，一个用于供 成形机的主体结构是安装两个活塞机构的成形工作缸， 成形机的主体结构是安装两个活塞机构的成形工作缸 另一个用于成形，如图。 粉，另一个用于成形，如图。
快速成形技术
制作： 制作：曾龙飞
1.快速成形技术概述 快速成形技术概述
1.1. 零件成形方法分类
在制造业中各种零件的制造工艺按加工后原材料体积的变化分为： 在制造业中各种零件的制造工艺按加工后原材料体积的变化分为： 去除成形（ 传统的的车、 去除成形（Dislodge Forming）——传统的的车、铣、刨、磨等工艺 ） 传统的的车 方法就属于去除成性，它是制造业最主要的零件成型方式。 方法就属于去除成性，它是制造业最主要的零件成型方式。 受迫成形（Forced Forming）——按其加工材料的自然状态又分为固 受迫成形（ ） 按其加工材料的自然状态又分为固 态成形法（锻造、冲剪、挤压、拉拔等）、液态成形法（铸造） ）、液态成形法 态成形法（锻造、冲剪、挤压、拉拔等）、液态成形法（铸造）和半液 态成形法（注塑）。 态成形法（注塑）。 添加成形（ 八十年代初一种全新的制造概念。 添加成形（Additive Forming）——八十年代初一种全新的制造概念。 ） 八十年代初一种全新的制造概念 通过添加材料来达到零件设计要求的成形方法， 通过添加材料来达到零件设计要求的成形方法，这种新型的零件生产工 艺就是RP（快速成形）的主要实现手段。 艺就是 （快速成形）的主要实现手段。 生长成形（ 生长成形（Growth Forming） ）
FDM快速成型技术及其应用
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4、医疗行业：在医疗领域，FDM技术被用于制造人体植入物、医疗器械等。 由于其制造的材料安全、无毒，且精度高，使得FDM成为医疗行业的重要选择。
5、教育行业：在教育领域，FDM技术常被用于教学示范和实验中，通过打印 出三维模型来帮助学生更好地理解复杂的概念和结构。此外，学生也可以使用 FDM技术来制作自己的设计项目，提高实践能力和创新思维。
六、未来展望
随着科技的快速发展和社会的不断进步，我们期待快速成型技术能够在以下 几个方面有所突破：首先，设备的效率和稳定性还有待提高，以提高生产效率和 质量；其次，材料的种类和性能需要进一步拓展和优化，以满足不同应用场景的 需求；最后，我们期待这种技术能够更好地融入环保理念，以实现可持续的制造 和发展。
（4）材料广泛：光敏树脂种类繁多，可以满足各种不同类型制品的需求。
2、不足
然而，光固化快速成型技术也存在以下不足之处：
（1）成本较高：光固化快速成型技术的设备、材料和维护成本较高，限制 了其广泛应用。
（2）技术难度较大：光固化快速成型技术的技术门槛较高，需要专业人员 进行操作和维护。
（3）环境影响：光固化过程会产生有害的紫外光和挥发性有机化合物，对 环境和操作者的健康有一定影响。
8、环保行业：在环保领域，FDM技术提供了一种可持续的制造方法。通过使 用可降解或可回收的材料进行打印，可以减少废弃物的产生和对环境的影响。此 外，FDM技术还可以用于制造环保设备零件等。
9、科研领域：在科学研究领域，FDM技术常被用于制造实验模型和测试样品。 例如在材料科学中，研究人员可以使用FDM来制造不同材料的复合结构以研究其 物理和化学性能。此外在生物学领域，FDM技术也被用于制造生物组织的复杂结 构以研究其生长和发育的机制。
快速成型技术
谢谢
Thanks for you attenti速成型技术简介 • 二. 快速成型技术的现状及其应用 • 三. 快速成型技术展望
一.快速成型技术简介
什么是快速成型技术？
答：快速成型技术是在现代 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 型系统因所用成型材料不同，成 型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”， 类似于数学上积分过程。
快速成型的种类
• • • • 1.分层实体制造 2.选区激光烧结 3.熔丝沉积制造 4.三维印刷
二. 快速成型技术的现状及其应用
• 快速成型技术的核心竞争力是其制造成本 低和市场响应速度快。 • 生产厂家基于利润和速度的考量，使得快 速成型技术得以迅速发展和推广使用。
快速成型技术的应用
• 1.设计和功能验证 • 通过快速成型技术可以快速制作产品的 物理模型，以验证设计人员的构思，发现 产品设计中存在的问题。从而 迅速完善产 品的结构和性能、相应的工艺及所需模具 的设计。
RP原型 砂套造型
灌陶瓷浆料
结胶硬化
清理抛光
合箱浇注
喷烧
起模
• 小结：目前国内外快速成型技术研究、开 发的重点是其基本理论、新的快速成型方 法、新材料开发、模具制造技术、金属零 件的直接制造以及生物技术与工程的开发 与应用。
三. 快速成型技术展望
• 1.金属零件、功能梯度零件的直接快速成型 制造技术。 • 2.概念创新与工艺改进。 • 3.优化数据处理技术。 • 4.开发专用快速成型设备。 • 5.成型材料系列化、标准化。 • 6.拓展新的应用领域。
• 2.非功能性样品制作 • 在新产品正式投产之前或按照订单制造时， 需要制作产品的展览样品或摄制产品样本 照片。采用快速成型是最为理想的方法。
快速成型技术概述
三、快速成型技术的特点 优点： • 制造任意复杂的三维几何实体。 • 快速成型产品单价与原型的复杂程度和制造 数量无关。 • 高度的柔性。 • பைடு நூலகம்型的快速性 • 信息过程和材料过程一体化。 • 技术的高度集成。
缺点： • 成型后的残余应力难以消除。 • RP技术能够处理的材料种类有限。 • 成型材料和设备价格高 • 只适用小批量生产 • 成型精度和速度不够。
四、快速成型制造工艺分类 按制造工艺原理分：
1）光固化成型（SLA）★ 2）分层实体制造（LOM) 3) 选择性激光烧结（SLS） 4) 熔融沉积制造（FDM) 5) 三维打印（3DP）
五、快速成型技术的应用：
1、在新产品研发中的应用： • 概念模型的可视化、设计评价。 • 结构设计验证与装配干涉校验。 • 性能和功能测试 2、在模具中的应用：（RT—快速模具制造） • 直接快速模具制造（树脂模、陶瓷模、金属模） • 间接快速模具制造（软质模具—硅胶模具、环氧 树脂、低熔点合金模具；硬质模具—精密铸造、 熔模铸造法、电火花加工等）。
3.在快速铸造中的应用 利用快速成型技术直接制造铸造用的蜡膜、消 失模、模样、模板、型芯或型壳等。
4.在艺术领域的应用 工艺品的制造和古文物的仿制。 • 在艺术家的创作中的应用，把创作灵感变成成品， 可以进行修改。 • 在珍稀艺术品复制或修复中的应用。 5.在医学领域的应用 • 设计和制作可植入假体 • 外科手术规划
六、快速成型技术的现状和发展趋势 现状： 快速成型技术工艺日趋成熟。 在功能上从原型制造到批量定制发展； 在应用上集中在产品的设计、测试、装配。 从RP—RM的转变。 发展趋势： 1.材料成型和材料制备 2.生物制造和生长成型 3.计算机外设和网络制造 4.快速成型与微纳米制造 5.直写技术与信息处理
快速成型技术
2）三维模型的近似处理。 由于产品往往有一些不规则的自由曲面，加工前要对模型进行近似处理， 以方便后续的数据处理工作。由于STL格式文件格式简单、实用，目前 已经成为快速成型领域的准标准接口文件。它是用一系列的小三角形平 面来逼近原来的模型，每个小三角形用3个顶点坐标和一个法向量来描 述，三角形的大小可以根据精度要求进行选择。STL文件有二进制码和 ASCll码两种输出形式，二进制码输出形式所占的空间比ASCII码输出 形式的文件所占用的空间小得多，但ASCII码输出形式可以阅读和检查。 典型的CAD软件都带有转换和输出STL格式文件的功能。
2）快速性。通过对一个CAD模型的修改或重组就可获 得一个新零件的设计和加工信息。从几个小时到几十个 小时就可制造出零件，具有快速制造的突出特点。
3）高度柔性。无需任何专用夹具或工具即可完成复杂的 制造过程，快速制造工模具、原型或零件。
4）快速成型技术实现了机械工程学科多年来追求的两 大先进目标．即材料的提取（气、液固相）过程与制造 过程一体化和设计（CAD）与制造（CAM）一体化。
型头（激光头或喷头）按各截面轮廓信息做扫描运动，在工 作台上一层一层地堆积材料，然后将各层相粘结，最终得到 原型产品。
5）成型零件的后处理 从成型系统里取出成型件，进行打磨、抛光、涂挂，或放在 高温炉中进行后烧结，进一步提高其强度。
3、特点
1）可以制造任意复杂的三维几何实体。由于采用离散／堆 积成型的原理．它将一个十分复杂的三维制造过程简化为二 维过程的叠加，可实现对任意复杂形状零件的加工。越是复 杂的零件越能显示出RP技术的优越性此外，RP技术特别适 合于复杂型腔、复杂型面等传统方法难以制造甚至无法制造 的零件。
3）三维模型的切片处理。 根据被加工模型的特征选择合适的加工方向，在成型高度 方向上用一系列一定间隔的平面切割近似后的模型，以便 提取截面的轮廓信息。间隔一般取0.05mm~0.5mm，常 用0.1mm。间隔越小，成型精度越高，但成型时间也越长， 效率就越低，反之则精度低，但效率高。
《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、CNC、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 Object 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（RP）技术
快速成型（RP）技术快速成型（RP）技术简介RP技术是80年代后期发展起来的快速成型(Rapid Prototyping 简称RP)技术，被认为是近年来制造技术领域的一次重大突破，其对制造业的影响可与数控技术的出现相媲美。
RP系统综合了机械工程、CAD、数控技术，激光技术及材料科学技术，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想物化为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而可以对产品设计进行快速评价、修改及功能试验，有效地缩短了产品的研发周期。
而以RP系统为基础发展起来并已成熟的快速模具工装制造( Quick Tooling)技术，快速精铸技术(Quick Casting)，快速金属粉末烧结技术(Quick Powder Sintering)，则可实现零件的快速成品。
RP技术，迴异于传统的去除成型(如车、削、刨、磨)，拼合成型(如焊接)，或受迫成型(如铸、锻，粉末冶金)等加工方法，而是采用基于材料累积制造的思想，把三维立体看成是无数平行的、具有不同形状的层面的叠加，能快速制造出产晶原型。
快速原型制造技术(RP)将计算机辅助设计(CAD)、辅助制造(CAM)、计算机辅助控制(CHC)、精密伺服驱动和新材料等先进技术集于一体，依据计算机上构成的产品三维设计模型，对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓，激光选择性的切割一层层的纸(或固化一层层的液态树脂、烧结一层层的粉末材料或热喷头选择快速地熔覆一层层的塑料或选择性地向粉末材料喷射一层层粘结剂等)，形成各截面轮廓并逐步叠加成三维产品。
目前，它已成为现代制造业的支柱技术，是实现并行工程、集成制造技术和技术开发的必不可少的手段之一。
与传统的切削加工方法相比，快速原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。
快速成型技术概述
快速成型技术
2、快速成型的原理 20世纪80年代末、90年代初发展起来的快速成 型（Rapid Prototyping&Manu facturing：RP）技 术，突破了传统的加工模式，是近20年制造技 术领域的一次重大突破。 它是在计算机控制与管理下根据零件CAD模型， 采用材料精确堆积(由点堆积成面，由面堆积成 三维实体)的方法制造原型或零件的技术，是一 种基于离散/堆积成型原理的新型制造方法。
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(4)3DP(Three Dimension Printing)三维印刷 工艺 采用粉末材料成型，通过喷头用粘结剂将 零件的截面“印刷”在材料粉末上面。
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(5) 熔融沉积造型(FDM-Fused Deposition Modeling) FDM喷头受CAD分层数据控制使半流动 状态的材料中挤压出来，凝固型成轮廓 形状的薄层每层厚度范围在0.025～ 0.762mm，一层叠一层最后形成整个零件 模型。
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几种典型的快速成型工艺的比较
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3、快速成型技术的国内外研究现状 3.1研究现状 清华大学主要研究RP方面的现代成型学理论、 SSM（Slicing Solid Manufacturing）、FDM工 艺，并开展了基于SL工艺的金属模具的研究； 华中科技大学研究LOM工艺，推出了HRP系列 成型机和成型材料；西安交通大学开发出LPS 和CPS系列的光固化成型系统及相应树脂， CPS系统采用紫外灯为光源，成型精度0.2mm
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(3) 选择性激光烧结(SLS-Selected Laser Sintering) 在工作台上均匀铺上一层很薄(100µ-200µ)的粉 末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结或 烧结的工艺还正在实验阶段。
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逆 向 工 程 技 术 及 其 应 用
( 4 )具有较低的熔融温度。
( 5 )流动性要好。
六、选择性激光烧结工艺
1.选择性激光烧结工艺的基本原理 采用铺粉辊将一层粉末材料平铺在己成形零件的上表面。 加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度，控制系统控 制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描，使粉末的 温度升至熔化点，进行烧结并与下面已成形的部分实现 粘接。 当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺料 辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面 的烧结，直至完成整个模型。 在成型过程中，未经烧结的粉末对模型的空腔和悬臂部 分起着支撑作用。
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四、叠层实体制造工艺
1、叠层实体制造工艺的基本原理
逆 向 工 程 技 术 及 其 应 用
四、叠层实体制造工艺
2.叠层实体制造技术的特点 其主要特点如下： ( 1 )原型精度高。 ( 2 )制件能承受高达200℃ 的温度，有较高的硬度和较 好的力学性能，可进行各种切削加工。 ( 3 )无须后固化处理。 ( 4 )无须设计和制作支撑结构。 ( 5 )废料易剥离。 ( 6 )可制作尺寸大的制件。 ( 7 )原材料价格便宜，原型制作成本低。
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四、叠层实体制造工艺
表面涂覆的具体工艺过程如下： ( 1 )将剥离后的原型表面用砂纸轻轻打一磨。 ( 2 )按规定比例配制环氧树脂，并混合均匀。 ( 3 )在原型上涂刷一薄层混合后的材料，因材料的粘度 较低，材料会很容易浸入纸基的原型中。 ( 4 )再次涂覆同样配合比的环氧树脂材料以填充表面的 沟痕并长时间固化。 ( 5 )对表面已经涂覆了坚硬的环氧树脂材料的原型再次 用砂纸进行打磨，打磨之前和打磨过程中应注意测量原 型的尺一寸，以确保原型尺寸在要求的公差范围之内。 ( 6 )对原型表面进行抛光，喷涂，以增加表面的外观效 果，
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四、叠层实体制造工艺
( 8 )设备采用了高质量的元器件，有完善的安全、保护 装置，因而能长时间连续运行，可靠性高，寿命长。 ( 9 )操作方便。 但是，LOM 成型技术也有不足之处： ( 1 )不能直接制作塑料上件。 ( 2 )工件（特别是薄壁件）的抗拉强度和弹性不够好。 ( 3 )工件易吸湿膨胀，因此，成型后应尽快进行表面防 潮处理。 ( 4 ) 工件表面有台阶纹，其高度等于材料的厚度（通常 为0.lmm 左右）, 因此，成型后需进行表面打磨。
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本章小结
RP 这一制造业中具有重要意义的制造模式从产生到现 在，发展十分迅速。 与过去相比，RP 在成型工艺、RP 软件、设备尺寸、成 型材料、工程应用等方面都有了很大的发展和提高。 这些发展和变化对RP 的未来具有重要影响。
逆 向 工 程 技 术 及 其 应 用
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三、光固化成型工艺
2、光固化成型技术的特点 光固化成型技术制作的原型可以达到机磨加工的表面效 果，是一种被大量实践证明的极为有效的高精度快速加 工技术，其具体优点如下： (1)成型过程自动化程度高。 (2)尺寸精度高。
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逆 向 工 程 技 术 及 其 应 用 向 工 程 技 术 及 其 应 用
五、熔融沉积快速成型工艺
熔融沉积又叫熔丝沉积，它是将丝状的热熔性材料加热 熔化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。喷头可 沿着X 轴方向移动，而工作台则沿Y轴方向移动。 如果热熔性材料的温度始终稍高于固化温度，而成型部 分的温度稍低于固化温度，就能保证热熔性材料挤喷出 喷嘴后，随即与前一层面熔结在一起。 一个层面沉积完成后，工作台按预定的增量下降一个层 的厚度，再继续熔喷沉积，直至完成整个实体造型。 喷头的前端有电阻丝式加热器，在其作用下，丝材被加 热熔融，然后通过出口，涂覆至工作台上，并在冷却后 形成界面轮廓。
( 1 )可采用多种材料。
( 2 ) 制造工艺比较简单。 ( 3 )高精度。 ( 4 )材料利用率高，价格便宜，成本低。 ( 5 )无需支撑结构。
六、选择性激光烧结工艺
3.选择性激光烧结工艺的成型材料 SLS 工艺材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制 造陶瓷、石蜡等材料的零件，特别是可以直接制造金属 零件，这使SLS 工艺颇具吸引力。 用于SLS 工艺的材料是各类粉末，包括金属、陶瓷、石 蜡以及聚合物的粉末。 如尼龙粉、覆裹尼龙的玻璃粉、聚碳酸脂粉、聚酞胺粉、 蜡粉、金属粉（成型后常须进行再烧结及渗铜处理）、 覆裹热凝树脂的细沙、覆蜡陶瓷粉和复蜡金属粉等。 近年来更多的采用复合材料。
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四、叠层实体制造工艺
5.叠层实体制造工艺后置处理中的表面涂覆 LOM 原型经过余料去除后，为了提高原型的性能和便于 表面打磨，经常需要对原型进行表面涂覆处理，表面涂 覆的好处有： ( 1 )提高强度。 ( 2 )提高耐热性。 ( 3 )改进抗湿性。 ( 4 )延长原型的寿命。 ( 5 )易于表面打磨等处理。 ( 6 )经涂覆处理后，原型可更好地用于装配和功能检 验。
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五、熔融沉积快速成型工艺
FDM 工艺对支撑材料的要求是能够承受一定的高温、与 成型材料不浸润、具有水溶性或者酸溶性、具有较低的 熔融温度、流动性要特别好等，具体说明如下： ( 1 )能承受一定高温。 ( 2 )与成型材料不浸润，便于后处理。 ( 3 )具有水溶性或者酸溶性。
二、快速成型技术的分类及优越性
采用快速成型技术之后，可以及早地、充分地进行评价、 测试及反复修改，并且能对制造工艺过程及其所需的工 具、模具和夹具的设计进行校核，甚至用相应的快速模 具制造方法做出模具，可以大大减少失误和不必要的返 工，具体而言，以下几方面都能受益。 （1）设计者受益
逆 向 工 程 技 术 及 其 应 用
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四、叠层实体制造工艺
3.叠层实体制造工艺过程 ( 1 )叠层实体制造工艺的前处理过程 ( 2 )叠层实体制造工艺的分层叠加过程 ( 3 )叠层实体制造工艺的后处理过程 4.叠层实体原型制作误差分析 ( 1 )CAD 模型前处理造成的误差 ( 2 )设备精度误差 ( 3 )成型过程中的误差 ( 4 )成型之后环境变化引起的误差 ( 5 )工件后处理不当造成的误差
在1892年，Blanther在他的美国专利中曾建议用叠层 的方法来制作地图模型。 1940年，Perera提出相似的方法，即沿轮廓线切割硬 纸板，然后堆叠，使这些纸板形成三维地貌图。 1964年，Zang进一步细化了该方法，建议用透明的纸 板，每一块均带有详细的地貌形态标记。
逆 向 工 程 技 术 及 其 应 用
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五、熔融沉积快速成型工艺
3.熔融沉积成型材料 FDM 技术的关键在于热融喷头，喷头温度的控制要求使 材料挤出时既保持一定的形状又有良好的粘结性能。 除了热熔喷头以外，成型材料的相关特性也是FDM 工艺 应用过程中的关键。 ( 1 )材料的粘度。 ( 2 )材料熔融温度。 ( 3 )粘结性。 ( 4 )收缩率。
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五、熔融沉积快速成型工艺
当然，FDM 成型工艺与其他快速成型工艺相比，也存在 着许多缺点，主要如下： ( 1 )成型件的表面有较明显的条纹。 ( 2 )沿成型轴垂直方向的强度比较弱。 ( 3 )需要设计与制作支撑结构。 ( 4 )需要对整个截面进行扫描涂覆，成型时间较长。 ( 5 )原材料价格昂贵。
第五章 快速成型技术
快速成型（快速原型）制造技术（RP&M ）就是借助 计算机、激光、精密传动和数控等现代手段，将计算机辅
助设计（CAD)和计算机辅助制造(CAM）集成于一体，根 据在计算机上构造的三维模型，能在很短时间内直接制造 产品样品，无须传统的机械加工机床和模具。
一、快速成型技术的早期发展
（2）制造者受益
（3）推销者受益 （4）用户受益
三、光固化成型工艺
1、光固化成型基本原理 ： 液槽中盛满液态光敏树脂，氦一镉激光器或氩离子 激光器发出的紫外激光束在控制系统的控制下按零件的 各分层截面信息在光敏树脂表面进行逐点扫描，被扫描 区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件的一 个薄层。 一层固化完毕后，工作台下移一个层厚的距离，以 使在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂， 然后刮板将粘度较人的树脂液面刮平，进行下层的扫描 加工,新固化的一层牢固地粘结在前一层上，如此重复直 至整个零件制造完毕，得到一个三维实体原型。当实体 原型完成后，首先将实体取出，并将多余的树脂排净。
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六、选择性激光烧结工艺
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六、选择性激光烧结工艺
2.选择性激光烧结工艺的特点 选择性激光烧结工艺和其他快速成型工艺相比，其最大 的独特性是能够直接制作金属制品，同时该工艺还具有 如下一些优点：
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物快速成型系统。
二、快速成型技术的分类及优越性
RP&M技术按照所使用的材料不同和零件的建造技术不 同可分为多种工艺，其中包括： 光固化技术（SLA） 选择性激光烧结技术（SLS） 层状物体制造技术（LOM） 熔融沉积制造技术（FDM）
逆 向 工 程 技 术 及 其 应 用
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五、熔融沉积快速成型工艺
2.熔融沉积工艺的特点 熔融沉积快速成型工艺之所以被广泛应用，是因为它具 有其他成型方法所不具有的许多优点。具体如下： ( 1 )由于采用了热融挤压头的专利技术，使整个系统 构造原理和操作简单，维护成本低，系统运行安全。 ( 2)成型速度快。 ( 3 )用蜡成型的零件原型，可以直接用于熔模铸造。 ( 4 )可以成型任意复杂程度的零件。 ( 5 )原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变 形小。 ( 6 )原材料利用率高，且材料寿命长。 ( 7 )支撑去除简单，无需化学清洗，分离容易。