模具快速成型制造技术
四种常见快速成型技术
四种常见快速成型技术第一种常见快速成型技术：数控加工技术。
数控加工技术是一种机器控制加工技术，利用计算机及其相应的程序控制生产设备，进行机械加工，使得一次处理能完成的で一台以上的机器工具构成的加工中心,部件在台面上面固定，四个或以上的自动工具装在滑轨上, 根据电脑程序指定的加工参数，自动更换、安装选择夹具，分别做加工工作，从而完成制件定位、撬开、冲孔、攻丝、开槽、铰榫等复杂加工工作。
数控加工技术主要采用机械加工加工，适用于大批量生产或多种多样零件快速、高效率、低成本加工，且图纸精度高、表面光洁度高等。
第二种常见快速成型技术：熔融塑料成型技术。
熔融塑料成型技术首先将原料加工成模板，然后将模板放入机器中，当原料温度到达要求时，机器自动把原料按照设定的温度、时间及力度压入模具内，形成冷却后的成型物体。
这种技术利用塑料的特性，具有效率高，成型精度高，成型时根据原料的特性可以做出不同的加工处理，并且具有强度大，防水，耐高低温的特点，适用于各种塑料制品的快速成型。
第三种常见快速成型技术：射出成型技术。
射出成型技术指在机械压力下将原料熔融输送到射出模具成型模块中，随后由冷却系统冷却，完成制件的快速成型。
这种技术主要用于金属铸件、塑料件等的制造，具有造件精度高，尺寸稳定性好，表面光洁，强度高，厚度一致，成型快，节省材料等优点。
第四种常见快速成型技术：热压成型技术。
热压成型技术是把金属或塑料原料置于型模具内，用压力和热量同时共同作用，使金属和塑料原料发生塑性变形而成型的一种快速成型技术。
该技术采用型模具可以实现造型精度高、制件造型美观，制造完后制件可以免去热处理步骤；并且利用该技术进行多余的金属屑的再生，形成复合制件，极大的降低了制件的生产成本。
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
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。
快速成型技术简介
立体光固化成形(SLA)
• 是目前最为成熟和广泛应用的一种快速成型制造 工艺。这种工艺以液态光敏树脂为原材料，在计 算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截面的 轮廓轨迹对液态树脂逐点扫描，使被扫描区的树 脂薄层产生光聚合(固化)反应，从而形成零件的 一个薄层截面。完成一个扫描区域的液态光敏树 脂固化层后，工作台下降一个层厚，使固化好的 树脂表面再敷上一层新的液态树脂然后重复扫描、 固化，新固化的一层牢固地粘接在一层上，如此 反复直至完成整个零件的固化成型。
• LOM工艺是将单面涂有热溶胶的纸片通过 加热辊加热粘接在一起，位于上方的激光 切割器按照CAD分层模型所获数据，用激 光束将纸切割成所制零件的内外轮廓，然 后新的一层纸再叠加在上面，通过热压装 置和下面已切割层粘合在一起，激光束再 次切割，如此反复逐层切割、粘合、切 割……直至整个模型制作完成 。
• 是通过将丝状材料如热塑性塑料、蜡或金 属的熔丝从加热的喷嘴挤出，按照零件每 一层的预定轨迹，以固定的速率进行熔体 沉积。每完成一层，工作台下降一个层厚 进行迭加沉积新的一层，如此反复最终实 现零件的沉积成型。
（5）三维印刷法(3DP,Three Dimensional Printing )
• 利用喷墨打印头逐点喷射粘合剂来粘结粉 末材料的方法制造原型。3DP的成型过程与 SLS相似，只是将SLS中的激光变成喷墨打 印机喷射结合剂。
成型过程示意图
• 快速成型工艺的优势：
------使模型或模具的制造时间缩短数倍甚至数十倍，大大缩 短新产品研制周期； ------使复杂模型的直接制造成为可能，提高了制造复杂零件 的能力； ------可以及时发现产品设计的错误，做到早找错、早更改， 避免更改后续工序所造成的大量损失，显著提高新产品 投产的一次成功率； ------使设计、交流和评估更加形象化，使新产品设计、样品 制造、市场定货、生产准备、等工作能并行进行，支持 同步（并行）工程的实施； ------节省了大量的开模费用，成倍降低新产品研发成本。
探究基于快速成型技术的快速模具制造
探究基于快速成型技术的快速模具制造发布时间：2021-09-07T07:15:37.369Z 来源：《时代建筑》2021年9期5月上作者：郭庆彬[导读] 随着我国社会主义市场经济的不断发展，我国的市场竞争也在不断的加剧，我国的企业要想在激烈的市场经济中站稳脚跟，进一步发展，就只能响应市场的需求，提升为消费者服务的水平，提升企业的综合竞争实力。
而我国的工业发展过程中，工业产品的生产正逐渐向着高质量、小批量、低成本、多品种的方向发展。
而这样的市场需求对于产品的生产也越来越苛刻。
市场需求要求企业的产品生产模式不断升级，只有在工业生产中做到更快更多更精细，才能真正满足消费者和市场的需求，推动企业发展。
深圳市和胜金属技术有限公司 2201221971052****1 郭庆彬深圳 518000摘要：随着我国社会主义市场经济的不断发展，我国的市场竞争也在不断的加剧，我国的企业要想在激烈的市场经济中站稳脚跟，进一步发展，就只能响应市场的需求，提升为消费者服务的水平，提升企业的综合竞争实力。
而我国的工业发展过程中，工业产品的生产正逐渐向着高质量、小批量、低成本、多品种的方向发展。
而这样的市场需求对于产品的生产也越来越苛刻。
市场需求要求企业的产品生产模式不断升级，只有在工业生产中做到更快更多更精细，才能真正满足消费者和市场的需求，推动企业发展。
快速成型技术作为最适合当前市场生产的关键技术，它的应用对工业企业的发展有着至关重要的意义。
而基于快速成型技术的快速模具制造能够更好地提升产品制造的水平和效率，推动企业的进步与发展，提升企业的整体实力。
通过对快速模具制造技术在具体应用中的探讨，找出快速模具制造技术应用过程中的具体问题，提出针对性的解决方案，提升企业生产效率。
关键词：快速成型技术；快速模具制造；企业技术应用；市场需求1.基于快速成型技术的快速模具制造的意义基于科学技术快速发展的快速成型技术在很多领域都得到了广泛的应用，快速成型技术将精密机械、数控、激光技术、计算机辅助设计等有机地融为一体，具有高度的柔韧性及快速性，由于快速成型技术自身的优势能够快速地提升模具制造速度，大大缩短产品的开发时间及模具的制造时间，所以受到了业界的广泛认可，该种制造技术已经成为了当前重要的研究课题及制造行业的核心技术。
快速成型技术在铸造模具制造中的应用
机械化工 !"#!$%&$'(') *+&,-./&$01$21(3$&)%$'%3$$$
快速成型技术在铸造模具制造中的应用
范4伟
大连远景铸造有限公司!辽宁大连!$$+&#发展有着非常紧密的联系为了可以有效地推动我国工业生产领域的进步和成长工 作人员需要将先进的快速成型技术引进模具制造作业中以求显著提升模具生产效率这也是笔者将要与大家进行分析和讨论的 重点内容
三技术应用 一 汽车工业 快速成型技术在汽车工业中也有着非常广泛地应用"工作 人员在使用该技术时需要先将熔点较高的铝合金均匀地喷涂 于汽车模型的外表面"通过这些方式所制作出的汽车模板具有 耐用性强#精度高#可批量生产#质量高#制作成本低等技术优 势"在汽车工业中的发动机#气缸以及其他内部构件的生产作 业中都起到了非常关键性的作用$ 二 航空工业 快速成型技术除了在汽车工业有所应用之外"在航空工业 中也有着非常重要的意义"以火箭模型内的壳体零部件为例" 若以传统的模型制作方式进行生产制造"通常需要至少 = 个月 的制造时间"同时还需要至少 (% 万元的制作成本"无论是制作 周期还是制作成本"快速成型技术都有着绝对的优势"工作人 员在使用快速成型技术进行火箭模型内壳体零部件的制造工 序时"需要先将标准模板节能性固定"并且在其中浇筑适量的 硅橡胶"浇筑作业完成之后"工作人需要静置约 $)f2)%f"当硅 橡胶材料完全凝固之后"工作人员需要按照模具的分割线将模 具进行分模处理"从而进一步完成壳体零部件模具的生产制 作"通过这种方式制作而成的模具通常可以在 ) 个月之内完 成"工作人员在对这些模具进行适当地精加工处理之后便可以 投入后续的生产使用中"通过快速成型技术所制作出的模具与 传统的模具制作方法相比"制作周期约节约 ) *("而制作成本约 节约 ( *3$ 四结语 总而言之"虽然快速成型技术在我国汽车工业和航空工业 中都有着非常重要的应用"在软质模具和硬质模具的制作与生 产中也起到了非常关键性的作用"但是该技术在实际使用时仍 然还存在着一些技术层面上的不足之处"希望相关技术人员可 以对该技术进行进一步地优化和改进"希望该技术在不久之后 可以在工业生产领域中发挥出更加重要的作用$ 参考文献 $ 陈亘宇&快速成型技术及其在 模 具 制 造 领 域 的 应 用 L &科技视界)%$?)( $%$2$%)& ) 谈耀文王永信程永利&光固化快速成型树脂模具在 铸造工业中的应用 L &模具工业)%$(('%3 $0'2$1)&
快速成型（RP）的原理方法及应用
快速成型（RP）的原理方法及应用快速成型(RP)的原理方法及应用快速成型(RP)技术是一种集计算机、数控、激光和材料技术于一体的先进制造技术。
本文通过介绍快速成型系统的原理方法和特点，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。
1前言当今时代，制造业市场需求不断向多样化、高质量、高性能、低成本、高科技的方向发展，一方面表现为消费者兴趣的短时效和消费者需求日益主体化、个性化和多元化；另一方面则是区域性、国际市场壁垒的淡化或打破，要求制造业的厂商必须着眼于全球市场的激烈竞争。
因此快速地将多样化、性能好的产品推向市场成为了制造业厂商把握市场先机的关键，由此导致了制造价值观从面向产品到面向顾客的重定位，制造战略重点从成本与质量到时间与响应的转移，也就是各国致力于CIMS(ComputerIntegratedManufactureSystem)、并行工程、敏捷制造等现代制造模式的研究与实践的原因。
快速成型(RapidPrototyping)技术正是在这种时代的需求下应运而生的。
它是由三维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。
2快速成型的原理及特点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，按照一定厚度进行分层，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，从底到顶完成零件的制作过程。
它是计算机辅助设计与制造技术、逆向工程技术、分层制造技术、材料去除成形、材料增加成形技术以及它们的集成的总称。
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-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,
RP技术简介
RP-Rapid Prototyping(快速成型)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，而是采用材料累加法制造零件原型，其原理是先将CAD生成的三维实体模型通过分层软件分成许多细小薄层，每个薄层断面的二维数据用于驱动控制激光光束，扫射液态光敏树脂，使其固化，以逐层固化的薄层累积成所设计的实体原型，激光快速成型技术较之传统的诸多加工方法展示了以下的优越性:1．可以制成几何形状任意复杂的零件，而不受传统机械加工方法中刀具无法达到某些型面的限制。
2．曲面制造过程中，CAD数据的转化(分层)可百分之百地全自动完成，而不靠数控切削加工中需要高级工程人员数天复杂的人工辅助劳动才能转化为完全的工艺数控代码。
3. 不需要传统的刀具或工装等生产准备工作。
任意复杂零件的加工只需在一台设备上完成，因而大大地缩短了新产品的开发成本和周期，其加工效率亦远胜于数控加工。
4．设备购置投资低于数控机床。
目前激光快速成型技术在制造业中已成熟地应用于以下领域:产品设计评估与校审RP技术将CAD的设计构想快速、精确、而又经济地生成可触摸的物理实体。
简述快速成型技术的应用领域。
简述快速成型技术的应用领域。
快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP）是一种通过将计算机模型直接转化为物理模型的制造技术。
它利用计算机辅助设计（CAD）软件将设计模型转化为三维数字模型，然后通过快速成型机器将数字模型转化为实体模型。
快速成型技术的应用领域非常广泛，下面将对其主要应用领域进行简要介绍。
1. 制造业：快速成型技术在制造业中的应用非常广泛。
它可以用于制造各种机械零件、模具、模型等。
通过快速成型技术，可以大大缩短产品开发周期，降低产品开发成本，提高产品质量。
此外，快速成型技术还可以用于制造复杂的结构件，如骨骼支架、人工关节等。
2. 医疗领域：快速成型技术在医疗领域的应用非常广泛。
它可以用于制造医疗器械、医疗模型、人体组织修复等。
通过快速成型技术，可以根据患者的具体情况，定制医疗器械和人工器官，提高手术的精确性和成功率。
同时，快速成型技术还可以用于制造人体模型，帮助医生进行手术模拟和培训。
3. 文化艺术：快速成型技术在文化艺术领域的应用也越来越广泛。
它可以用于制造各种艺术品、雕塑、建筑模型等。
通过快速成型技术，艺术家可以更加自由地发挥创造力，制作出更加精细、复杂的作品。
同时，快速成型技术还可以用于文物保护和修复，帮助保护和传承人类的文化遗产。
4. 教育领域：快速成型技术在教育领域的应用也日益增多。
它可以用于制作教学模型、实验装置等。
通过快速成型技术，教师可以更加生动地展示教学内容，提高学生的学习兴趣和参与度。
同时，快速成型技术还可以用于学生的创意设计和创新实践，培养学生的创造力和实践能力。
5. 建筑领域：快速成型技术在建筑领域的应用也越来越广泛。
它可以用于制造建筑模型、结构模型等。
通过快速成型技术，建筑师可以更加直观地展示设计方案，帮助客户更好地理解和接受设计。
同时，快速成型技术还可以用于制造建筑构件和装饰品，提高建筑施工效率和质量。
快速成型技术在制造业、医疗领域、文化艺术、教育领域和建筑领域等多个领域都有广泛的应用。
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。
快速成型技术的原理工艺过程及技术特点
快速成型技术的原理、工艺过程及技术特点：快速成型属于离散／堆积成型。
它从成型原理上提出一个全新的思维模式维模型，即将计算机上制作的零件三维模型，进行网格化处理并存储，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，由成型头在控制系统的控制下，选择性地固化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坯件．然后进行坯件的后处理，形成零件。
快速成型的工艺过程具体如下：l ）产品三维模型的构建。
由于 RP 系统是由三维 CAD 模型直接驱动，因此首先要构建所加工工件的三维CAD 模型。
该三维CAD模型可以利用计算机辅助设计软件（如Pro/E , I-DEAS , Solid Works , UG 等）直接构建，也可以将已有产品的二维图样进行转换而形成三维模型，或对产品实体进行激光扫描、CT 断层扫描，得到点云数据，然后利用反求工程的方法来构造三维模型。
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。
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。
快速成型技术在模具制造中的应用与发展前景
快速成型技术在模具制造中的应用与发展前景快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP），又称增材制造技术（Additive Manufacturing，简称AM），是一种通过逐层逐点添加材料的方式，直接将三维数字模型转换为实体模型的制造技术。
它通过数控技术、计算机模型和数字化工艺的应用，极大地缩短了传统制造过程中从设计到加工的时间，提高了制造效率和产品质量，并在模具制造领域得到广泛应用。
快速成型技术在模具制造中的应用主要体现在以下几个方面：1. 制造复杂结构的模具：传统的模具制造往往需要多次加工和组装，制约了模具的结构复杂度和精度，而快速成型技术可以直接将复杂的三维数字模型转化为实体模型，使得制造复杂结构的模具变得更加容易。
例如，快速成型技术可以实现内部空腔、内螺纹结构等复杂形状的模具制造，大大提高了模具的功能性和应用领域。
2. 减少制造周期：快速成型技术可以大大缩短模具的设计和制造周期。
传统的模具制造需要经过设计、加工、组装等多个环节，而且每个环节都可能出现问题导致延误。
而快速成型技术可以直接将数字模型转化为实体模型，减少了多个环节的中间过程，加快了模具的制造速度。
尤其是在产品开发的初期阶段，这种快速制造模具的能力非常重要，可以提高产品研发的效率和竞争力。
3. 优化模具结构和性能：快速成型技术可以通过不断试验迅速调整模具的设计和结构，提高模具的性能和质量。
在传统的模具制造中，往往需要经过多次试验和修改才能最终确定模具的结构和参数。
而快速成型技术可以通过快速制造并测试多个不同设计的模具样品，迅速找到最优设计方案，减少了试错的成本和周期，提高了模具的效率和性能。
4. 减少模具制造成本：快速成型技术不仅可以缩短制造周期，还可以降低模具制造的成本。
传统的模具制造方式往往需要大量的人工和设备投入，制造周期长，成本高。
而快速成型技术可以通过直接从数字模型中生成模具，减少了多个加工环节和设备的投入，降低了制造成本。
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。
快速成型技术方案
快速成型技术方案
快速成型技术（Rapid Prototyping, RP）是一种快速制作三维
物理模型的方法，用于在产品开发过程中快速验证和优化设计。
以下是一些常见的快速成型技术方案。
1. 基于激光烧结的3D打印：使用激光束将粉末材料逐层烧结，从而构建三维模型。
这种方法适用于金属、塑料和陶瓷等多种材料。
2. 光固化3D打印：利用光敏树脂通过紫外线光束逐层固化，
构建模型。
这种方法适用于制作局部细节较为复杂的模型。
3. 熔融沉积3D打印：将材料加热至熔融状态后通过挤出头喷
射或滴注的方式逐层堆积。
这种方法适用于金属和塑料等材料。
4. 粉末熔融3D打印：将粉末材料通过热源加热至熔融状态后
通过喷头喷射到基板上，逐层堆积。
这种方法适用于金属材料的制作。
5. 线条熔融3D打印：使用金属丝或塑料线条通过加热源加热
至熔化状态，通过控制喷头的移动轨迹逐层堆积。
这种方法适用于金属和塑料等材料。
6. CNC加工：利用数控机床以三维坐标系控制刀具进行切削，将零件从固态材料中削减出来。
这种方法适用于金属和塑料等材料。
7. 快速硅胶模具制作：通过3D打印或其他快速成型技术制作模型原型，再通过注塑或浇铸等方法制作硅胶模具，用于快速复制多个产品原型。
以上是一些常见的快速成型技术方案，具体选择哪种技术要根据零件的要求、材料的特性和制造成本等因素进行综合考虑。
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三维实体。
第8章 模具快速成型制造技术
光固化成型法
第
二
节
快
2．光固化成型的原理
速
光固化成型技术不同于传统的材料去除制造方
成
法，它是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作
型
的。该方法的成型原理：SLA将所设计零件的
技 术 工 艺 方 法
三维计算图像数据转换成一系列很薄的模型截 面数据，然后在快速成型机上，用可控制的紫 外线激光束，按计算机切片软件所得到的每层 薄片的二维图形轮廓轨迹，对液态光敏树脂进 行扫描固化，形成连续的固化点，从而构成模
图8-6 快速成型技术在工业领域中的应用
第8章 模具快速成型制造技术
光固化成型法
第
二
节
快
1．光固化成型的概念
速
光固化成型法（Stereo Lithography
成
Appearance，SLA），是目前快速成型技
型
术领域中研究得最多的方法，也是技术上最
技 术 工 艺 方 法
为成熟的方法。它用特定波长与强度的激光 聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由 线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业， 然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度， 再固化另一个层面，这样层层叠加构成一个
成
② 叠层实体制造法（Laminated Object
型
Manufacturing，LOM）；
技
③ 熔融沉积制造法（Fused Deposition
术
Modeling，FDM）；
简 介
④ 选择性激光烧结法（Selective Laser Sintering，SLS）。
第8章 模具快速成型制造技术
快速成型技术的应用 第 一 节 快 速 成 型 技 术 简 介
快速成型加工的基本过程
第
一
节 快
原型零件快速成型的全过程包括前处理、分
速
层叠加成型和后处理，如图8-2所示。
成
① 前处理。包括原型零件三维模型的构造、
型
三维模型的近似处理、快速成型方向的选择
技
和三维模型的切片处理。
术
② 分层叠加成型。它是快速成型的核心，包
简 介
括模型截面轮廓的制作与截面轮廓的叠合。 ③ 后处理。包括工件的剥离、后固化、修补、
技 术 简 介
型，再将数据进行一定的处理，输入加工参 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，并使之黏 结而成型。
第8章 模具快速成型制造技术
快速成型技术的基本原理 第 一 节 快 速 成 型 技 术 简 介
图8-1 快速成型制造技术原理
第8章 模具快速成型制造技术
快速成型技术的基本原理
第
一
节
快
快速成型技术核心是由三维设计模型直接通
速
过软件驱动快速成型机，基于离散、堆集成
成
型原理，逐步堆积成型材料，层层叠加形成
型
物理模型。它不必采用传统的加工机床和工
技Байду номын сангаас术 简 介
模具，只需传统加工方法的30%～50%的工 时和20%～35%的成本，就能直接制造产品 或模具。
第8章 模具快速成型制造技术
第8章 模具快速成型制造技术
光固化成型法 第 二 节 快 速 成 型 技 术 工 艺 方 法
图8-7 光固化成型设备工作原理示意图 1-激光源；2-扫描系统；3-刮刀；4-工作台；5-液槽；6-可升降工作台
三维实体。
第8章 模具快速成型制造技术
光固化成型法
第
二
节
快
1．光固化成型的概念
速
光固化成型法（Stereo Lithography
成
Appearance，SLA），是目前快速成型技
型
术领域中研究得最多的方法，也是技术上最
技 术 工 艺 方 法
为成熟的方法。它用特定波长与强度的激光 聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由 线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业， 然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度， 再固化另一个层面，这样层层叠加构成一个
第8章 模具快速成型制造技术
快速成型技术的特点
第
一
节
快
速
(1) 制造的快速性。
成 型 技 术
(2) 制造技术的高度集成化。 (3) 制造的自由性。 (4) 制造过程的高柔性。
简
介
第8章 模具快速成型制造技术
快速成型技术的工艺方法
第
一
节 快
① 光固化成型法（Stereo Lithography
速
Appearance，SLA）；
打磨、抛光和表面强化处理等。
第8章 模具快速成型制造技术
快速成型加工的基本过程 第 一 节 快 速 成 型 技 术 简 介
图8-2 原型零件快速成型的全过程
第8章 模具快速成型制造技术
快速成型数据模型的转换与处理
第
一 节 快
快速成型数据模型的转换与处理的过程如图 8-3所示。
速
成
型
技
术
简
介
图8-3 从CAD模型到RPM系统的数据转换与处理过程
的大小可以根据精度要求进行选择。
第8章 模具快速成型制造技术
快速成型系统的数据格式
第
一
节 快
（1）STL格式文件的规则
速
① 取向规则。
成
② 共顶点规则。
型
③ 取值规则。
技
④ 实体封闭规则。
术
（2）STL格式文件的错误及其修复
简 介
① 出现错误的裂缝或孔洞。 ② 三角形过多或过少。
③ 微小特征遗漏或出错。
第8章 模具快速成型制造技术
快速成型技术简介 快速成型技术工艺方法 快速成型技术的制模方法
第8章 模具快速成型制造技术
快速成型技术的基本原理
第
一
节
快
快速成型制造技术原理如图8-1所示。它采
速
用离散/堆积成型原理，根据三维CAD模型，
成
对不同的工艺要求，按一定厚度进行分层，
型
将三维数字模型变成厚度很薄的二维平面模
第8章 模具快速成型制造技术
快速成型系统的数据格式
第
一
节
快
目前，最普遍的方法是采用美国3D
速
System公司开发的STL
成
（Sterolithography）格式文件。STL格式
型 技 术 简 介
文件格式简单、实用，是快速原型系统所应 用的标准接口文件。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 三个顶点坐标和一个法向量来描述，三角形
型的一个薄截面轮廓。
第8章 模具快速成型制造技术
光固化成型法
第
二
节
快
成型开始时，工作平台在液面下一个确定的深
速
度，聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐
成
点扫描，即逐点固化。下一层以同样的方法制
型
造。当一层扫描完成后，未被照射的地方仍是
技 术 工 艺 方 法
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，刮刀将黏度 较大的树脂液面刮平，然后再进行下一层的扫 描，新固化的一层牢固地黏在前一层上。 图8-7所示为光固化成型设备工作原理示意图。