快速成型技术-第一章讲解学习
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得益于现代科学技术的飞速发展。
制造业竞争剧烈，工业产品设计不同于其他设计，它是对三维、物质 实体的设计，难以纸上谈兵，因此要有实际的三维实体模型，快速成型 可以取代传统、手工模型的的制作，做到更加准确、快速直观。利用此 技术，可以快速的制作出物理原型，进行修改，最短的时间投放市场， 抢占市场。另一方面，由于互联网经济的发展，消费者的需求趋于主体 化、个性化和多样化，这要求制造技术必须具备较强的灵活性，能以小 批量甚至单件的规模进行生产，同时还不明显增加成本。
1.1.1 技术背景 1.1.2 发展历史 1.1.3 技术原理 1.1.4 技术优势 1.1.5 技术局限 1.2.1 工业制造 1.2.2 文化创意 1.2.3 生物医疗 1.2.4 其他应用
1.3.1 国际：机遇与挑战并存
1.3.2 国内：后发优势明显
1.1 快速成型技术简介
快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP），亦通常 所说的3D打印技术。该技术诞生于20世纪80年代，不同于传 统的通过去除材料来获得零件的方法,基于离散/堆积原理采 用不同方法堆积材料最终完成零件的成形与制造的技术，它 突破了传统的制造模式，是近20几年来全球制造业领域的一 项重大技术成就。
添加成型又称堆积成型，它是利用机械、物理、化学等方 式通过按照一定轨迹有序的进行添加材料的方法，最终将所 需的产品堆积成型。
快速成型技术属于添加成型，它在成型工艺上突破了传统 的成型方法，通过快速自动的成型系统与计算机三维数据模 型有机的结合，无需任何附加的模具或机械加工，就能快速 的制造出各种形状复杂原型或零件。
➢ CAD建模 ➢ 分层 ➢ 层面信息处理
由CAD软件设计出所 需零件的计算机三维 曲面或实体模型
将三维模型沿一定方向 （通常为Z向）离散成 一系列有序的二维层片 （习惯称为分层）
➢ 层面加工与粘接
根据每层轮廓信息， 进行工艺规划，选
➢ 层层堆积
择加工参数，自动 生成数控代码
➢ 后处理
成形机制造一系列
1.1 快速成型技术简介
RP技术与传统加工方法的比较
项目：
传统机床加工
制造零件的 受刀具或模具的限制，无法制造太复 复杂程度 杂的曲面或异形深孔等
材料利用率 产生切屑，利用率低
RP加工
可制造任意复杂（曲面）形状 的零件
利用率高，材料基本无浪费
加工方法 加工对象 工具
去除成型，切削加工 个体（金属树脂片，木片等） 切削工具
快速成型技术是以计算机三 维设计模型为蓝本，通过软件分 层离散和数控成型系统，利用激 光束、电子束等方式将金属粉末、 陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特 殊材料进行逐层的堆积和黏结， 最终叠加出成型的实体产品。
1.1 快速成型技术简介
传统的“材料去除法
快速成型技术又称之为增材制造技术, ”加工过程
是将之相对于传统的材料去除加工工艺
技术飞速发展：快速成型技术，原理并不复杂，但能够成熟的进行应 用，得益于现代技术的高速发展，涉及到一系列的技术：微电子技术、 计算机技术、数控技术、激光技术、材料科学，这些技术的发展为快速 成型技术提供所需的软硬件基础。
1.1.2 发展历史
快速成型技术并非是一项完全崭新的技术，其核心思想可以追溯到19 世纪照相雕塑和地貌成形专利。但，受限于当时材料技术与计算技术等众 多因素，这些早期的快速成型技术实践并没有得到广泛的商业化应用。现 代意义上的快速成型技术研究始于20世纪70年代，直到80年代，该技术才 得以变为现实。
1.1 快速成型技术简介
按照成型方法分类，目前业内常用的快速成型 技术主要有以下几种：
立体光固化技术（SLA） 熔融沉积技术（FDM） 选择性激光烧结技术（SLS） 三维印刷工艺（3DP） 分层实体制造技术（LOM）
1.1.1 技术背景
快速成型技术的产生，源于以下两个方面：
源于制造业市场的迫切需求；
添加成型，逐层加工 液体、图像、粉末、纸、其他 光束、热束
与传统材料加工技术相比，RP技术具有的鲜明特点：
（1）数字化制造，直接CAD模型驱动，如同使用打印机。 （2）高度柔性和适应性。可制造任意复杂形状的零件。 （3）快速。从CAD设计到零件加工完毕，只需几小时。 （4）才来类型丰富且利用率高。 （5）产品单价基本与复杂程度无关。 （6）应用领域广泛。
快速成形技术（RPT）
Rapid Prototyping Technology
第一章 快速成型技术概论
本章目标
了解快速成型技术的起源和发展历史 掌握快速成型的技术特点 了解快速成型技术的应用领域 了解快速成型技术的发展趋势
本章内容
1.1 快速成型技术简介
1.2 快速成型技术的应用领域 1.3 快速成型产业现状与趋势
(如传统的车、钳、铣、刨、磨等机械加
工工艺,以及锻造、铸造等材料塑性变形
制造工艺)。
来自百度文库
快速成型(Rapid Prototyping)
1.1 快速成型技术简介
产品三维CAD模型
快速成形的“材料叠加法” 加工过程
二维
离散
堆积
分层离散 逐层叠加
粘接、 熔结
生成实体模型
1.1 快速成型技术简介
快速成形制造的基本过程
1.萌芽期
1860年，法国艺术家Franois Willème申请到了多照相机实体雕塑 （Photosculpture）。 该技术将24台照相机绕物体围城一个360度的圆并进行拍照，然后使用 与切割机相连的比例绘图仪绘制物体轮廓。
1892年，美国人J.E.Blanther的地貌成形（Topography）专利，原理是 将地形图轮廓线印在一系列的蜡片上，然后按轮廓线切割蜡片，最后将 其粘结在一起，熨平平面，就能得到三维地形图。
层片并自动将它们
清去理除零辅件 助表 支面 撑，联 维接 物起 理来 实， 体得到三
结构
1.1 快速成型技术简介
RP技术与传统加工方法的比较
➢去除成型与添加成型: 去除成型，运用分离的方法，把一部分材料有序的从基体
上分离出去的成型方法。传统的机械加工方法，如车、铣、 刨、磨、钻、电火花加工和激光线切割等都属于去除成型。
2.奠基期
20世纪最后30年是现代快速成型技术的奠基期，期间，美国、 日本、德国、法国的科研人员各自独立的提出了现代快速成型技 术的基本概念，即叠加制造的方法产生三维实体的思想，现代成 型的核心技术因而相继问世，为商业化应用奠定基础。。
制造业竞争剧烈，工业产品设计不同于其他设计，它是对三维、物质 实体的设计，难以纸上谈兵，因此要有实际的三维实体模型，快速成型 可以取代传统、手工模型的的制作，做到更加准确、快速直观。利用此 技术，可以快速的制作出物理原型，进行修改，最短的时间投放市场， 抢占市场。另一方面，由于互联网经济的发展，消费者的需求趋于主体 化、个性化和多样化，这要求制造技术必须具备较强的灵活性，能以小 批量甚至单件的规模进行生产，同时还不明显增加成本。
1.1.1 技术背景 1.1.2 发展历史 1.1.3 技术原理 1.1.4 技术优势 1.1.5 技术局限 1.2.1 工业制造 1.2.2 文化创意 1.2.3 生物医疗 1.2.4 其他应用
1.3.1 国际：机遇与挑战并存
1.3.2 国内：后发优势明显
1.1 快速成型技术简介
快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP），亦通常 所说的3D打印技术。该技术诞生于20世纪80年代，不同于传 统的通过去除材料来获得零件的方法,基于离散/堆积原理采 用不同方法堆积材料最终完成零件的成形与制造的技术，它 突破了传统的制造模式，是近20几年来全球制造业领域的一 项重大技术成就。
添加成型又称堆积成型，它是利用机械、物理、化学等方 式通过按照一定轨迹有序的进行添加材料的方法，最终将所 需的产品堆积成型。
快速成型技术属于添加成型，它在成型工艺上突破了传统 的成型方法，通过快速自动的成型系统与计算机三维数据模 型有机的结合，无需任何附加的模具或机械加工，就能快速 的制造出各种形状复杂原型或零件。
➢ CAD建模 ➢ 分层 ➢ 层面信息处理
由CAD软件设计出所 需零件的计算机三维 曲面或实体模型
将三维模型沿一定方向 （通常为Z向）离散成 一系列有序的二维层片 （习惯称为分层）
➢ 层面加工与粘接
根据每层轮廓信息， 进行工艺规划，选
➢ 层层堆积
择加工参数，自动 生成数控代码
➢ 后处理
成形机制造一系列
1.1 快速成型技术简介
RP技术与传统加工方法的比较
项目：
传统机床加工
制造零件的 受刀具或模具的限制，无法制造太复 复杂程度 杂的曲面或异形深孔等
材料利用率 产生切屑，利用率低
RP加工
可制造任意复杂（曲面）形状 的零件
利用率高，材料基本无浪费
加工方法 加工对象 工具
去除成型，切削加工 个体（金属树脂片，木片等） 切削工具
快速成型技术是以计算机三 维设计模型为蓝本，通过软件分 层离散和数控成型系统，利用激 光束、电子束等方式将金属粉末、 陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特 殊材料进行逐层的堆积和黏结， 最终叠加出成型的实体产品。
1.1 快速成型技术简介
传统的“材料去除法
快速成型技术又称之为增材制造技术, ”加工过程
是将之相对于传统的材料去除加工工艺
技术飞速发展：快速成型技术，原理并不复杂，但能够成熟的进行应 用，得益于现代技术的高速发展，涉及到一系列的技术：微电子技术、 计算机技术、数控技术、激光技术、材料科学，这些技术的发展为快速 成型技术提供所需的软硬件基础。
1.1.2 发展历史
快速成型技术并非是一项完全崭新的技术，其核心思想可以追溯到19 世纪照相雕塑和地貌成形专利。但，受限于当时材料技术与计算技术等众 多因素，这些早期的快速成型技术实践并没有得到广泛的商业化应用。现 代意义上的快速成型技术研究始于20世纪70年代，直到80年代，该技术才 得以变为现实。
1.1 快速成型技术简介
按照成型方法分类，目前业内常用的快速成型 技术主要有以下几种：
立体光固化技术（SLA） 熔融沉积技术（FDM） 选择性激光烧结技术（SLS） 三维印刷工艺（3DP） 分层实体制造技术（LOM）
1.1.1 技术背景
快速成型技术的产生，源于以下两个方面：
源于制造业市场的迫切需求；
添加成型，逐层加工 液体、图像、粉末、纸、其他 光束、热束
与传统材料加工技术相比，RP技术具有的鲜明特点：
（1）数字化制造，直接CAD模型驱动，如同使用打印机。 （2）高度柔性和适应性。可制造任意复杂形状的零件。 （3）快速。从CAD设计到零件加工完毕，只需几小时。 （4）才来类型丰富且利用率高。 （5）产品单价基本与复杂程度无关。 （6）应用领域广泛。
快速成形技术（RPT）
Rapid Prototyping Technology
第一章 快速成型技术概论
本章目标
了解快速成型技术的起源和发展历史 掌握快速成型的技术特点 了解快速成型技术的应用领域 了解快速成型技术的发展趋势
本章内容
1.1 快速成型技术简介
1.2 快速成型技术的应用领域 1.3 快速成型产业现状与趋势
(如传统的车、钳、铣、刨、磨等机械加
工工艺,以及锻造、铸造等材料塑性变形
制造工艺)。
来自百度文库
快速成型(Rapid Prototyping)
1.1 快速成型技术简介
产品三维CAD模型
快速成形的“材料叠加法” 加工过程
二维
离散
堆积
分层离散 逐层叠加
粘接、 熔结
生成实体模型
1.1 快速成型技术简介
快速成形制造的基本过程
1.萌芽期
1860年，法国艺术家Franois Willème申请到了多照相机实体雕塑 （Photosculpture）。 该技术将24台照相机绕物体围城一个360度的圆并进行拍照，然后使用 与切割机相连的比例绘图仪绘制物体轮廓。
1892年，美国人J.E.Blanther的地貌成形（Topography）专利，原理是 将地形图轮廓线印在一系列的蜡片上，然后按轮廓线切割蜡片，最后将 其粘结在一起，熨平平面，就能得到三维地形图。
层片并自动将它们
清去理除零辅件 助表 支面 撑，联 维接 物起 理来 实， 体得到三
结构
1.1 快速成型技术简介
RP技术与传统加工方法的比较
➢去除成型与添加成型: 去除成型，运用分离的方法，把一部分材料有序的从基体
上分离出去的成型方法。传统的机械加工方法，如车、铣、 刨、磨、钻、电火花加工和激光线切割等都属于去除成型。
2.奠基期
20世纪最后30年是现代快速成型技术的奠基期，期间，美国、 日本、德国、法国的科研人员各自独立的提出了现代快速成型技 术的基本概念，即叠加制造的方法产生三维实体的思想，现代成 型的核心技术因而相继问世，为商业化应用奠定基础。。