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。
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。
快速成型与快速制模复习题
快速成型与快速制模复习题1、快速成型制造工艺的全过程包括哪三个阶段？简述每个阶段的内容。
答：（1）前处理。
三维模型的构造、三维模型的近似处理、模型成形方向的选择和三维模型的切片处理。
（2）分层叠加成形。
截面轮廓的制作与截面轮廓的叠合（3）后处理。
工件的剥离、后固化、修补、打磨、抛光和表面强化。
2、光固化成型工艺过程原理图，请回答光固化成型工艺定义及过程答：定义：SLA以光敏树脂为原料，通过计算机控制紫外激光使其凝固成型。
原理：液槽中盛满液态光敏树脂，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，使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，在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，刮板将粘度较大的树脂液面刮平，然后进行下一层的扫描加工，新固化的一层牢固地粘结在前一层上，重复直至整个零件制造完毕过程：前处理。
CAD三维造型，数据转换、摆放方位确定、施加支撑和切片分层原型制作。
光固化成型后处理。
剥离，去除废料和支撑结构4、选择性激光烧结过程原理图，请回答选择性激光烧结定义及过程定义：SLS利用粉末材料，在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成形。
原理：铺粉辊将一层粉末材料平铺在已成形零件的上表面，并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。
过程：前处理。
CAD造型，数据转换叠层加工。
粉层激光烧结叠加后处理。
渗蜡或渗树脂5、叠层实体制造过程原理图，请回答叠层实体制造定义及过程LOM原理：工作台上制作基底，工作台下降，送纸滚筒送进一个步距的纸材，工作台回升，热压滚筒滚压背面涂有热熔胶的纸材，将当前迭层与原来制作好的迭层或基底粘贴在一起，切片软件根据模型当前层面的轮廓控制激光器进行层面切割，逐层制作，当全部迭层制作完毕，再将多余废料去除。
快速成型
2 快速成型技术的应用RP 技术完成从产品的概念设计（或改型设计）———造型设计———结构设计———基本功能评估———模拟样件试制这段开发过程。
但实际上，其应用领域几乎包括了制造的所有行业，以及医疗、人体工程、文物保护等领域。
2．1 快速成型在新产品研发中的应用在现代产品设计中，设计手段日趋先进，计算机辅助设计使得产品设计更加快捷、直观，但由于软件和硬件的局限，设计人员在新产品的研发阶段仍无法直观地评价所设计产品的效果、结构的合理性以及生产工艺的可行性。
每一个设计环节都可能存在着一些人为的设计缺陷，如果不及早发现就会影响后续工作。
RP 技术将CAD 数字模型实体化，可以对其进行设计评价、干涉检验，甚至进行某些功能测试，将设计缺陷消灭在初步设计阶段，减少损失。
2．2 快速成型在模具制造中的应用传统模具制造的方法很多，如数控铣削加工、成形磨削、电火花加工、线切割加工、铸造模具、电解加工、电铸加工、压力加工和照相腐蚀等。
由于这些工艺复杂、加工周期长、费用高而影响了新产品对于市场的响应速度。
而传统的快速模具其工艺粗糙、精度低、寿命短，很难完全满足用户的要求。
快速模具制造（RT）技术是用快速成型技术及相应的后续加工来快速制作模具的技术。
应用快速模具制造技术，在最终生产模具开模之前进行新产品试制与小批量生产，可以大大提高产品开发的一次成功率，制造周期仅为原来的1/3~1/5，这些优点是RT 技术具有很好的发展条件。
快速模具制造技术在快速成型技术领域中，发展最迅速，产值增长最明显。
RP+RT 技术提供了一种从模具的CAD 模型直接制造模具的新概念和新方法，他将模具的概念设计和加工工艺集成在一个CAD/CAM系统内，为并行工程的应用创造了良好的条件。
RT 技术采用RP 早期、多回路、快速信息反馈的设计与制造方法，结合各种计算机模拟与分析手段，形成了一整套全新的磨具设计与制造系统。
RT 根据CAD 模型无需数控切削加工直接将复杂的型腔曲面制造出来，使模具制造在提高质量、缩短研制周期、提高制造柔性等方面取得了明显的效果。
快速成型知识点
1、快速成型：快速成型技术，又称实体自由成型技术，快速成型的工艺方法是基于计算机三维实体造型，在对三维模型进行处理后，形成截面轮廓信息，随后将各种材料按三维模型的截面轮廓信息进行扫描，使材料粘结、固化、烧结，逐层堆积成为实体原型。
激光烧结深度：是直接影响烧结质量的重要因素之一，主要由激光能量参数及粉末材料的特征参数决定的。
其中，激光能量参数又包括激光功率、激光束扫描速度、激光线的长度及宽度；粉末材料的特征参数则包括粉末材料对激光的吸收率、粉末熔点、比热容、颗粒尺寸及分布、颗粒形态及铺粉密度。
成型精度：是评价成型质量最主要的指标之一，它是快速成型技术发展的基石。
精度值一般的指机器的精度，即使给出制作也是专门设计的标准件的精度，而并非以为着制作任何制件都能达到的精度。
直接制模：用SLS、FDM、LOM等快速成型工艺方法直接制造出树脂模、陶瓷模和金属模具。
间接制模：用快速成型件作母模或过度模具，在通过传统的模具制造方法来制作模具。
软模技术：采用各种快速成型技术包括SLA、SLS、LOM，可直接将模型（虚拟模型）转换为具有一定机械性能的非金属的原型（物理模型），在许多场合下作为软模使用，用于小批量塑料零件的生产。
桥模制作：将液态的环氧树脂于有机或无机复合材料作为基体材料，以原型为基准浇注模具的一种间接制模方法。
覆模陶瓷：与覆模金属粉末类似，包覆陶瓷粉末（Al2O3等）。
金属粉：按其组成情况分为三种：（1）单一的金属粉（2）两种金属粉末的混合体，其中一种熔点较低起粘结剂的作用（3）金属粉末和有机粘结剂的混合体。
2、SLA/LOM基本原理及特点：（1）SLA基本原理: SLA技术是交计算机CAD造型系统获得制品的三维模型，通过微机控制激光，按着确定的轨迹，对液态的光敏树脂进行逐层扫描，使被扫描区层层固化，连成一体，形成最终的三维实体，再经过有关的最终硬化打光等后处量，形成制件或模具。
特点：可成型任意复杂形状，成型精度高，仿真性强，材料利用率高，性能可*，性能价格比较高。
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。
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,
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。
快速成型技术的应用
快速成型技术的应用【摘要】本文主要简述了快速成型技术的概念、工作过程以及其应用和发展趋势。
快速成型技术与数控加工、铸造、金属冷喷涂、模具制造等手段相结合，已成为产品快速制造的强有力手段，在轻工产品、航空航天、汽车、摩托车、家电、生物等领域得到了广泛应用【关键词】快速成型；过程；应用快速成型（Rapid Prototyping，简称RP）又称快速原型，原型是被仿制或研制的第一个模型或最原始的模型。
要求原型尽可能与样品相像，能精确的再现样品的形状。
快速成型技术就是，可以快速自动地将设计思想物化为具有结构和功能的原型或直接制造零部件，从而可以对设计的产品进行快速评价、修改，大大缩短新产品开发周期降低开发成本，避免产品研发失败的风险，提高企业竞争力。
1 快速成型过程RP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，是计算机技术、数控技术、材料科学、激光技术、机械工程技术的集成，是先进制造技术的重要组成部分。
与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD 几何模型出发，通过分层离散软件和数控成型系统，用特殊的工艺方法（熔融、烧结、粘结等）将材料堆积而形成实体零件，故也成为增材制造（MIM）或分层制造技（LMT）。
由于快速成型技术把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在没有模具和工具的条件下生成任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。
快速成型的过程包括：产品CAD实体模型的构建→三维模型的分层处理→层层制造、堆积成型→后处理，四个主要步骤。
2 快速成型技术的应用RP技术完成从产品的概念设计（或改型设计）———造型设计———结构设计———基本功能评估———模拟样件试制这段开发过程。
但实际上，其应用领域几乎包括了制造的所有行业，以及医疗、人体工程、文物保护等领域。
2．1 快速成型在新产品研发中的应用在现代产品设计中，设计手段日趋先进，计算机辅助设计使得产品设计更加快捷、直观，但由于软件和硬件的局限，设计人员在新产品的研发阶段仍无法直观地评价所设计产品的效果、结构的合理性以及生产工艺的可行性。
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
快速成型技术及其在模具制造中的运用
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光， 以预定原型各分层截面的轮廓为轨迹逐点扫描， 使被扫描 区的树脂薄层产生光聚反应后固化， 从而形成一个薄层截面。 当一层固化后， 向上（或向下）移动工作台， 在刚刚固化的树脂表 面布放一层新的液态树脂， 再进行新一层扫描固化。新固化的 一层牢固地粘合在前一层上， 如此重复至整个原型制造完毕。 其工作原理如图 ３ 所示。ＳＬＡ 技术特点是精度高， 表面质量好， 原材料利用率高， 可用于制造形状复杂、外观精细的零件。
利用选择性激光烧结聚合物包覆的金属粉末， 得到含有金 属的实体， 再将聚合物在一定温度下分解消失， 然后在高温下 烧结， 这种烧结件多位低密度的多孔状结构， 可以渗入熔点较 低 的 金 属 后 直 接 得 到 金 属 模 具 。这 种 模 具 可 用 作 吹 塑 零 件 的 模 具， 也可作小的注塑模具和压铸模具， 用这种方法制作的钢 －
撒成薄薄的一层， 红外板将粉末预热到稍低于熔点温度， 然后 用计算机控制激光束按原型或零件的截面形状扫描平台上的 粉末。激光束扫描所到之处， 粉末被烧结形成物理模型的组成 部分。升降工作台一个层厚， 用滚筒在已烧结层上再铺撒一层 粉末， 用激光束扫描烧结， 依次重复逐层烧结直至形成完整原 型 。烧 结 粉 末 可 以 是 塑 料 、金 属 、陶 瓷 、蜡 粉 及 其 复 合 物 等 。ＳＬＳ 技术特点是可用材料多， 制造工艺简单， 高精度， 低成本。其工 作原理如图 ５ 所示。
的作用。
【关 键 词】 Ｃ ＡＤ／ Ｃ ＡＭ； 快速成型； 模具制造 【中 图 分 类 号】 ＴＧ２４９．５ 【文 献 标 识 码】 Ａ 【文 章 编 号】 １００３－ ２６７３（２００７）０７－ ００４６－ ０３
引言 快速成型技术 （ Ｒａｐｉｄ Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ， 简称 ＲＰ） 是 ２０ 世纪
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。