論快速成形技術

1、論快速成形技術論快速成形技術快速成形（RP）技術是由CAD模型直接驅動，快速制造任意復雜形狀三維物理實體的技術。是為制造業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)服務的一項關鍵共性技術對促進企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新、縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品競爭力有積極的推動作用。自該技術問世以來，已經(jīng)在發(fā)達國家的制造業(yè)中得到了廣泛應用，并由此產(chǎn)生一個新興的技術領域。快速成形技術集成看機械、電子、計算機、光學、新材料等領域中的技術，與傳統(tǒng)的去除材料加工方法相比，它是通過逐層增加材料來制造

2、零件的。不同種類的快速成型系統(tǒng)因所用成形材料不同，成形原理和系統(tǒng)特點也各有不同。但是，其基本原理都是一樣的，那就是“分層制造，逐層疊加“，類似于數(shù)學上的積分過程。1快速成形技術過程（1）產(chǎn)品三維模型的構建（2）三維模型的近似處理（3）三維模型的分層切片和產(chǎn)生加工路徑（4）成形加工（5）成形零件的后處理2快速成形技術的特點快速成形技術的特點(1)制造原型所用的材料不限，各種金屬和非金屬材料均可使用(2)原型的復制性、互換性高(3)制造工藝

3、與制造原型的幾何形狀無關，在加工復雜曲面時更顯優(yōu)越(4)加工周期短，成本低，成本與產(chǎn)品復雜程度無關，一般與傳統(tǒng)加工模型的工藝相比快速成形在制造費用上可以降低80%，加工周期可以節(jié)約70%以上(5)高度技術集成，可實現(xiàn)了設計制造一體化3快速成形技術快速成形技術1、立體光刻技術(SLSLA)SLA的工作原理是以液態(tài)光敏樹脂(例如一種特殊的環(huán)氧樹脂)為造型材料，采用紫外激光器為能源:一種是氦一福激光器(波長325nm，功率15~50MW)，另

4、一種是氨離子激光器(波長351~365nm，功率100~500MW)，激光束光斑大小為0.05~3mm。由CAD設計出三維模型后將模型進行水平切片，分成為成千上萬個薄層，生成分層工藝信息，按計算機所確定的軌跡，控制激光束的掃描軌跡，使被掃描區(qū)域內的液態(tài)光敏樹脂固化，形成一層薄固體截面后，升降機構帶動工作臺下降一層高度，其上復蓋另一層液態(tài)光敏樹脂，接著進行第二層激光掃描固化，新固化的一層牢固地粘在前一層上，就這樣逐層疊加直到完成整個模型的

5、制作。一般每個薄層的厚度0.07~0.4mm，模型從樹脂中取出后，進行最終硬化處理加以打光、電鍍、噴漆或著色等即可。2.薄材疊層成形技術(LOM)接堆積制造出模具，間接制模是先制出快速成型零件，再由零件復制得到所需要的模具。(4)在醫(yī)學領域的應用近幾年來，人們對RP技術在醫(yī)學領域的應用研究較多。以醫(yī)學影像數(shù)據(jù)為基礎，利用RP技術制作人體器官模型，對外科手術有極大的應用價值。(5)在文化藝術領域的應用在文化藝術領域，快速成形制造技術多用于

6、藝術創(chuàng)作、文物復制、數(shù)字雕塑等。(6)在航空航天技術領域的應用在航空航天領域中，空氣動力學地面模擬實驗(即風洞實驗)是設計性能先進的天地往返系統(tǒng)(即航天飛機)所必不可少的重要環(huán)節(jié)。該實驗中所用的模型形狀復雜、精度要求高、又具有流線型特性，采用RP技術，根據(jù)CAD模型，由RP設備自動完成實體模型，能夠很好的保證模型質量。(7)在家電行業(yè)的應用目前，快速成形系統(tǒng)在國內的家電行業(yè)上得到了很大程度的普及與應用，使許多家電企業(yè)走在了國內前列。如：

7、廣東的美的、華寶、科龍；江蘇的春蘭、小天鵝；青島的海爾等，都先后采用快速成形系統(tǒng)來開發(fā)新產(chǎn)品，收到了很好的效果。快速成形技術的應用很廣泛，可以相信，隨著快速成形制造技術的不斷成熟和完善，它將會在越來越多的領域得到推廣和應用。5快速成形的發(fā)展方向從目前RP技術的研究和應用現(xiàn)狀來看，快速成型技術的進一步研究和開發(fā)工作主要有以下幾個方面：(1)開發(fā)性能好的快速成型材料，如成本低、易成形、變形小、強度高、耐久及無污染的成形材料。(2)提高RP系

8、統(tǒng)的加工速度和開拓并行制造的工藝方法。(3)改善快速成形系統(tǒng)的可靠性，提高其生產(chǎn)率和制作大件能力，優(yōu)化設備結構，尤其是提高成形件的精度、表面質量、力學和物理性能，為進一步進行模具加工和功能實驗提供基礎。(4)開發(fā)快速成形的高性能RPM軟件。提高數(shù)據(jù)處理速度和精度，研究開發(fā)利用CAD原始數(shù)據(jù)直接切片的方法，減少由STL格式轉換和切片處理過程所產(chǎn)生精度損失。(5)開發(fā)新的成形能源。(6)快速成形方法和工藝的改進和創(chuàng)新。直接金屬成形技術將會成