快速成型技術(shù)概述

快速成型技術(shù)主講：Email:jinkaijia@

快速成型技術(shù)一、概述1、現(xiàn)代制造業(yè)在需求不斷向多樣化，高質(zhì)量高性能，低成本發(fā)展的今天，面對(duì)日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，制造業(yè)的經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略，從50～60年代的“規(guī)模效益第一”和70～80年代的“價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)第一”轉(zhuǎn)變?yōu)?0年代的“市場(chǎng)響應(yīng)速度第一”，時(shí)間因素被提到了首要地位快速成型技術(shù)快速成型技術(shù)1979年，東京大學(xué)的中川威雄教授利用分層技術(shù)制造了金屬?zèng)_裁模、成型模和注塑模。20世紀(jì)70年代末到80年代初，美國(guó)3M公司的AlanJ.Hebert（1978年）、日本的小玉秀男（1980年）、美國(guó)UVP公司的CharlesW.Hull（1982年）和日本的丸谷洋二（1983年），各自獨(dú)立地首次提出了RP的概念，即利用連續(xù)層的選區(qū)固化制作三維實(shí)體的新思想。CharlesW.Hull在UVP的資助下，完成了第1個(gè)RP系統(tǒng)StereolithographyApparatus（SLA），并于1986年獲得專利，這是RP發(fā)展的一個(gè)里程碑。隨后許多快速成型概念、技術(shù)及相應(yīng)的成型機(jī)也相繼出現(xiàn)?？焖俪尚图夹g(shù)2、快速成型的原理

20世紀(jì)80年代末、90年代初發(fā)展起來的快速成型（RapidPrototyping&Manufacturing：RP）技術(shù)，突破了傳統(tǒng)的加工模式，是近20年制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破。它是在計(jì)算機(jī)控制與管理下根據(jù)零件CAD模型，采用材料精確堆積(由點(diǎn)堆積成面，由面堆積成三維實(shí)體)的方法制造原型或零件的技術(shù)，是一種基于離散/堆積成型原理的新型制造方法。快速成型技術(shù)2.1成型方式的分類去除成型（DislodgeForming）添加成型（AdditiveForming）受迫成型（ForcedForming）生長(zhǎng)成型(GrowthForming)快速成型技術(shù)去除成型受迫成型添加成型材料利用率產(chǎn)生切屑，材料利用率低產(chǎn)生工藝廢料，如澆冒口，飛邊等材料利用率高，大多數(shù)工藝可達(dá)100％產(chǎn)品精度與性能通常為最終成型，精度高多用于毛坯制造，屬凈成型或近凈成型范疇屬于凈成型范疇，精度較好可制造零件的復(fù)雜程度受刀具或模具等的形狀限制，無法制造太復(fù)雜的曲面和異形深孔等受模具等工具的形狀限制，無法制造太復(fù)雜的曲面可制造任意復(fù)雜形狀的零件快速成型技術(shù)2.2快速成型技術(shù)的原理快速成型屬于添加成型，屬于離散/堆積成型。先由CAD軟件設(shè)計(jì)出所需件的計(jì)算機(jī)三維曲面或?qū)嶓w模型；然后據(jù)工藝要求，其將按一定厚度進(jìn)行分層，把原來的三維電子模型變成二維平面信息(截面形狀)；再將分層后的二維信息生成數(shù)控代碼，以平面加工方式有順序地連續(xù)加工出每個(gè)薄層模型并使它們自動(dòng)粘接而成型?？焖俪尚图夹g(shù)快速成型技術(shù)快速成型的工藝過程1）產(chǎn)品三維模型的構(gòu)建2）三維模型的近似處理3）三維模型的切片處理4）成型加工5）成型零件的后處理快速成型技術(shù)快速成型的特點(diǎn)1)快速性

從CAD設(shè)計(jì)到原型零件制成，一般只需幾個(gè)小時(shí)至幾十個(gè)小時(shí)，速度比傳統(tǒng)的成型方法快得多，使快速成型技術(shù)尤其適合于新產(chǎn)品的開發(fā)與管理。

(2)設(shè)計(jì)制造一體化

落后的CAPP一直是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化的較難克服的一個(gè)障礙，而對(duì)于快速成型來說，由于采用了離散堆積的加工工藝，CAPP已不再是難點(diǎn)，CAD和CAM能夠很好地結(jié)合。

(3)自由成型制造

自由的含義有兩個(gè)：一是指可以根據(jù)零件的形狀，無需專用工具的限制而自由地成型，可以大大縮短新產(chǎn)品的試制時(shí)間；二是指不受零件形狀復(fù)雜程度限制。

快速成型技術(shù)(4)高度柔性

僅需改變CAD模型，重新調(diào)整和設(shè)置參數(shù)即可生產(chǎn)出不同形狀的零件模型。(5)材料的廣泛性

快速成型技術(shù)可以制造樹脂類、塑料類原型，還可以制造出紙類、石蠟類、復(fù)合材料以及金屬材料和陶瓷材料的原型。

快速成型技術(shù)(6)技術(shù)的高度集成

RP技術(shù)是計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)、激光、材料和機(jī)械的綜合集成，只有在計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光器件和功率控制技術(shù)高度發(fā)展的今天才可能誕生快速成型技術(shù)，因此快速成型技術(shù)帶有鮮明的時(shí)代特征。(7)與反求工程、cad技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等相結(jié)合，成為產(chǎn)品快速開發(fā)的有力工具。零件的復(fù)雜程度和生產(chǎn)批量與制造成本基本無關(guān)?？焖俪尚图夹g(shù)快速成型技術(shù)的分類RP技術(shù)可分為兩大類：基于激光或其它光源的成型技術(shù)，如：立體光造型（Stereolithography：SL）、迭層實(shí)體制造（LaminatedObjectManufacturing：LOM）、選擇性激光燒結(jié)（SelectedLaserSintering：SLS）、形狀沉積制造（ShapeDepositionManufacturing：SDM）等；基于噴射的成型技術(shù)，如：熔融沉積制造（FusedDepositionModeling：FDM）、三維打印制造（ThreeDimensionalPrinting：3DP）等?？焖俪尚图夹g(shù)(1)SLA光固化立體造型(SLA-StereolithographyApparatus)也稱光造型或立體光刻該技術(shù)以光敏樹脂為原料，計(jì)算機(jī)控制下的紫外激光按預(yù)定零件各分