浅谈快速成型制造技术的现状及在工业领域中的应用.pdf

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1、第23卷第5期机电产品开发与纠新V01．23，No．5呈Q!里璺皇旦坐：!!!!竺竺苎!!!!!竺!!!兰翌竺竺!!!苎!!!!!!型塑塑!!堡璺呈巳：!兰Q!Q文章编号：1002—6673(2010)05-099--03浅谈快速成型制造技术的现状及在工业领域中的应用杨建国(贵阳生产力促进中心，贵州贵阳550002)摘要：作为一种上世纪末出现的先进制造技术，快速成型制造技术(RPT)已经成为一个重要的课题，文章从三个方面对RPT进行了阐述，RPT的基本原理，即采用(软件)离散／(材料)堆积的原理；RPT的应用状况；以及RPT在工业领域中的应用。RPT在工业中得到了广泛的应用。具有重要的现

2、实意义。关键词：快速成型制造技术(RPT)；工业领域；应用中图分类号：TW249文献标识码：Adoi：10．3969／i．issn．1002—6673．2010．05．0400引言快速成型制造技术(R胛)，它是20世纪80年代末出现的成型方式，是先进制造技术的重要组成部分。目前，产业策略是以市场响应速度为首的状况，RPT可以缩短产品开发周期，降低开发成本，提高企业的竞争力。带来巨大的经济效益，因而越来越引起人们的重视．成为机械制造领域中的一重要研究课题。1快速成型技术的基本原理快速成型制造技术(RPT)是一种先进的制造技术，它是由计算机辅助设计(CAD)、反求工程(RE)、快速成型(RP

3、)和快速制模(RT)技术在信息互联网支持下，形成一套快速制造系统的技术。RPT采用(软件)离散，(材料)堆积的原理，制造零件通过离散获得堆积的顺序、路径、限制和方式，通过堆积材料叠加起来形成三维实体。RPT从成型思想上突破了传统的去除成型(车、铣、刨、磨、钳等)方法和受迫成型(锻压、铸造粉末冶金等)方法，它采用逐点或逐层堆积材料的方法制造物理模型。属于离散，堆积成型方法．即分层实体制造。砒吓技术通过对零件的三维设计模型进行分层解剖，再按照轮廓曲线，使用成型设备对材料进行逐层叠加制作而成。基本过程为：选择合理的坐标系，对模型投影进行微分。以尽量小的单位长度作为单元结构，扫描出这一高度上的平

4、面轮廓。通过CAD图形与控制系收稿日期：2010—08—18作者简介：杨建国(1954-)，男，工程师，贵阳生产力促进中心副主任。研究方向：快速成型和工业设计。统成型喷嘴动作的联系．根据不同的成型系统．选取适当的材料．一层层地做出无限多个片状结构，最后以积分形式叠加，得到与模型所对应的实体。简单来说，就是将微积分理论作用到成型技术当中．以最接近模拟曲线的若干段直线分层组成所需形状。在具体操作中可以选用树脂、工程塑料、粉末等不同的成型材料．根据其性能选择适当的制件办法。制作出与模型相符的实际样件。2快速成型制造技术的应用状况经过十几年的发展．RPT技术已经具有相当广泛和稳定的应用范围．建立

5、起十余种成熟的成型系统．其工艺都已趋于完善。在此基础上展望该技术的应用前景。应朝着实现各类成型件制造的高效率、低成本、高精度、直接成型等方向发展。2．18PT技术的现有应用领域根据材料与注模方式的不同，常用的成型系统包括SLA、SIS、FDM、PCM和DMLs等方法。SLA、SLS分别选用液体状的光敏树脂和工程塑料粉末作为成型材料，其主要用途都是为铸造工艺提供注样的蜡膜．或制作较高精度要求的塑料制品。FDM与SLS类似．只是选用的工程塑料原料为丝状而非粉末状。PDM方式较为特殊，它不需要铸造模具．而是通过对树脂类或其它形式的粘结剂来粘结材料粉末，形成铸造模具，使用这种办法制作的铸模一般用

6、于金属铸造工艺。最后介绍的是DMLS直接金属成型技术，它是在SLS技术的基础上．将热塑料粘结剂改为金属粘结剂，大大降低了每一层构件的厚度，因此制作精度较高，基本可以直接作为铸模，铸造金属原型和小批量金属零件。而经过抛光处理后，其表面可以达到镜面质量，作为更高精度要求的模·制造业信息化·具应用。2．2RPT技术的应用环节首先通过CAD软件或反求技术，获取零件的轮廓造型．形成三维模型的几何信息。将模型数据代入分层模式处理，得到每层图形分别对成型设备产生的控制信号。在成型过程中严格要把握材料、成型设备、联结工艺三个方面，得到模型的实体复制品。最后。根据成型件的应用要求，对其表面或内部进行处理，

7、达到可以接受的质量和性能。2．3RPT的应用前景快速成型制造技术进一步的研发重点可以包括：(1)结合更先进技术。快速成型现有技术的基本流程都是基于传统的模型分析技术。为了提高其科技含量，可以考虑结合更多建模技术。如借鉴生物医学领域的扫描成像仪器。如CT、B超等手段。使物件的逐层剖析获得更加优质的效果；结合3D数字化的反求技术。提高获取轮廓线的效率等。(2)拓宽应用领域。目前快速成型现有技术的应用领域主要在于新产品开发．起到缩短开发周