基于激光烧结快速成型的零件快速制造技术可行性分析报告

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1、一、研宄内容本项H的主要研宂内容为激光烧结快速成型系统的研制、激光烧结快速成型丁.艺研究（包括树脂材料、陶瓷材料、金属等粉末材料激光烧结的工艺研究）、原型零件制造的研允、金域零件直接烧结技术的研允、后续工艺技术的研究（包括软模制作、中间模制作、硬模制作等模具制造工艺的研究）、反求工程研究（包拈真实零件的数字化、数据i构技术等的研究）。二、该项目国内外现状1、开发研宄情况快速成型技术自80年代末在全世界范围内开展以来，在近十年的吋间里，在制造领域逐渐发展成为一种崭新的制造技术，力制造领域带來一个全新的制造概念。利川该技术，可以

2、从CAD直接获得零件的原形，从而人虽地节省产品的研制开发周期和制造成木。对丁•新产品开发、单件小批蛍生产有若重人的经济效益。激光快速成型技术是快速成型技术的一种，由于艿加工材料广泛，无耑支搾，而且能够接制造金属零件因此其发展较其它快速成型方法更快，应用范M也更为广泛。自80年代初美国3M公司提出快速原型制造的概念以来，短短20年以内，在全球从事该项技术的开发研究的机构已经达到数百家，即使在屮国，目前与快速成型技术冇关的研究、开发以及用户单位已达数十家，显示出蓬勃的生命力。随®快速成型技术在实验室的研制成功，相关设备的开发研制

3、也逐步成熟，自从1987年美国3DSystem公司推出快速成型设备以来，世界各M的快速成型设备每年儿乎以儿何级数递增。据不完全统计，至1998年底，世界各国的即设缶拥有量己达4000台袞，中国人陆地区的设备拥有量也达到110套左右。据统计，1998年美国的相关产值己达10亿美元，快速成型技术ft其诞生之H至今，先后经历了三个发展过程，即零件的原型制造、快速工模具制造以及金属零件的间接快速制造。随着该项技术的发展，金属零件的n接制造已经凸现到人们的面前。金属零件的直接制造技术可以人大缩短零部件的制造周期，节约K贵的高性能材料。

4、其潜在用途还能用来进行零件的合金化，其至将不同材料做成一个零件，以满足零部件不同部位不同性能的设计耍求。据英国《国际飞行》周刊1999年3月报道巳开始用激光直接制造法生产钛材料样件。力学性能试验表明，用该方法得到的零件材料性能可满足工业ASTM规范，并且生产周期减少50—70%。材料利用率达80%以上。该技术用于生产昂资的金属材料吋很合算，并且有可能用来生产大型、整体结构，还可用来修理有损伤及故障的零件。当然，该技术中使用到的激光功率必须足够人。2、产品应用领域快速成型技术的砬用范围极其广泛，与快速成型技术的三个发展阶段相对

5、应，其应用也基本上分三个方而：原型实体应用由快速成型技术得到的零件原型可以将CAD系统屮的零件设计概念在极短时间A变成原型实体，供设计人员审定、参考，将可能出现的问题解决在设计阶段，避免了生产中工吋、紂料和投产吋间的损失。也可以直接将原型实体提交客户和市场，进行市场凋研和客户信息咨询，能够在尽可能短的吋间内制造出满足市场需求的产品。在军車和建筑领域存在着火眾的原型制作需求，如部队指挥作战的沙盘模型、地形地貌模型等，建筑设计中建筑物的模型，其电记城市规划模型都可以通过快速成型技术真实地反映到胶型实体上。由快速成型系统得到的原型

6、实体可以n接或间接用于模具制造。通过对原型进行适当的后处理，可以用于制作模具，可以是石菪模、橡胶模，也可以是金屈模具。通过这种途径可以人幅度降低模具制造的生产成本和生产周期。特别是在铸造工业，激光烧结快速成型技术可以直接制备铸造用型壳和型芯，大幅度降低铸造成本，缩短生产周期，并且在最大程度上变革了传统铸造恶劣的生产环境，为铸造业提供了一条技术革新之路、快速制造应用直接制造零部件足快速成型技术的最终应川目标，也足其最终的发展力向。目前快速成型的研宄重点己经转移到快速制造上。由子该技术从根木卜.变革丫传统制造思想，可以说，它将敁

7、终应川子整个制造领域。尤艿是对于各种难加工材料零部件单件小批生产，具有巨大的经济效益、反求工程应用通过对己有零件的数字化处理，如工业CT扫描、断层扫描、激光测量的手段，获得零件的数字信息，通过CAD重构，获得零件的CAD模型，进行零件的复制是快速成型技术的另一方面应用。特别是在医疗领域，它可以快速制造人体的骨骼（假肢或具冇生物活性的骨骼替代品等），将对人类健康和医疗手段产生重大影响。H前在该领域已经有不锈钢假肢制作的案例。3、相关企业状况快速成型技术最先应川于国防、军事领域，并且该项目最初发展的资助单位都足來tl军方以及国防

8、部门。随着技术发展逐步走向成熟，逐步受到W家宥关单位的熏视，在一般工业领域的应用也越来越广泛。以屮W为例，从90年代初期起，M家将快速成型技术列入W防“九五”计划，通过M防基金和闽家然科学®金进行了i点资助。1997年起，国家科委、地方政府、生产力促进中心等部门都对该技术进行了重点扶持。并