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1、摘要 成形材料的开发应用,可提升成形质量、拓宽原型应用的领域、开发新的成形工艺.软件是快速成形技术的灵魂,第三方软件介入是当前快速成形技术软件开发的一个明显趋势.基于快速成形思想的各种新的工艺方法、研究与工艺装备开发,以及桌面化设备和功能原型成形设备的开发,是新的快速成形设备研制的两大趋势.关键词 快速成形,成形材料,软件技术,工艺装备Abstract Bydevelopingandapplyingmaterialofformingorshaping,formingqualitycanbepromoted,prototypeappli-cationcanbe
2、broadened,andnewRPprocesscanbedeveloped.Softwareisthecoreofrapidprototypingtechnology.Thefieldofrapidprototypingtechnologywherecommercialsoftwareinvolvedisanobvioustrendofsoftwaretechniquedevelopmentatpresent.Theresearchonvariousnewtechnologicalmethodandtechnologicalequipmentbasedo
3、ntheprincipleofrapidprototypingaswellasthedevelopmentofdesktopequipmentandfunctionalizingequipment,aretwoR&DbigtrendsindevelopingnewRPequipment.Keywords rapidprototyping,formingmaterial,softwaretechnique,processequipment引言快速成形制造(RPM)是20世纪80年代末、90年代初由美国开发的高新制造技术,其重要意义可与数控(CNC)技术相比。该
4、技术采用材料累加的新成形原理,直接通过CAD数据制成三维实体模型。这一技术不需要传统的机床、夹具、刀具,便可快速而精密地制造出任意复杂形状的零件模型,从而实现了“自由制造”。快速成形出现给工业产品的造型开发、工艺品的模型设计提供了最为便捷的制造工具,使产品的开发速度数十倍地提高。而且越是复杂结构的物体,其制造速度提高越显著。1快速成形技术的国内外研究现状快速成形技术(RapidPrototypingTechnology,以下简称RP技术)是20世纪80年代中后期发展起来的一项新兴的先进制造技术,其核心思想是基于降维离散的方法,把任意复杂的三维实体通过切片处理
5、,转换为二维平面的制造和沿成形方向做一维的层片叠加,实现物理原型的快速制造.我国快速成形技术自20世纪世纪90年代初开始发展,西安交通大学、北京隆源公司等院校和企业在典型的快速成形设备、软件、材料等方面的研究和产业化方面的获得了重大进展。随后国内许多高校和研究机构也开展了相关研究,重点在金属成形方面开展研究。我国快速成形技术的研究工作基本与国际同步。在快速成形技术新设备研发和应用方面我国则落后于国外。由于我国在这方面的投入少,企业的应用开发能力弱,故相对于欧美国家,在新技术的开发上已显落后。在应用上,我们许多行业缺少后续技术研发,例如在快速制造的原型向模具和
6、功能零件转化方面没有形成系统技术体系,企业没有很好地将此技术应用在产品开发方面。国外快速成形技术在航空领域超过8%的应用量,而我国在这方面的应用量则非常低。快速成形尤其适合于航空航天产品中的零部件单件小批量的制造,具有成本低和效率高的优点。国外在航空航天器的研制中不断尝试应用快速成形技术,显示出了巨大发展潜力。在我国重大的专项研究和航空航天事业发展中,快速成形这一技术都有广泛的用途。因此,通过“产学研用”结合,通过不断与企业合作,拓展应用领域,将是快速成形制造技术发展的根本方向。2快速成型系统的构成和原理2.1 系统构成快速成型系统主要由硬件和软件两部分组成
7、。其中,硬件由工业控制计算机、激光选区烧结器、光路及其扫描系统、成型室及送料室组成;软件由操作系统、CAD软件、CAD切层软件、激光选区烧结控制软件等组成。（一）快速成型技术的原理快速成型技术是将计算机技术、CAD、机械工程、数控技术、检测技术、激光技术和材料科学等集合为一体的高新技术。近年来，该技术在国内外得到了迅速的发展，并将成为21世纪制造业的重要组成部分。其原理是根据对三维CAD电子模型进行分层切片处理，得到一系列的二维截面轮廓，然后用激光束或其它方法切割、固化或烧结某种状态材料，得到一层层的产品截面并逐步叠加成三维实体。RP技术摒弃了传统机械加工的
8、材料“去除”加工法，而采用全新的材料增长加工法，将复
