快速成型发展趋势及应用拓展

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1、快速成型发展趋势及应用拓展材料工程学院张皓学号240070840快速成型论文摘要：阐述快速成型其他内容及需要拓展的。关键词：；模具制造，快速成型，RP，反求工程，制造网格，资源共享一引言快速成型(RapidPrototyping)是上世纪80年代末及90年代初发展起来的高新制造技术，是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的条件下生

2、成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。   与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段相结合，已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。二快速成型的发展趋势2.1开发概念模型机或台式机　　　目前，RP技术向两个方向发展：工业化大型系统，用于制造高精度、高性能零件；自动化的桌面小型系统，此类系统称为概念模型机或台式机

3、，主要用于制造概念原型。发达国家许多科研机构（如IBM公司）及教育单位（中等职业学校甚至中小学）已经开始购买此种小型RP设备，并极有可能进入家庭。美国通用汽车公司也计划为其每位工程师配备一台此类设备。采用桌面RP系统制造的概念原型，可用于展示产品设计的整体概念、立体形态布局安排，进行产品造型设计的宣传，作为产品的展示模型、投标模型等使用。2.2开发新的成形能源SL、LOM、SLS等快速成形技术大多以激光作为能源，而激光系统（包括激光器、冷却器、电源和外光路）的价格及维护费用昂贵，致使成形件的成本较高，于是许多RP研究集中

4、于新成形能源的开发。目前已有采用半导体激光器、紫外灯等低廉能源代替昂贵激光器的RP系统，也有相当多的系统不采用激光器而通过加热成形材料堆积出成形件。2.3开发性能优越的成形材料RP技术的进步依赖于新型快速成形材料的开发和新设备的研制。发展全新的RP材料，特别是复合材料，如纳米材料、非均质材料、其它传统方法难以制作的复合材料已是当前RP成形材料研究的热点。目前国外RP技术的研究重点是RP成形材料的研究开发及其应用，美国许多大学里进行RP技术研究的科技人员多数来自材料和化工专业。2.4研究新的成形方法与工艺在现有的基础上，拓

5、宽RP技术的应用，开展新的成形技术的探索。新的成形方法层出不穷，如三维微结构制造、生物活性组织的工程化制造、激光三维内割技术、层片曝光方式等。对于RP微型制造的研究主要集中于：RP微成形机理与方法、RP系统的精度控制、激光光斑尺寸的控制以及材料的成形特性等方面。目前制作的微零件仅是概念模型，并不能称之为功能零件，更谈不上微机电系统（MEMS）。要达到MEMS还需克服很多的问题，如：随着尺寸的减小，表面积与体积之比相对增大，表面力学、表面物理效应将起主导作用；微摩擦学、微热力学、微系统的设计、制造、测试等。2.5集成化  

6、生物科学、信息科学、纳米科学、制造科学和管理科学是21世纪的5个主流科学，与其相关的五大技术及其产业将改变世界，制造科学与其它科学交叉是其发展趋势。RP与生物科学交叉的生物制造、与信息科学交叉的远程制造、与纳米科学交叉的微机电系统等都为RP技术提供了发展空间。并行工程（CE）、虚拟技术（VT）、快速模具（RT）、反求工程（VR）、快速成形（RP）、网络（Internet、Intranet）相结合而组成的快速反应集成制造系统，将为RP的发展提供用力的技术支持。三快速成型的应用对制造业的影响快速响应市场是企业把握市场机遇，在

7、竞争中求得生存发展的重要保障。在这样的背景下发展起来的RP技术必将引起制造业的重大变革。(1)RP技术在制造方式上具有革命性的突破 不同于传统成型加工方法，利用RP技术加工零件，不需要刀具和模具，而是利用光、热、电等手段，通过固化、烧结、聚合等作用，实现材料的堆积，并从液态、粉末态过渡到实体状态从而完成造型过程。 (2)RP技术优化了产品开发过程，是快速市场响应的重要保证RP技术出现后，实体造型、快速成型和3D数字化技术成为产品开发的主要因素，见上图。在开发过程中，不断对原型进行评价修改，而且这种评价不只限于面对着图样或

8、计算机上的图形“指手划脚”，而是可以得到不同阶段的试件原型，并随时得到用户的反馈，及时更正每个阶段发现的错误。随着产品开发过程的进行，结合不同阶段的设计内容和用户反馈，同步制作出试验原型。  由此可见，RP技术为产品开发提供了一种“新柔性”，不仅缩短了开发周期，而且大大隆低下产品开发中失误的可能性。 (3)产品在设计