快速成型制造技术.doc

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1、第八章快速成型制造技术RapidPrototypingManufacturingTechnique一、快速原型技术简介快速成型(RapidPrototyping)是由三维快速成型CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。三维实体的总称。它集成了CAD技术、数控技术、激光技技术、它集成了技术数控技术、术和材料技术等现代科技成果，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。技术的重要组成部分。1.快速成型的原理快速成型的原理“快速成型制造技术"是靠逐层融接增加材料快速成型制造技术来生成零件的，是一种“材料迭

2、加”的方法，来生成零件的，是一种“材料迭加”的方法，快速成型技术采用离散/堆积成型原理堆积成型原理，速成型技术采用离散堆积成型原理，根据三维CAD模型，对于不同的工艺要求，按一定厚度进模型，模型对于不同的工艺要求，行分层，行分层，将三维数字模型变成厚度很薄的二维平而模型。再将数据进行一定的处理，而模型。再将数据进行一定的处理，加入加工参数，在数控系统控制下以平面加工方式连续加工出每个薄层，并使之粘结而成形。出每个薄层，并使之粘结而成形。1.快速成型的原理快速成型的原理1.分层切片2.截面加工三维3.截而叠加二维二维三维1.快速成型的工艺过程（1）三维模型的构造）按

3、图纸或设计意图在三维CAD设计软件屮设按图纸或设计意图在三维设计软件屮设计出该零件的CAD实体文件。实体文件。计出该零件的实体文件一般快速成型支持的文件输出格式为STL模型，模型，一般快速成型支持的文件输出格式为模型即对实体曲面做近似的所谓面型化处理，即对实体曲面做近似的所谓面型化处理，是用平面三角形面片近似模型表而。而三角形而片近似模型表而。1.快速成型的工艺过程（2）三维模型的离散处理（切片处理））三维模型的离散处理（切片处理）在选定了制作（堆积方向后，堆积）方向后在选定了制作堆积方向后，通过专用的分层程序将三维实体模型进行一维离散，程序将三维实体模型进行一维

4、离散，即沿制作方向分层切片处理，向分层切片处理，获取每一薄层片截面轮廓及实体信息。体信息。分层的厚度就是成型时堆积的单层厚度。分层的厚度就是成型时堆积的单层厚度。切片层的厚度直接影响零件的表而粗糙度和整个零件的型面精度，的型面精度，每一层面的轮廓信息都是由一系列交点顺序连成的折线段构成。交点顺序连成的折线段构成。2.快速成型的工艺过程（3）成型制作）把分层处理后的数据信息传至设备控制机，把分层处理后的数据信息传至设备控制机，选用具体的成型工艺，在计算机的控制下，逐层加用具体的成型工艺，在计算机的控制下，工，然后反复叠加，最终形成三维产品。然后反复叠加，最终形成三维

5、产品。（4）后处理）根据具体的工艺，采用适当的后处理方法，根据具体的工艺，采用适当的后处理方法，改善样品性能。善样品性能。1.快速原形技术的特点快速原形技术的特点（1）自由成型制造）自由成型制造的含义有两个方面：自由成型制造的含义有两个方面：一是指无需要使用工模具而制作原型或零件指无需要使用工模具而制作原型或零件，一是指无需要使用工模具而制作原型或零件，由此可以大大缩短新产品的试制周期，由此可以大大缩短新产詁的试制周期，并节省工模具费用；模具费用；二是指不受形状复杂程度的限制指不受形状复杂程度的限制，二是指不受形状复杂程度的限制，能够制作任何形状与结构、不同材料复

6、合的原形或零件。何形状与结构、不同材料复合的原形或零件。1.快速原形技术的特点快速原形技术的特点（2）制造效率快）从CAD数模或实体反求获得的数据到制成原数模或实体反求获得的数据到制成原形，一般仅需要数小吋或十几小吋，速度比传统一般仅需要数小吋或十几小吋，成型加工方法快的多。成型加工方法快的多。（3）由CAD模型直接驱动）模型直接驱动无论哪种快速成型制造工艺，都是通过CAD数无论哪种快速成型制造工艺，都是通过数字模型直接或者间接地驱动快速成型设备系统进行制造的。行制造的。决定了快速成型的制造快速和自由成型的特征。型的特征。3.快速原形技术的特点快速原形技术的特点（

7、4）技术高度集成）新材料、激光应用技术、精密伺候驱动技术、新材料、激光应用技术、精密伺候驱动技术、计算机技术以及数控技术等的高度集成,共同支计算机技术以及数控技术等的高度集成，撑了快速成图际醯氛迪帧?撑了快速成型技术的实现。（5）经济效益高）快速成型技术制造原型或零件，无须工模具，快速成型技术制造原型或零件，无须工模具，也与成型或零件的复杂程度无关，也与成型或零件的复杂程度无关，其原型或零件本身制作过程的成本显著降低。此外，本身制作过程的成本显著降低。此外，由于快速成型在设计可视化、外观评估、成型在设计可视化、外观评估、装配及功能检验以及快速模具母模的功用，以及快

8、速模具母模