快速设计及成型技术-总结.doc

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1、快速成型概念部分：快速成型：简称RP,即将计算机辅助设计CAD计算机辅助制造CAM计算机数字控制CNC、激光、精密伺服驱动和新材料等先进技术集于一体，依据计算机上构成的工件三维设计模型，对其进行分层切片，得到各层截面的二维轮廓信息，快速成型机的成形头按照这些轮廓信息在控制系统的控制下，选择性地固化或切割一层层的成形材料，形成各个截面轮廓，并逐步顺序叠加成三维工件。快速成形的基本原理：是叠层制造，快速成形机在X—Y平面内通过扫描形成原型件的截面轮廓形状，而在Z坐标作间断的层厚位移，最终形成三维的原型件。快速成形机：包括扫描路径及成形运动机

2、构、能源部件(激光器、加热头)、材料供应机构和控制系统4大部分。快速成形与传统制造方法的区别？传统方法根据零件成形过程分为两大类：一类是以成型过程中材料减少为特征，通过各种方法将零件毛胚上多余材料去除，即材料去除法，二类是材料的质量在成型过程中基本保持不变，成型过程主要是材料的转移和毛胚形状的改变即材料转移法，但此类方法生产周期长速度慢。快速成型技术可以以最快的速度、最低的成本和最好的品质将新产品迅速投放市场。快速成型制造技术是由CAD数字模型驱动的通过特定材料采用逐层累积方式制作三维物理模型的先进制造技术。快速原型的用途：快速成型技术制作

3、的原型（模型）可用于新产品的外观评估、装配检验及功能检验等，作为样件可直接替代机加工或者其他成形工艺制造的单件或小批量的产品，也可用于硅橡胶模具的母模或熔模铸造的消失型等，从而批量地翻制塑料及金属零件。快速原型的优势：（1）可按用户要求快速的进行产品外形设计。（2）便于产品进行功能测试和评价。（3）将设计与装配方面出现的问题消灭在开模之前。（4）缩短产品的研制开发周期。（5）大大提高新产品的一次成功率。（6）降低产品复杂程度对制造的限制。（7）制造周期大大缩短，成本大大降低。快速成型的发展：1、快速成型向着多种材料复合成型方向发展，无需装配

4、一次制造。2、快速成型向低成本、提高效率、简化工艺的方向发展。3、提高成型件的精度、表面质量、力学和物理性能。快速成型技术发展到目前阶段，主要存在两大局限：（1）由于成型材料种类和成本的限制，原型多为模型而非实际需要的工作零件；（2）因数据处理及制作工艺等限制，快速成型系统制作的原型很难达到与CAD设计相同的尺寸精度和实际使用要求的表面质量。快速成形技术的发展：1988年，第1台光固化（商业用途），1982年，非商业用途。快速成型的特点:(1)快速性(2)设计制造一体化(3)自由成型制造(4)高度柔性(5)材料的广泛性(6)技术的高度集成(

5、7)与反求工程、cad技术、网络技术、虚拟现实技术等相结合，成为产品快速开发的有力工具。快速成型技术的分类:基于激光或其它光源的成型技术，如：光固化成型法（SLA）、叠成分层实体制造（LOM）、选择性激光烧结（SLS）等；基于喷射的成型技术，如：熔融沉积制造（FDM）。快速成形技术常用的文件格式：有STL、IGES、HPGL和STEP四种。(文件格式有ASCII码和二进制码两种输出形式，二进制码形式所占用的文件空间比ASCII码形式的小得多，一般是1／6。但是，ASCII可以阅读，并能进行直观检查。)快速成型的数据来源：来源类型：（直接，转

6、化，反求）1)三维CAD模型：三角网格模型（STL）2)逆向工程数据：三角化生成STL3)数学几何数据：数学公式和几何数据4)医学/体素数据：人体断层扫描和核磁共振5)分层数据：直接获得分层活截面轮廓快速成型的工艺过程:1）产品三维模型的构建2）三维模型的近似处理3）三维模型的切片处理4）成型加工5）成型零件的后处理快速成型材料的分类1、按材料的物理状态分类：液体、薄片、粉末和丝状2、按材料化学性能分类：树脂类、石蜡类、金属、陶瓷和其它复合材料3、按材料成型方法分类：SLA材料、LOM材料、SLS材料、FDM材料4、那材料成型步骤分类：直接

7、成型（反映型聚合物、非反应型聚合物、纸、金属、砂、陶瓷）；间接复制用材料（硅橡胶、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、反应成型塑料）快速成型工艺对材料性能的总体要求1、有利于快速精确地加工原型零件。2、用快速成型系统直接制造功能件的材料要接近最终用途对强度、刚度、耐潮性、热稳定性等要求。3、当原型间接使用时，其性能要有利于后续处理工艺4、当原型间接使用时，要有利于后续处理工艺。主要快速成形系统选用原则：A：成形件的用途（a检查并核实形状、尺寸用的样品b性能考核用的样品c模具d小批量和特殊复杂零件的直接生产e新材料的研究）B：成形件的形状C：成形

8、件的尺寸大小D成本（a设备购置成本b设备运行成本c人工成本）E技术服务（a保修期b软件的升级换代c技术研发力量）F用户环境快速成形技术全过程步骤：a.前处理b.分层叠加成型c.后