《快速成型概述》PPT课件.ppt

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1、第4章快速成型技术概述4.1快速成型的原理4.2快速成型制造工艺的分类4.2快速成型技术的应用4.3快速成型技术的研究现状及发展趋势4.1快速成型的原理4.1.1快速成型制造的基本概念4.1.2快速成型的过程4.1.3快速成型技术的特点快速成型（RapidPrototype，简称RP)又称快速原型.craft-basedmethod(ClayPrototype)CNCmachiningRapidPrototyping物体成型方式有四种基本去除成形受迫成形堆积成形生长成形4.1.1成型的分类去除成型：运用分离的方法，把一部分材料有序地从基体上分离出去而成型的方法。传统的车、铣、

2、刨、磨、钻、电火花加工、激光切割等都属于去除成型。是目前最主要的成型方式。受迫成型：利用材料的可成型性在特定的外界约束（边界约束或外力约束）下成型。传统的锻压、铸造、粉末冶金等都属于受迫成型。多用于毛坯制造。但也有直接用于最终零件成型，精密铸造、精密锻造属净成型或近净成型。堆积成型：把材料（气、液、固相）有序地堆积起来的成型。RP属于堆积成型（先离散再堆积）近净成型工艺。生长成型：利用材料的活性进行成型的方法。自然界中的生物（植物、动物）个体发育均属于生长成型。这是最高层次的成型方法。快速成型基于离散/堆积的思想，将一个物理实体复杂的三维加工，离散成一系列二维层片,然后逐点、

3、逐面进行材料的堆积成型。是一种降维制造或者称增材制造技术。4.1.2快速成型的过程4.1.2快速成型的过程组合过程CAD模型Z向离散化（分层）层面信息处理层面加工与粘接层层堆积分解过程计算机中信息处理成形机中堆积成形4.1.3快速成型技术的特点1）可以制造任意复杂的三维几何实体。离散/堆积成型的原理，将十分复杂的三维制造过程简化为二维过程的叠加2）快速原型产品单价与原型的复杂程度和原型的数量均无关产品单价产品单价传统方法传统方法RPRP复杂程度制造数量2）高度柔性。成型过程无需专用工具或夹具，通过对CAD模型的修改重组就可获得新零件的设计和加工信息。3）快速性。从CAD设计到

4、原型(或零件)加工完毕，只需几十分钟至几十小时4）成形过程中信息过程和材料过程的一体化，尤其适合成形材料为非均质的原型。5）技术的高度集成。集成了CAD、CAM、CNC、激光、材料等技术。与反求工程（RE）、网络技术等结合，成为产品开发的有力工具。4.2快速成型制造工艺的分类一、按制造工艺所使用的材料的状态、性能特征分为：液态聚合、固化：原材料是液态的，利用光能或热能使特殊的液态聚合物固化从而形成所需的形状粉末烧结与粘结：原材料是固态粉末，分别通过激光烧结或用粘结剂粘结把材料粉末连接起来丝材、线材熔化粘结：原材料为固态的丝材、或线材，通过升温使其熔化并按指定的路线堆砌出需要的

5、形状膜、板材层合：原材料是固态的板或膜，通过粘结把各片簿层板粘结在一起，或者是利用塑料膜的光聚合作用而把各层膜片粘结起来。二、按制造工艺原理分以下几种熔融沉积技术(FDM)立体印刷成型（SLA）层合实体制造(LOM)无木模制造（PCM）三维喷涂粘结(3DP)BasicRPTechnologies选域激光烧结(SLS)4.3快速成型技术的应用4.3.1快速成型在新产品开发中的应用4.3.2快速成型在模具制造中的应用4.3.3快速成型在快速铸造中的应用4.3.4快速成型在艺术领域的应用4.3.5快速成型在医学领域的应用4.3.1快速成型在新产品开发中的应用在现代产品设计中，设计手

6、段日趋先进，计算机辅助设计使得产品设计快捷、直观，但由于软件和硬件的局限，设计人员仍无法直观地评价所设计产品的效果和结构的合理性以及生产工艺的可行性。每一个设计环节都可能存在着一些人为的设计缺陷，如果不及早发现就会影响后续工作。RP原型将CAD数字模型可视化，可以进行设计评价、干涉检验，甚至某些功能测试，将设计缺陷消灭在初步设计阶段，减少损失。1.概念模型的可视化、零件的观感评价2.结构设计验证与装配效验3.性能和功能测试应用一：概念模型的可视化、零件的观感评价消费品应用二：结构设计验证与装配效验外形功能装配干涉检验设计合理性验证吸尘器应用三：性能和功能测试4.3.2RP在模

7、具制造中的应用快速模具制造技术(RapidTooling,简称RT)是用快速成型工艺及相应的后续加工，来快速制作模具的技术。1.可以根据CAD模型直接将复杂的型腔曲面制造出来。2.在最终生产模具开模之前进行新产品试制与小批量生产，可以大大提高产品开发的一次成功率,节约开发费用3.制造周期仅为原来的1/3～1/10左右,生产成本仅为原来的1/3～1/54.3.2RP在模具制造中的应用利用快速原型技术制造快速模具可以分为直接模具制造与间接模具制造两大类。主要用于制造塑料模、冲压模和铸模等。把熔模铸造、喷涂法