快速成型技术的应用及其发展方向

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1、快速成型技术的应用及其发展方向机械工程系模具设计与制造专业班级:2007032202姓名:学号:2007032202303快速成型技术的应用及其发展方向摘要：介绍快速成型系统的原理、应用及其发展方向。对快速成型技术的原理、特点、先进性等方面进行了简要介绍。重点阐述了该项技术的应用和发展，并结合实际指出了快速成型技术在发展中遇到的问题。结果与结论快速成型技术及其应用在国内外已发展成为一项极具生命力的技术，得到了工业界的普遍关注。并将给企业带来巨大的经济效益。关键词：快速成型；模具；应用。引言:快速成型技术(RapidPrototyping简称RP)，又叫快速原模成

2、行，增材制造，叠层制造或分层制造，其基本思想都是基于将复杂的三维实体或壳体，作有限的二维离散细化分层。制造中，通过数控先将底层的二维图形制造完毕后，再将三维方向进给一定厚度，继续制造后一层，前后两层结合在一起，从而实现三维制造。这是牛顿微分思想在制造中的具体应用和体现。目前主要用于原模制造、零件仿制。这是近几年快速发展起来的应用于制造业的高新技术，它成功地解决了计算机辅助设计(CAD/CAE)中三维模型“看得见，摸不着”的问题，能将三维的几何图形快速自动实体化，使设计的理想——将设计迅速变成实物成为现实。到目前为止，已有十几种不同的RP系统问世，其中比较典型的商

3、品化RP系统有：熔积成型(FusedDepositionModeling简称FDM)、立体光刻设备(StereolithgraphyApparatus简称SLA)、选择性激光烧结(SelectedLaserSintering简称SLS)、分层物体制造(LaminatedObjectManufacturing简称LOM)等。一、快速成型系统及其原理快速成型技术是利用材料堆积法快速制造产品的一项先进制造技术。它的本质是利用积分制造三维实体。在成形过程中将计算机储存的任意三维形体信息传给成型机，通过材料叠加法直接制造出来，而不需要特殊的模具、工具或人工干涉。FDM不是

4、采用激光作能源，而是将电能传递给塑料丝，在挤出喷头前达到熔融状态，喷头在计算机控制下作—y联动扫描，在扫描运动中喷出熔融的材料，形成一个加工层并与上一层牢牢地连接在一起。这样层层扫描叠加便形成一个空间实体。这种方法的能量传输和材料传输均不同于其他三种方法，系统成本较低。但由于喷头的运动方式属于机械运动，对速度有一定限制，所以加工效率较低，且其材料适用范围有限。SLA使用的是可光固化的光敏树脂。当扫描器在计算机的控制下，将激光器的能量按分层信息传递给成型液面后，光敏树脂就发生聚合反应而固化，完成一层的加工。所用激光器的激光波长有限制，一般采用的激光器波长(325~

5、364)nm，采用这种方法成型的零件有较高的精度且表面光洁，但可用材料范围较窄。SLS使用固体粉末材料，先在工作台上铺一层粉，采用激光束在计算机控制下有选择地进行烧结，该材料能吸收激光能量，使之熔化并在随后的冷却过程中固化，从而完成层的成型，一层完成后再进行下一层，这样层层叠加形成一个空间实体，烧结完成后去除多余粉末便为所需样件。其材料适应范围很广，特别是在金属和陶瓷材料的成型方面有独特的优点。但是所成型的零件精度和表面粗糙度较差，有待于进一步提高。LOM3的层面信息通过每一层的轮廓来表示，激光扫描器动作由这些轮廓信息控制，它采用的材料是具有一定厚度的片材，这种

6、加工方法只需加工轮廓，所以可达到很高的加工速度，但材料范围很窄，每层范围不可调整是其最大缺点。二、快速成型技术的应用及优点RP技术已得到了工业界的普遍关注，尤其在家用电器、汽车、玩具、轻工业产品、建筑模型、医疗器械及人造器官模型、航天器、军事装备、考古、工业制造、雕刻、电影制作以及从事CAD的部门都得到了良好的应用。其用途主要体现在以下4个方面。1新产品研制开发阶段的试验验证快速成型技术可以快速制造出生产样品的实物模型，供设计者和用户直接进行测量、装配、功能实验和性能测试，从而快速经济地验证设计人员的思想和产品结构的合理性、可制造性、可装配性及美观性，找出设计缺

7、陷，并进行反复修改、制造，完善产品设计。这样就可以大大缩短新产品的设计周期，使设计符合预期的形状、尺寸和工艺要求。这一验证过程使设计更趋完善，避免了盲目投产造成的浪费。2新产品投放市场前的调研和宣传在新产品投放市场前，先用快速成型技术制造出产品的替代品，在潜在的用户中进行调研和宣传，了解用户的意见和需求量，以此来决定是否向市场投放此新产品、其价格如何，从而确定其生产规模，为企业进行决策提供依据。3快速制模快速制模(RT)技术是快速成型技术的重要应用方向之一，目前的RT技术主要集中在两个大的研究方向：一是直接快速制摸(DRT)；另一个是间接快速制摸(IRT)。4新

8、材料的研究21世纪，随着