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快速成形技术 第1章 引言 快速成形（Rapid Prototyping,简称RP）技术自80年代问世以来，在成形系统、材料方面有了长足的进步，同时推动了快速制模（Rapid Tooling，简称RT）和快速制造（Rapid Manufacturing，简称 RM）的发展。由于应用快速制造技术能显著地缩短新产品开发时间、降低开发费用，在短短十几年间，美国、日本及德国等国家花了大量财力资助研究、开发了以液态树脂光固化成形、选择性激光烧结成形、薄材叠层成形和熔丝沉积成形为主的快速原型制造技术。并出现了许多快速原型制造服务机构、设备制造商、材料供应商、专门的软件供应商、咨询机构和教育与科研机构。我国政府对快速制造技术也极为重视，在国家科技部的领导和支持下，先后成立了数十家旨在推广应用该技术的“快速原型制造技术生产力促进中心”。国家863计划还投入了大量资金支持快速成形技术的研究开发。此外，有相当一部分高校将快速成形技术列入了“211”规划，并向学生开出了快速成形与快速制模的课程。 近年来，随着制造技术的飞速发展，一种新的制造概念改变了以前传统制造业和工艺过程。这种新的制造思路是：首先为产品设计出外观新颖且符合空间要求的模型，再对现有的产品模型进行实测，获得物体的三维形状数据信息，再进行数据重构，建立其CAD数据模型。设计人员可在CAD模型上再进行改进和创新设计，该数据可直接输入到快速成型系统或形成加工代码输入到数控加工系统，生成现实产品或其模具，最后通过实验验证，产品定型后再投入批量生产。这一过程被称为逆向工程，该系统使产品的设计开发周期大为缩短。 逆向工程技术是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型，在此基础上对已有产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的再设计。其主要任务是将原始物理模型转化为工程设计概念或产品数字化模型，一方面为提高工程设计、加工、分析的质量和效率提供充足的信息，另一方面为充分利用CAD/CAE/CAM技术对已有的产品进行设计服务。 传统的设计方法是以功能为基础，通过方案设计、图样设计及产品制造、装配，以获取产品实物作为最终目的，而逆向工程设计是针对现有工件，尤其是复杂不规则的自由曲面，利用3D数字化测量仪，准确、快速地测量出轮廓坐标值，并构建曲面，经编辑、修改后，转至一般的CAD／CAM系统，将原有的实物或影像转化为计算机上的三维数字化模型，再由CAM产生刀具的NC加工路径并传送至CNC机床，制作所需模具，或者生成STL文件，用快速原型技术( RP) 将样品模型制作出来。 目前逆向工程的工作流程如图1所示，主要由三部分组成：产品实物外形的数字化、CAD模型重建、产品或模具制造。逆向工程的关键技术是数据采集、数据处理和模型的重建。 被妖魔化的逆向工程技术 什么是逆向工程？ * Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 　　传统的加工法就像是雕刻，通过“去除”毛坯上大于工件的材料得到工件；而快速成形就像是捏泥人，通过将一层层小毛坯逐步叠加成大工件。因此，它不必采用传统的加工机床和模具，只需传统加工方法10％～30％的工时和20％～35％的成本，就能直接制造出产品样品或模具。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 图　汽车仪表盘逆向设计开发的过程 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Cop