一、快速成型-深圳市巨源电子有限公司.PPT

一 、快速成型 1.1定义 快速成型(Rapid Prototyping--RP)技术是一种基于离散堆积成型思想的新型成型技术，它根据零件或物体的三维模型数据，快速、精确地制造出零件或物体的实体模型，无需任何专用工具。即：计算机辅助设计（CAD）模型直接驱动，快速地制造出复杂的三维实体。“RP技术的基本过程是：　 ①由CAD软件设计出所需零件的计算机三维曲面或实体模型；　 ②将三维模型沿一定方向（通常为Z向）离散成一系列有序的二维层片（习惯称为分层）；　 ③根据每层轮廓信息，进行工艺规划，选择加工参数，自动生成数控代码；成型机制造一系列层片并自动将它们联接起来，得到三维物理实体。　 快速成型制造(Rapid Prototyping Manufacturing--RPM)技术是使用RP技术，由CAD模型直接驱动的快速完成任意复杂形状三维实体零件的技术的总称。 一 、快速成型 1. 2 RP系统的基本工作原理 RP系统可以根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。当然，整个过程是在计算机的控制下，由快速成形系统自动完成的。不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同，系统的工作原理也有所不同，但其基本原理都是一样的，那就是分层制造、逐层叠加。这种工艺可以形象地叫做增长法或加法。每个截面数据相当于医学上的一张CT像片；整个制造过程可以比喻为一个积分的过程。RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。RP技术的基本原理是：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来，已经有十几种不同的成形系统，其中比较成熟的有SLA、SLS、LOM和FDM等方法。 1.3 国外概况 1.3.1 发展概况 RP概念的提出可以追溯到1979年，日本东京大学生产技术研究所的中川威雄教授发明了叠层模型造型法，1980年小玉秀男又提出了光造型法，该设想提出后，由丸谷洋二于1984年继续研究，并于1987年进行产品试制。1986年，Charles Hull开发了世界上第一套快速原型装置，1988年，美国3D Systems公司率先推出了世界上第一台商用快速成型系统--立体光刻SLA-1，并以30%～40%的年销售增长率在世界市场出售。近年来，随着扫描振镜性能的提高以及材料科学和计算机技术的发展，快速成型技术已日趋成熟，于1994年进入推广普及阶段。迄今为止，国内外已开发成功了10多种成熟的快速成型工艺，其中比较常用的有立体光刻SLA(Stereolithography Apparatus)工艺、分层实体制造LOM(Laminated Object Manufacturing)工艺、选择性烧结SLS(Selective Laser Sintering)工艺、熔融沉积制造FDM(Fused Deposition Modeling)工艺、三维印刷3DP(Three Dimension Printing)工艺、弹道微粒制造BPM(Ballistic Particle Manufacturing)工艺等。 1.3 国外概况 目前在RPM研究领域内，制造业的研究占51%，其中航空航天占6.1%，医疗、汽车行业各占7%，计算机占3.8%。RPM技术制造的产品造价几乎与生产批量无关，与产品的复杂性也无关，这一突出优点特别适用于批量小、结构复杂的航空航天产品，因此得到了广泛的应用，如产品设计的评估与审核、产品装配检验与功能试验、快速模具制造等，尤其是在快速模具制造方面获得了巨大的成功，如生产锻模、注塑模、钣金冲压模以及精密铸件的铸模等。美国加州的空气动力实验室采用SLS工艺与传统熔模铸造技术相结合，研制火箭发动机推力室零件，保证了零件的高质量。美国3D Systems公司联合两家著名的铸造公司Solidform和Precision Castparts，采用3D公司的Quick Cast 工艺，成功地制造了由铝合金、钛合金、不锈钢和铍青铜几种不同金属材料构成的波音737货舱门托架，同时还用A-357铝合金制成了形状更复杂的直径为250mm的六叶片离心叶轮。 1.3 国外概况 RPM技术自80年代末问世至今短