快速成形的技术1.doc

一章 概述 1.1 快速成形技术的定义 1.2 快速成形技术的产生背景 1.3 快速成形的原理 1.4 快速成形技术的发展简史 1.5 快速成形的特点 1.6 快速成形技术的应用及展望 幻灯片3 1.1快速成形技术的定义 快速成形技术是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物理实体的技术总称。 原称为快速原 型（Rapid Prototyping）技术，国际上简称为“RP”技术。 分层实体工艺(SSM)制作的原 双象瓶 孔雀香炉 幻灯片8 熔融挤压工艺（FDM)制作的原型 幻灯片9 1.2快速成形技术的产生背景 1.2.1 时代背景 1.2.2 技术背景 幻灯片10 上世纪80年代和整个90年代是快速成形工艺、设备和材料蓬勃发展的年代。 80年代中期美国在世界上推出了第一台商品化的快速成形设备，并很快扩展到日本及欧州。 我国是世界上比较早进入这一技术领域的国家，于上世纪90年代初相继进行了研究与开发。 当前国际上快速成形工艺已达数十种，较大规模的专业厂家数十家，遍布全球的快速成形研究机构和服务单位数百家。 幻灯片11 2003年全球的快速成形设备年安装数为1864台，中国大陆2003年安装了183台快速成形设备，占世界同年安装总量的9.8%，超过欧州任何一个国家，为世界上仅次于美、日的第三大快速成形设备年安装量的国家。 2004年全球快速成形设备安装量达11166台套，其设备和服务的产值达5.289亿美元。快速成形技术发展的速度，总体来说已超过上世纪50年代末，60年代初发展起来的数控技术的发展速度。 幻灯片12 1.2.1 时代背景 快速成形技术是上世纪80年代后期发展起来的先进制造技术之一，其产生的时代背景是现代工业生产正在从大规模批量化生产转变为小批量和个性化生产，产品的生命周期和投放市场的时间越来越短。 比如在汽车行业，十年前开发一种新车型需要两年左右的时间，而现在同一个汽车制造厂商每半年甚至更少时间就有一种新车型问世，而一种车型的产量已从过去的上百万辆下降到现在的几万辆甚至几千辆。家电行业产品的更新换代就更快了。市场的竞争要求应尽可能缩短产品的设计和制造周期，以减少投资风险。 1.4 快速成形技术的发展历程 自1986年第一台快速成形设备SLA-1出现至今，近20年，世界上已有大约二十多种不同的成形方法和工艺，而且新方法和工艺不断地出现。 幻灯片36 1.4.1主要工艺发展情况 1.SL (Stereolithography) 工艺称为光固化或立体光刻，是最早出现的一种RP工艺，它采用激光一点点照射光固化液态树脂使之固化的方法成形，是当前应用最广泛的一种高精度成形工艺。 2.LOM (Laminated Object Manufacturing)工艺称为分层实体制造，它采用激光切割箔材，箔材之间靠热熔胶在热压辊的压力和传热作用下熔化并实现粘接，一层层叠加制造原型。 幻灯片37 1.4.1主要工艺发展情况 3.SLS (Selective Laser Sintering)工艺称为激光选区烧结，它采用激光逐点烧结粉末材料，使包覆于粉末材料外的固体粘接剂或粉末材料本身熔融粘连实现材料的成形。 4.FDM (Fused Deposition Modeling)工艺称为熔融沉积成形，它采用丝状热塑性成形材料，连续地送入喷头后在其中加热熔融并挤出喷嘴，逐步堆积成形。 幻灯片38 1.4.1 主要工艺发展情况 5. 3DP (Three Dimensional Printing)工艺称为三维印刷，它采用逐点喷射粘接剂来粘接粉末材料的方法制造原型，该工艺可以制造彩色模型，在概念型应用方面很有竞争力。 6. PCM (Patternless Casting Manufacturing) 工艺称为无木模铸造，它采用逐点喷射粘接剂和催化剂即两次同路径扫描的方法来实现铸造用树酯砂粒间的粘接并完成砂型自动制造。该工艺由清华大学等多家单位联合研发成功。 幻灯片39 1.4.1主要工艺发展情况 7. BPM (Ballistic Particle Manufacturing)工艺称为弹道粒子制造。它用一个压电喷射(头)系统来喷射并沉积熔化了的热塑性塑料的微小颗粒单元。BPM的喷头安装在一个5轴的运动机构上，对于零件中悬臂部分，由于改变喷射方向可以不加支撑。由于该系统价格昂贵，毫无竞争力，当前已在RP市场上消失。 幻灯片40 1.4.1 主要工艺发展情况 8. 3D Plotting (Three Dimentional Plotting)称为三维绘图工艺，它采用