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现代制造技术;主 要 内 容;快速原型制造技术主要内容;1. 快速原型制造技术概述;（2）内涵 快速原型制造技术（Rapid Prototype Manufacturing，RPM）：又称为快速成型技术，是由CAD模型直接驱动、快速制造任意形状三维实体的技术总称。 快速原型制造技术综合利用了CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、激光技术等先进技术，能够快速实现从零件设计到三维实体制造的过程。 它可以在无需准备任何模具、刀具和工装夹具的情况下，直接接受产品设计（CAD）数据，快速制造出新产品的样件、模具或模型。 ;（3） 基本原理 任何三维零件都可以看作是许多二维平面沿某一坐标方向叠加而成的。（离散——堆积）; RPM技术的基本原理： 利用CAD软件，设计出产品的三维数据模型或实体模型； 利用切片软件，将CAD模型离散化，即沿某一方向分层切片，分割成许多层面，获得各层面的轮廓数据； 在计算机分层信息的控制下，通过一定的手段和设备，顺序加工出各层面的实体轮廓形状； 通过熔合、粘结等手段，使获得的各实体层面逐层堆积成一体，从而快速制造出所要求形状的零部件或模型。 即采用“分层制造，逐层叠加”的“增长法”成型工艺;3D CAD设计;（4）RPM技术的步骤 快速原型制造技术可归纳为以下三个过程： 前处理过程：包括工件三维模型的建立、STL文件的转换、成形方向的选择及三维模型的切片分层处理。 分层叠加成形过程：是快速成型技术的核心，包括成型材料、物理原理及设备的选择；模型各层面轮廓的制作与叠合。 后处理过程：工件的剥离、固化、修补、打磨、抛光、表面强化处理等。;CAD模型转换为STL格式：即以三角网络的形式逼近工件曲面与轮廓;2. 几种典型快速原型制造技术;（一）立体印刷成型（Stereo Lithography Apparatus，SLA） SLA是最早出现的一种快速成型技术，是目前RPM领域中研究最多、技术最成熟的方法。 成形介质：液态光固化树脂（光敏树脂），如环氧树脂、丙烯酸树脂等。 成形手段：利用一定剂量的紫外激光照射液态光固化树脂，使树脂发生聚合反应，迅速固化成型各层面。 成形机组成：液槽、可升降工作台、激光器、扫描系统、计算机数控系统;SLA工艺原理图;升降工作台;SLA技术的特点： 成型速度较快； 成型精度较高，目前可达±0.1mm； 成型制件的性能相当于工程塑料或蜡模； 主要用来制作高精度塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。 SLA技术的局限性： 成形过程中有时需要支撑； 树脂收缩易导致零件精度下降； 光敏树脂有一定的毒性，不符合绿色制造要求。;应用举例：;（二）分层实体制造（ LOM—Laminated Object Manufacturing ） LOM是通过激光逐层剪切薄纸等片材制造零件层轮廓的一种快速原型制造技术。 成形介质：箔材（陶瓷箔、金属箔等）、纸、塑料膜等片材 成形手段：激光剪切薄片材料获得层面轮廓，将获得的层片通过热粘结逐层粘接成三维实体。 成形机组成：计算机数控系统、材料存储及送进机构、激光切割系统、热粘结机构、可升降工作台等。;LOM工艺原理图;工件;每层切割后的状况;产品和LOM成型后的制件;LOM成型技术的特点： 成形速度快（如激光成型速度达650mm/s）； 成型件强度高（如有的片材厚度0.08～0.15mm），有的纸制产品与木模强度相近，可进行钻削等机加工； 成型过程较简单，成本低； 不需要支撑，可成型大型零件； 无污染，适宜办公室环境使用； 主要用于快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。 ;应用举例——LOM技术快速成型铸造木模：;应用举例——LOM技术快速成型塑料制品：;（三）选择性激光烧结（ SLS—Selective Laser Sintering ） SLS是通过激光烧结粉末材料成形零件层面轮廓的快速原型制造技术。 成形介质：尼龙粉、蜡粉、塑料粉、陶瓷粉、金属粉等粉末材料，粒径一般为50～125微米。 成形手段：在计算机控制下，利用激光束对粉末材料有选择地进行直接或间接烧结，被烧结部分的粉末熔结在一起形成层面，各层面相互熔结形成零件实体。 成形机组成：计算机控制系统、可升降工作台、供粉箱、铺料辊、激光器等。;SLS工艺原理图;扫描镜;粉料供给;SLS扫描路线举例：;SLS技术的成型特点： 粉末具有自支撑作用，不需要另外的支撑，可成形结构复杂的零件； 材料广泛，不仅能成形塑料材料，而且还能直接成型金属和陶瓷零件； 主要用来制作塑料件、金属件、铸造用蜡模、样件或模型。;应用举例——SLS成型件：;树脂成型件;（四） 熔融沉积成型（FDM—Fused Depo