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机械工艺制造基础课程快速成型课件

?快速成型技术概述

01快速成型技术概述

快速成型技术定义要点一要点二快速成型（RapidPrototyping，RP）叠加制造（AdditiveManufacturing…采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统去除材料加工方法，具有制造周期短、成本低等特点。通过逐层添加材料来制造物体，与快速成型技术类似，但更强调材料的添加过程。

快速成型技术发展历程1980年代初期美国3DSystems公司推出第一台商用光固化成型（SLA）设备。1980年代中后期出现了熔融沉积成型（FDM）、选择性激光烧结（SLS）等技术。1990年代至今技术不断创新，涌现出多层实体制造（LOM）、三维打印（3DPrinting）等多种方法，并逐渐应用于各个领域。

快速成型技术应用领品设计模具制造医疗卫生文化创意制作概念模型，验证设计方案可行性，缩短设计周期。制作模具原型或直接制造模具，定制患者特定部位的假肢、牙齿等辅助器具，提高患者生活质量。制作影视道具、艺术品等，丰富文化创意产业。降低模具制作成本和时间。

02快速成型工艺原理及设备

光固化成型工艺010203原理设备工艺流程利用液态光敏树脂在紫外光照射下迅速固化的特性，逐层堆积成型。光固化成型机、树脂槽、紫外光源、控制系统等。模型数据处理、树脂涂覆、光固化、剥离、后处理等。

叠层实体制造工艺原理设备工艺流程通过切割片材并逐层堆叠来制造三维实体，常见材料有纸张、塑料、金属等。叠层实体制造机、切割头、加热装置、压实机构等。模型数据处理、片材涂胶、切割、热压、剥离、后处理等。

选择性激光烧结工艺设备选择性激光烧结机、激光器、振镜系统、粉末供给装置等。原理利用激光选择性地将粉末材料逐层烧结，从而制造出三维实体，常见材料有塑料、金属、陶瓷等。工艺流程模型数据处理、铺粉、激光烧结、冷却、剥离、后处理等。

三维打印工艺原理设备工艺流程通过喷头或喷嘴将材料逐层堆积，从而制造出三维实体，常见材料有塑料、金属、生物材料等。三维打印机、喷头、运动系统、控制系统等。模型数据处理、材料准备、打印成型、后处理等。

03快速成型材料及其性能

工程塑料类材料ABS塑料具有良好的机械性能和加工性能，适用于各种快速成型工艺。PC塑料具有优异的耐热性、抗冲击性和透明度，适用于制作结构复杂的零件。PLA塑料可生物降解，环保性能优良，适用于制作外观要求较高的零件。

金属粉末材料不锈钢粉末具有优异的耐腐蚀性和机械性能，适用于制作金属零件。铝合金粉末质量轻、强度高，适用于制作结构复杂的金属零件。钛合金粉末具有高强度、低密度和良好的生物相容性，适用于制作医疗器械等高端领域产品。

陶瓷粉末材料氧化铝陶瓷粉末具有高硬度、高强度和良好的耐磨性，适用于制作机械密封件等高性能零件。氮化硅陶瓷粉末具有优异的耐高温性能和抗热震性能，适用于制作高温结构件和功能件。

复合材料及其他碳纤维复合材料具有质量轻、强度高和良好的导电性能，适用于制作高性能结构件和功能件。光敏树脂材料具有优异的成型精度和表面质量，适用于制作外观要求较高的零件或模型。

04快速成型工艺过程及控制

数据处理与CAD建模数据格式转换010203将产品设计数据转换为STL格式，确保模型信息的准确性和完整性。模型修复与优化对STL模型进行修复、光顺处理，提高模型质量，减少成型缺陷。切片处理将三维模型切片为一系列二维层面，设置合适的层厚和填充密度。

设备调试与参数设置设备检查确保成型设备各部件完好无损，机械结构稳定可靠。参数设置根据材料特性、产品要求等因素，设置合适的成型参数，如激光功率、扫描速度、填充方式等。调试运行进行设备空载运行和样品试制，观察设备工作状态，调整参数至最佳状态。

成型过程监控与调整过程监控实时监测成型过程中设备工作状态、材料熔融情况、制品尺寸精度等，确保成型过程稳定可控。问题识别与处理根据监控信息，及时识别成型过程中的问题，如翘曲、变形、开裂等，并采取相应措施进行处理。参数调整根据制品成型情况和监控信息，适时调整成型参数，优化成型过程。

后处理及表面质量提升后处理对成型后的制品进行去支撑、清洗、打磨等后处理操作，去除制品表面的瑕疵和毛刺，提高制品外观质量。表面质量提升采用抛光、喷砂、涂层等工艺方法，进一步提升制品表面质量和外观效果。

05快速成型在机械制造中应用案例

汽车零部件制造中的应用复杂结构制造通过快速成型技术制造具有复杂结构的汽车零部件，如发动机缸体、进气歧管等，提高汽车性能。快速制造原型利用快速成型技术制造汽车零部件原型，缩短新产品开发周期，降低开发成本。轻量化设计借助快速成型技术实现汽车零部件的轻量化设计，降低汽车能耗和排放。

航空航天领域的应用案例高精度零件制造1利用快速成型技术制造航空航天领域