1舅狭、前 言

　　90年代開始埃灿，隨著冷戰(zhàn)時代的結束峦筏，市場環(huán)境發(fā)生了巨大的變化宏动。一方面表現(xiàn)為消費者需求日趨主體化、個性化和多樣化蒂鹏；另一方面則是產(chǎn)品制造商們都著眼于全球市場的激烈競爭斜孩。面對市場，產(chǎn)品制造商們不但要很快地設計出符合人們消費需求的產(chǎn)品沦恩，而且必須很快地生產(chǎn)制造出來筑唁，搶占市場。因此拒惯，面對一個迅速變化且無法預料的買方市場饺饭，以往傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式對市場的響應就顯得越來越遲緩與被動≈俺担快速響應市場需求瘫俊，已成為制造業(yè)發(fā)展的重要走向。為此悴灵，這些年來工業(yè)化國家一直在不遺余力地開發(fā)先進制造技術扛芽，以提高制造工業(yè)發(fā)展水平，以便在激烈的全球競爭中占有一席之地积瞒。與此同時川尖，計算機、微電子茫孔、信息叮喳、自動化、新材料缰贝、和現(xiàn)代企業(yè)管理技術的發(fā)展日新月異馍悟，這些技術、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進步剩晴，給產(chǎn)品創(chuàng)意锣咒、研究開發(fā)、設計砰声、工藝設計仆洞、加工準備、制造工藝、裝備甘直、裝配拇从、質量保證、生產(chǎn)管理和企業(yè)經(jīng)營都有帶來了重大變革免趋，產(chǎn)生了一批新的制造技術和制造模式赠恭，制造工程與科學取得了前所未有的成就∈咄福快速成形技術就是在這種背景下逐步形成并得以發(fā)展棱歹。快速成形技術的發(fā)展发荧，使得產(chǎn)品設計馁梁、制造的周期大大縮短，提高了產(chǎn)品設計刃唤、制造的一次成品率隔心，降低產(chǎn)品開發(fā)成本，從而給制造業(yè)帶來了根本性的變化尚胞。

　　2硬霍、技術原理及特點

　　快速成形技術(快速原型技術，RP技術)是計算機輔助設計及制造技術笼裳、逆向工程技術唯卖、分層制造技術(SFF)、材料去除成形(MPR)材料增加成形(MAP)技術以及它們的集成躬柬。通俗地說拜轨，快速成形技術就是利用三維CAD的數(shù)據(jù)，通過快速成型機允青，將一層層的材料堆積成實體原型橄碾。快速成形技術系統(tǒng)的工作流程颠锉。

　　快速成形系統(tǒng)工作流程

　　快速成形技術有以下特點：

　　(1) 制造原型所用的材料不限法牲，各種金屬和非金屬材料均可使用；

　　(2) 原型的復制性姚熊、互換性高猖沈；

　　(3) 制造工藝與制造原型的幾何形狀無關莱检，在加工復雜曲面時更顯優(yōu)越红最；

　　(4) 加工周期短，成本低斗赘，成本與產(chǎn)品復雜程度無關拟艳，一般制造費用降低50%，加工周期節(jié)約70%以上；

　　(5) 高度技術集成悦浙，可實現(xiàn)了設計制造一體化愤栽；

　　3、快速成形工藝

　　迄今為止挟七，國外齿喧、國內已開發(fā)成功了10多種成熟的快速成形工藝，其中比較常用的有以下幾種：

　　3.1　紙層疊法——薄形材料選擇性切割(LOM法)

　　計算機控制的CO2激光束按三維實體模型每個截面輪廓線對薄形材料(如底面涂膠的卷狀紙相贺、或正在研制的金屬薄形材料等)進行切割轻欣，逐步得到各個輪廓，并將其粘結形成快速原型肃弟。用此法可以制作鑄造母溺枋遥或用于“失紙精密鑄造”。

　　3.2　激光立體制模法——液態(tài)光敏樹脂選擇性固化(SLA法)

　　液槽盛滿液態(tài)光敏樹脂笤受，它在計算機控制的激光束(按照三維模型每個截面的輪廓線)照射下會很快固化形成一層輪廓穷缤，新固化的一層牢固地粘結在前一層上，如此重復直至成形完畢箩兽，即形成快速原型津肛。而新推出的光照成形機(如3D Systems公司出產(chǎn)的SLA-300 成形機)采用了Zephyr再涂層技術，最上面待成形樹脂用真空吸附式刮板結構涂布供給汗贫，不需要沉入液態(tài)樹脂中快耿，提高了速度，在制作的原型中不再困有液態(tài)樹脂芳绩。用來制作消失模掀亥、在熔模精密鑄造中替代蠟模。

　　3.3　燒結法——粉末材料選擇性激光燒結(SLS法)

　　粉末材料可以是塑料妥色、蠟搪花、陶瓷、金屬或它們復合物的粉體锉窑、覆膜砂等岛牺。粉末材料薄薄地鋪一層在工作臺上，按截面輪廓的信息袁朗，CO2激光束掃過之處涮愧，粉末燒結成一定厚度的實體片層，逐層掃描燒結最終形成快速原型跃渠。用此法可以直接制作精鑄蠟模订搏、實型鑄造用消失模、用陶瓷制作鑄造型殼和型芯沛四、用覆膜砂制作鑄型框辞、以及鑄造用母模等蛔颖。

　　此外還有粉末材料選擇性粘結法(TDP法)、直接殼型鑄造法(DSPC法)[2]以及實體生長成形法(SGC法)等方法缤媒。

　　上述快速成形的工藝方法都是基于計算機三維實體造型政拾。在對三維模型進行處理后，形成截面輪廓信息岔冯，隨后將各種材料按三維模型的截面輪廓信息進行掃描贸桶，使材料粘結、固化桌肴、燒結刨啸，逐層堆積成為快速原型，這就是所謂的分層制造技術识脆。

　　在模具制造業(yè)设联，可以利用快速成形技術制得的快速原型，結合硅膠模灼捂、金屬冷噴涂离例、精密鑄造、電鑄悉稠、離心鑄造等方法生產(chǎn)模具宫蛆；快速成形件也可以直接或間接制得EDM電極，用于電火花加生產(chǎn)模具的猛；快速成形技術制得的快速原型也可以直接作為模具耀盗。

　　快速成形技術的進一步研究和開發(fā)工作主要在以下幾方面：

　　(1) 改善快速成形系統(tǒng)的可靠性、生產(chǎn)率和制作大件能力卦尊，尤其是提高快速成形系統(tǒng)的制作精度猎之；

　　(2) 開發(fā)經(jīng)濟型的快速成形系統(tǒng)；

　　(3) 快速成形方法和工藝的改進和創(chuàng)新乐跺；

　　(4) 快速模具制造的應用鹃远；

　　(5) 開發(fā)性能好的快速成形材料；

　　(6) 開發(fā)快速成形的高性能軟件症忽；

　　(7) 快速成形技術與CAD嚎闹、CAE、CAPP牙晰、CAM以及高精度自動測量暂臀、逆向工程的一體化集成

　　快速成形技術是一種具有廣泛應用前景的正在不斷完善的高新技術。隨著市場競爭的日趨激烈较谣，該技術將會被越來越多的企業(yè)所采用帐扯，對企業(yè)的發(fā)展，發(fā)揮越來越重要的作用苇皂，并將給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益罪褒。同時，快速成形技術作為一門多學科交叉的專業(yè)技術仰铃，其本身的發(fā)展婿着，也將推動相關技術、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展醋界。

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