快速原型制造技术的发展现状与前景
国内fdm发展现状
国内fdm发展现状FDM（Fused Deposition Modeling）是一种3D打印技术，也是目前国内3D打印行业中最为成熟和应用最广泛的一种技术之一。
FDM技术利用热塑性材料通过挤出头逐层堆积成型物体，具有简单、快速、成本低廉等特点。
目前国内FDM技术在不同领域均有广泛应用，并且在不断发展壮大。
首先，在制造业领域，FDM技术被广泛应用于产品设计和原型制作。
传统的制造方式中，产品设计与制作需要耗费大量的时间和金钱，而FDM技术可以在短时间内制造出维度精确、外观逼真的产品原型，从而加快产品研发和市场推广的进程。
其次，在教育领域，FDM技术也得到了广泛应用。
随着3D打印技术的逐渐普及，越来越多的学校将FDM技术引入课堂教学中。
学生可以通过设计和打印物体，提高动手能力和创造力，培养解决问题的能力。
此外，学校还可以利用FDM技术制作教学辅助工具、原型模型等，提高教学效果。
再次，在医疗行业，FDM技术也有着广泛的应用前景。
医学领域中，病人的个体差异较大，因此对于手术器械、义肢和矫形器械等的定制需求很高。
利用FDM技术可以根据患者的具体情况，快速制造出符合个体需求的医疗器械，提高治疗效果和患者的生活质量。
此外，FDM技术在汽车制造、建筑设计、电子产品等领域也有应用。
例如，在汽车制造中，FDM技术可以用于制造零件，提高生产效率和降低成本。
在建筑设计领域，FDM技术可以用于制造建筑模型，帮助设计师更好地展示设计创意。
总的来说，国内FDM技术的发展已经取得了一定的成果，应用领域不断拓展。
然而，与国外相比，国内FDM技术还存在一些不足之处，例如材料种类和质量、设备性能和稳定性等方面仍有待提高。
因此，提高FDM技术的自主创新能力和产业化水平，加强与国际间的技术交流合作，将是国内FDM技术发展的重要方向。
只有不断创新和提升技术水平，才能够满足不断增长的市场需求，推动FDM技术在更多领域的应用和发展。
快速成型技术的现状和发展趋势
快速成型技术的现状和发展趋势1 快速成型技术的基本成型原理近十几年来，随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈。
尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用，使得快速成型技术 (Rapid Prototyping简称RP)得到了异乎寻常的高速发展，表现出很强的生命力和广阔的应用前景。
传统的加工技术是采用去材料的加工方式，在毛坯上把多余的材料去除，得到我们想要的产品。
而快速成型技术基本原理是:借助计算机或三维扫描系统构建目标零件的三维数字化模型,之后将该信息传输到计算机控制的机电控制系统,计算机将模型按一定厚度进行“切片”处理,即将零件的3D数据信息离散成一系列2D轮廓信息,通过逐点逐面的增材制造方法将材料逐层堆积,获得实体零件,最后进行必要的少量加工和热处理,使零件性能、尺寸等满足设计要求。
它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。
目前，快速成形的工艺方法已有几十种之多，大致可分为7大类，包括立体印刷、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维焊接、三维打印、数码累积成型等。
其基本的原理如下图所示。
图1 快速成型原理示意图2 快速成型技术在产品开发中的应用不断提高RP技术的应用水平是推动RP技术发展的重要方面。
目前，交通大学机械学院，快速成型国家工程研究中心，教育部快速成型工程研究中心快速成型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。
并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。
RP技术的实际应用主要集中在以下几个方面：2.1 用于新产品的设计与试制。
（1）CAID应用: 工业设计师在短时间得到精确的原型与业者作造形研讨。
快速原型的制造技术及应用研究
快速原型的制造技术及应用研究一、引言快速原型（Rapid Prototyping，RP）是一种新兴的制造技术，它可以快速制造出三维模型，并在其基础上进行快速制造，同时也被广泛应用于产品设计领域和医疗领域。
二、快速原型技术的发展历程起初，快速原型技术主要用于制造复杂的工业零件，但由于其高效、低成本等优点，被广泛应用于汽车、航天、建筑、文化创意等领域，逐渐发展成为一项独立的制造技术。
三、快速原型技术的制造方法快速原型技术的制造方法主要分为激光烧结、光固化、层压制造和喷射成型等几种方法。
1. 激光烧结激光烧结采用激光束在金属粉末上进行高能量照射，使金属粉末熔化，形成凝固的金属球，在多次重叠后形成零件。
该方法通常用于制造金属零件。
2. 光固化光固化是利用紫外线或激光束的能量使液态树脂快速聚合形成固体，该方法通常用于制造非金属零件。
3. 层压制造层压制造是采用在平面上依次叠压成型材料用三维打印机快速建造出三维物体的方法。
该方法特别适合制造模型和薄壁零件。
4. 喷射成型喷射成型是通过喷射器喷射熔融材料直接形成零件。
该方法特别适合制造中空零件。
四、快速原型技术应用研究1. 产品设计领域在产品设计领域，快速原型技术可以快速制造出三维模型，方便设计师在设计过程中对产品进行修改和改进，大幅度缩短了设计周期并降低了制造成本。
2. 医疗领域在医疗领域，快速原型技术可以通过数字化重建受伤部位，制作出精准的模型，帮助医生进行手术前的规划，并提高手术成功率，减少手术风险。
3. 艺术创意领域在艺术创意领域，快速原型技术可以制造出形态多样的艺术品和创意家居用品，满足人们日益增长的个性化需求。
五、快速原型技术的未来发展快速原型技术的发展受到了技术、市场、资金等多方面的限制。
仍需大量的研究和发展，提高快速原型制造技术的准确度、速度和效率。
未来，快速原型技术的发展将进一步推动新产品和新制造业的发展，并为人们的生活带来更多便利。
六、结论快速原型技术是一项颠覆性的制造技术，是工业和科技发展的重要驱动力之一。
快速原型和快速制造领域发展和应用的趋势
快速原型和快速制造领域发展和应用的趋势清华大学颜永年2006.4纵观当前快速成形技术发展现状，可明显看出如下发展和应用趋势：由于大量的原创性发明来自于中小企业，针对他们的需求设计制造快速成形设备成为该领域的一个重要方向。
成形空间较小、价格较低、可靠性更高、操作简便甚至无需培训、材料和运行费便宜成为适于中小企业应用的RP设备所必备的条件。
为此，国内外主要RP设备制造公司相继推出新设备，它们分别是Z Corporation公司的Z310 plus、Stratasys 公司的Dimension系列和Prodigy plus、北京太尔时代公司的太尔Print 3D和太尔mini Print 3D等。
如太尔mini Print 3D，成形空间为130×130×130mm3，使用材料为ABS塑料，颜色多种（如白、红、黄等）、强度高、弹性好、操作简便;一键打印，无需培训;耗材仅为国外的1/2;设备小巧美观，无噪音和污染，宜于办公室使用;智能支撑，支撑易剥离;软件ModelWizard功能强大。
特种性能金属材料关键件的直接快速制造是快速成形技术发展的另一重要趋势，其特征：（1）成形材料为特种性能金属材料（钛、钨及高温合金）；（2）直接得到功能零件；（3）主要应用于航天、国防、医疗等领域。
成形方法有三种：（1）激光选区烧结和熔化技术（SLS、SLM）；（2）激光熔覆快速制造技术（LENS、DMD、LAM、DLF等）；（3）电子束选区熔化技术（EBSM、EBM）。
激光烧结的成形件强度不够高，而激光熔覆则强度高，但功率大（≥2KW）。
电子束选区熔化技术具有能量利用率高、可成形材料广泛、真空环境无污染、成形速度快等特点，正受到更多的关注和研究。
微纳米加工正成为快速制造的新领域，日本大阪大学我国学者将双光子吸收与光固化RP相结合，用非线性方法获得了尺寸小于光学亚衍射限，达到120nm的微结构，完成了“纳米牛”。
快速成形技术发展状况与趋势
快速成形技术发展状况与趋势快速成形技术，又称为三维打印、增材制造等，是近年来新兴的一种制造技术，它可以将数字化的设计文件转化为实体物体，而且速度快、成本低，能够满足个性化定制的需求。
该技术的发展已经引起海内外制造业的广泛关注和研究，下面介绍快速成形技术的发展状况和趋势。
快速成形技术最早出现在20世纪80年代，最初被用于快速制作模型，其发展始于CAD 设计技术、计算机组成技术以及材料工程技术的发展。
20世纪90年代以后，该技术经过不断的改良和完善，应用范围逐渐扩大，主要涉及到汽车、航空、医疗、建筑等领域。
目前，全球主要的快速成形技术公司有美国Stratasys、德国EOS、瑞典Arcam和中国沃特玛等。
近年来，随着材料科技、智能制造和数字工厂的发展，快速成形技术呈现出以下几个趋势：1. 多材料、多工艺：不同快速成形技术采用不同材料和工艺，未来发展方向是多材料、多工艺的结合。
例如，增材制造可以利用多种材料打印出复杂的组件，立体光绘可以通过多重叠加实现更高的可塑性和更精细的表面质量。
2. 智能化、网络化：快速成形技术已经与计算机、互联网和智能化制造相结合，实现了数字化和智能化的设计与制造，未来将趋向于更加智能化和网络化，实现生产和流程的自动化。
例如，智能打印机具有自我诊断和自动修复的功能，可以自主管理并调节打印参数，提高设备利用率和打印效率。
3. 个性化、定制化：快速成形技术具有快速、便捷、低成本的特点，可以实现个性化和定制化的生产，未来将趋向于更加个性化和高效化。
例如，医疗领域可以利用该技术制作个性化的医疗器械、假体和植入物，满足患者的特殊需求；商品领域可以利用该技术实现全球化生产和本地化供应，提高响应速度和市场竞争力。
4. 生态可持续、绿色制造：快速成形技术采用增材制造和材料回收等技术，可以实现生态可持续和绿色制造，未来将趋向于更加环保和节能。
例如，采用生物降解材料可以实现零污染和资源循环利用，采用能源节约技术可以减少能源消耗和碳排放。
快速原型制造
快速原型制造快速原型制造（ RPM ： Rapid Prototyping Manufacturing ）技术，又叫快速成形技术，简称 RP 技术，是 90 年代初发展起来的新兴技术， RPM 是 CAD 技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，被认为是近年来制造技术领域的一次重大突破，融合了机械工程、 CAD 技术、激光技术、数控技术和材料技术等，可以直接、自动、快速地将设计师的设计思想物化为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而可以对产品设计进行快速评价、修改及功能验证，有效地缩短了产品的研发周期，为企业的新产品开发和创新提供了技术支持。
1．RPM技术产生背景随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈，产品的开发速度日益成为市场竞争的主要矛盾。
在这种情况下，自主快速产品开发的能力（周期和成本）成为制造业全球竞争的实力与基础。
同时，制造业为满足日益变化的用户需求，又要求制造技术有较强的灵活性，能够以小批量甚至单件生产而不大幅度增加产品的成本。
因此，产品开发的速度和制造技术的柔性就变的十分关键了。
RPM 技术就是在这种社会背景下，于 80 年代后期产生于美国，并很快扩展到日本及欧洲，是近 20 年来制造技术领域的一项重大突破。
RPM 技术问世不到十年，已实现了相当大的市场，发展非常迅速，在短短不到十年的时间里已实现了近五亿美元的市场。
人们对材料逐层添加法这种新的制造方法已逐步适应。
制造行业的工作人员都想方设法利用这种现代化手段，与传统制造技术的接轨工作也进展顺利。
人们用其长避其短，效益非凡。
与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段一起，快速成型已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。
2．RPM技术的原理及主要方法RPM技术，是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体和技术总称。
RPM技术采用离散/堆积成型原理，其过程是：先由三维CAD软件设计出所需要零件的计算机三维曲面或实体模型；然后根据工艺要求，将其按一定厚度进行分层，使原来的三维电子模型变成二维平面信息（截面信息），加入加工参数，产生数控代码；微机控制下，数控系统以平面加工方式，有序地连续加工出每个薄层，并使它们自动粘接而成形，这就是材料堆积的过程。
快速原型制造技术的发展与应用
快速原型制造技术的发展与应用100211305 何洋洋摘要：介绍了快速原型制造技术的基本原理，步骤和主要的几种方法，以及它的优势和在生活中的应用，并对快速原型制造技术的发展历程及今后的发展趋势进行了详细的阐述和设想关键词:快速原型制造技术应用发展引言：快速原型制造技术(Rapid Prototyping Manufacturing Technology)简称“RPM”是80年代中期发展起来的、观念全新的先进制造技术。
随着商业社会经济竞争不断加剧，产品更新换代的速度也越来越快，从而导致新产品开发周期的缩短，直接限制了样件的制作时间，因此快速原型制造技术应运而生。
自20世纪80年代起，成为制造业研究的重点。
快速原型技术是一项集成了机械、计算机、CAD、数控、检测、激光及材料等学科的前沿技术，十几年来，在国内外得到了迅速的发展一快速原型制造技术的基本原理传统的制造技术是从毛坯上去掉多余的材料，留下来的即为零件，故也叫“去除”加工法。
而RPM的加工思想方法则完全不同，它是用材料逐层或逐点堆积出零件的形状，所以也称作“增加”加工法。
任何一个零件可视为一个空间实体，它是由若干非几何意义的点或面迭加而成，用三维C A D 软件可设计出该零件的三维C A D 电子模型，然后根据具体工艺要求，按照一定的规则，象积分划分微元一样，将该模型离散为一系列有序的几何单元。
一般是沿高度(即Z 方向) 离散为一系列的二维层面(称为分层或切片)，得到一系列的二维几何信息，将这些信息与数控(N C ) 成型技术相结合，生成CN C 代码。
成型机则在C N C代码的控制下控制材料微量地、有规律地、精确地迭加起来(堆积)，从而构成一个与电子模型对应的三维实体模型。
通过离散才能获得堆积的顺序、路径、限制和方式；通过堆积才能将材料构成一个三维实体圈。
R PM 以全新的离散/ 堆积概念进行加工，在具体的实现上是最新的计算机科学、数控技术、精密机械、激光技术与材料科学等高科技技术的集成。
快速成型技术现状与行业发展趋势
快速成型技术现状与行业发展趋势快速成型技术（Rapid Prototyping）是一种通过逐层添加材料构建三维实体模型的技术，也被称为三维打印技术。
不仅可以用于产品原型的制作，还可以应用于医学、建筑、艺术等多个领域。
快速成型技术的发展对于加速产品开发、提高设计效率和降低生产成本具有重要意义。
目前，快速成型技术已经成为制造业领域的重要技术之一，并呈现出以下的现状和发展趋势。
1. 技术不断创新：快速成型技术一直在不断创新和发展。
除了传统的层积累积（Stereolithography，SLA）、选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）、三维打印（3D Printing）等技术之外，还有新的技术涌现，如聚合光束制造（Polymer Jetting）、电子束熔化（Electron Beam Melting，EBM）等。
这些新技术在速度、成品质量、材料适用范围等方面都有所提升。
2.应用领域不断扩大：快速成型技术开始应用于更多的领域。
除了常见的汽车、航空航天、电子产品等制造业领域，还涉及到医疗、教育、文化创意等多个领域。
医疗方面，快速成型技术可以用于制作适配性假肢、手术模拟器等。
教育方面，可以用于制作教学模型，提高教学效果。
文化创意方面，可以实现艺术品、建筑模型等的快速制作。
3.材料种类丰富：随着技术的发展，快速成型技术所应用的材料种类越来越丰富。
除了传统的塑料材料，还有金属、陶瓷等材料可以用于快速成型技术。
这使得快速成型技术的适用范围更广，可以实现更多的应用。
1.加快制造速度：快速成型技术的一个重要发展趋势是加快制造速度。
传统的快速成型技术需要较长的时间来完成一个实体模型的制作，限制了其在制造业中的应用。
因此，通过改进设备和工艺，加快制造速度是一个重要的发展方向。
2.提高成品质量：成品质量是快速成型技术发展的一个重要方向。
目前，由于制造过程中的一些技术限制，快速成型技术所制作的成品的表面质量和精度有一定的局限性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
快速原型制造技术的发展现状与前景1 1 2崔焕勇,王守仁,高琦( 1 济南大学机械工程学院,山东济南250022 ;2 山东大学机械学院,山东济南250069)( )摘要: 分析了快速原型制造RPM 技术背景、发展现状,提出了RPM 技术的发展趋势和前景。
关键词: 快速原型;制造技术;前景近20 年来,制造业市场环境发生了很大变化:一方面表现为消费者兴趣的智时效性和消费者需求日益主体化、个性化和多元化;另一方面则是区域性、国际性市场壁垒的淡化和打破, 使制造厂商不得不着眼于全球市场的激烈竞争。
快速将多样化的产品推向市场是制造商把握市场先机而求生存的重要保障。
由此导致了制造价值观从面向产品到面向顾客的重定向、制造战略重点从成本与质量到时间与响应的转移等。
此可视为各国致力于CIMS 、并行工程、敏捷制造等现代制造模式研究与实践的重要背景。
传统制造业的战略是规模效益第一,80 年代又提出价格第一和质量第一,90 年代以来, 已发展为市场响应第一。
快速响应制造已成为国际研究的热点。
如今市场的机遇要靠企业去把握、去创造。
因此,产品的快速开发是快速响应制造的龙头,是成为赢得21 世纪国际市场竞争的关键。
( )快速原型制造技术RPM - Rapid Prototype Manufacturing 是随着CAD/ CAM 技术、计算机数控技术、激光技术、材料科学与工程技术的发展而出现并发展的,而今它已同信息技术、虚拟技术一起成为实施产品设计技术和工艺过程技术集成创新的“前所未有的理想工具[ 1] ”, 已在家电、汽车、玩具、轻工、通讯设备、航空、军事、建筑、医疗、考古、电影制作、工业造型、雕刻、首饰、三维地图等行业得到应用[2 ] .在国内外的工程实践中,RPM 已被证明具有明显的优势: ( 1) 缩短产品设计周期,提高竞争力; (2) 降低产品开发成本; (3) 明显增加产品设计可修改周期,加快设计反馈频率。
被誉为制造业的一场革命,也具有巨大的发展潜力,世界发达国家给与其巨大关注,投入巨大人力、物力和财力,加速RPM 技术的发展[3 ] 。
1 RPM 技术的发展现状11 RPM 原理RPM 是由CAD 模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的技术总称[4 ] 。
过程崔焕勇等:快速原型制造技术的发展现状与前景5是:先由三维CAD 软件设计出所需要零件的计算机三维曲面或实体模型亦称电子模型,然后根据工艺要求,将其按一定厚度进行分层,把原来的三维电子模型变成二维平面信息,即离散过程;再将分层后的数据进行一定处理,加入加工参数,产生数控代码,在微机控制下,数控系统以平面加工方式有序的连续加工出每个薄层并使它们自动粘接而成形,即材料的推积过程[4 ] 。
随着RPM 技术的发展和人们对该项技术认识的深入,它的内涵也在逐步扩大。
目前RPM 技术包括一切由CAD 模型直接驱动的成形过程,而主要的技术特征即是成形的快速性。
对于材料的转移形式可以是自由添加、去除以及添加和去除相结合等特征。
12 RPM 技术特点[5 ]121 制造快速快速原型制造技术是并行工程中精心复杂原型和零件制作的有效手段。
从产品CAD 或从实体反求获得数据到制成原型,一般只需几小时到几十个小时,速度比传统成型加工方法快得多。
随着互联网的发展,RPM 技术也更加便于远程制造服务,使资源得到充分利用,用户的需求也可得到最快的响应。
122 技术高度集成RPM 技术是计算机技术、数据采集与处理技术、材料工程、机电加工与控制技术的综合体现。
只有在这些高新技术迅速发展的今天才可能使CAD 和CAM 很好的结合,实现设计与制造的一体化。
123 自由成型制造自由成型的含义有两个:一个是指可根据原型或零件的形状,无需使用工具、模具,而自由的成型;二是指不受形状复杂程度限制,能够制造任意复杂形状与结构、不同材料复合的原型或零件。
124 制造过程高度柔性共同的制造原理使快速原型制造系统在软件和硬件的实现上70 %～80 %是相同的,也就是说,在一个现有的系统上仅增加20 %～30 %的无器件和软件功能就可进行另一种制造工艺,不同的工艺原理的设备容易实现模块化,对于整个制造过程,仅需改变CAD 模型或反求数据结构模型即可。
125 可选材料的广泛性快速原型制造技术可以采用的材料十分广泛,可采用树脂类、塑料类、纸类、石蜡类、复合材料、多属材料或者陶瓷材料的粉末、箔、丝、小块体等,也可是涂覆某种粘接剂的颗粒、板、薄膜等材料。
126 广泛的应用领域除了制造原型以外,RPM 技术还特别适用于新产品的开发、快速单件及小批量零件制造、不规则零件或复杂形状零件的制造、模具及模型设计与制造、外形设计检查、装配检验、快速反求与复制,也适应于难加工材料的制造等。
这项技术不仅在制造业的产品造型与模具设计领域,而且在材料科学与工程、工业设计、医学科学、文化艺术、建筑工程等领域有广阔的应用前景。
13 目前主要的RPM 技术方法到目前为止, 已有十几种不同的RPM 系统问世, 其中比较典型的有分层实体制造LOM 、选择性激光烧结SL S 、立体平板因素印刷SLA 、熔融沉积制造FDM 。
生产LOM系统的主要制造商有美国的Helysis 公司、新加坡的KIN ER GY 公司、日本的KIRA 公司以及国内的清华大学、华中科技大学等,生产SL S 系统的主要制造商有美国的D TM 公司、德国的EOS 公司以及国内的北京隆源公司、华中科技大学等,生产FDM 系统的主要生产商有美国Stratasys 公司及国内的清华大学等,生产SLA 系统的主要制造商有美国的3Dsystems 公司、德国的EOS 公司以及国内的西安交通大学等。
另外,一些其他的方法如三维喷涂粘接3DP G 数码累积造型DBL 立体光刻SGC 、直接壳法DSPC 、喷墨打印、全息干涉制造、弹道微粒制造、光束干涉固化等都有一定研究规模。
2 RPM 技术的发展前景现代RPM 技术发展的一个重要特点就是快速自动成型与其它先进的设计制造技术的结合越来越紧密。
目前,快速原型制造技术朝着工业化、产业化方向迈进。
完善制造工艺、系统与CAD 等软件的接口,制定统一的数据交换标准,进一步提高成型速度和精度,降低系统价格和运行成本,开发出满足工程要求的材料和扩大应用领域等都是人们关注的焦点。
21 概念创新与工艺改进经过十多年的研究与发展,已有十几种较为成熟的技术,但它们的原理都是分层叠加法,在系统软件和硬件上有很多是相同和相近的,于是,一些改进的工艺和设备能够具备多种制造方法的特点和功能,例如FDM 和LOM 的复合。
精度的提高是改进工艺必须考虑的。
RPM 技术的成型精度一般为0. 01 mm 的数量级, 有待于进一步提高。
另一方面,与传统制造工艺相结合,形成快速产品开发- 制造系统也是一个重要趋势。
目前国内外均在大力开发这一领域,清华大学正在研究RPM 用于无木模铸型的制造。
22 寻求适合集成制造的新材料目前许多制造商在积极开发适合快速原型制造的专用材料。
例如,应用于汽车模具时,材料的力学性能和物理性能要满足使用要求。
D TM 公司开发了涂覆树脂的钢球材料用于生产( ) ( )注产塑模,以及覆膜锆砂Sand From Zr 用于直接制作铸型芯膜。
相比之下,国内的材料研究发展较慢。
目前SLA 成型设备所用的光固化树脂全靠进口, 价格昂贵,LOM 实用的材料也远不如国外。
总的说来,用于快速模具制造和功能零件的材料还不成熟,在强度、精度、性能和寿命方面还达不到使用要求。
所以,以材料科学、有机化学等为基础,研究开发性能相当甚至超过金属材料的复合材料、陶瓷材料,与医学、生物学结合开发具有活性的生物材料,用快速原型技术制造人体内脏器官或四肢以辅助医疗诊断和外科手术等都已经成为RPM 的发展方向。
23 开发强大的数据采集、处理和监控软件绝大多数RPM 系统所使用的分层切片算法都是基于STL ( Stereoligraphy) 文化进行的。
STL 文件存在着不少缺陷和不足。
如:三角形网格之间的空隙将导致分层切片的轮廓不连续;有时STL 文件太大,无法全部读入内存而造成不能切片等。
针对STL 文件产生的一系列弊端,已经出现了一些修改和转换处理软件,如SolidView 、MagicsView 、STLView 等。
这些软件有的采用适应性切片、有的将STL 文件大化小等措施,避免前面提到的缺陷。
第 3 期崔焕勇等:快速原型制造技术的发展现状与前景7目前的切片方式都是平面式的,今后还可发展曲面切片、不等厚分层等方法,从曲面模型直接截面、分层,采用更精确、简洁的数学描述,以提高造型精度。
24 拓展新的应用领域( )现在RPM 技术在主要用于快速模具R T的同时,国外正大力将快速原型制造技术应用于医学、医疗领域,利用计算机辅助断层扫描CT 、核磁共振MRI 、三维B 超等,对人体局部扫描获得的截面图像,用计算机对器官进行三维重建,然后利用快速原型制造系统建造实体器官模型;国内西北轻工业学院正积极探索古陶瓷快速原型复仿制的可能性。
25 RPM 技术的智能化、集成化和网络化在目前的RPM 系统的加工参数的设定中,还主要依据人的知识和经验,对RPM 技术的掌握还需较多的培训和指导,这就使得经验因素在RPM 技术中占有重要地位这也是国内各大研究机构相互间协作不够的原因之一,智能化必然是一个方向。
一个快速原型系统一般应包括四个子系统:三维CAD 建模系统、数据反求系统、快速成型与制造系统和数控加工子系统,国外的来图加工中心都具有这四个子系统;另一种模式是将并行设计技术、虚拟制造技术、快速原型制造技术和现代检测与分析技术集成在一起,形成更高层次的产品快速设计与制造集成系统。
通过信息高速公路形成快速原型制造信息网络,使得没有完善的产品开发能力的公司可以直接从网络上得到产品的CAD 模型,利用自己的快速原型制造技术和设备迅速制出原型, 或者没有RPM 设备的公司可以通过网络将自己的设计结果传到其他公司或快速原型制造服务中心制造原型,从而实现远程制造。
同时,快速原型制造技术,为科学计算可视化、虚拟现实以及三维FAX 等新兴技术提供了可量度、可触摸的手段,基于快速原型制造技术的桌面办公制造系统Desktop System 将会实现。
山东大学研制的基于协同产品商务CPC 的包括三维CAD 建模、数据反求、CAE 、快速原型制造与快速模具、数控加工的产品智能化快速产品开发系统,可实现RPM 技术的智能化、集成化和网络化。
3 结论综上所述,快速原型制造技术是一项高新技术,对制造业乃至整个社会的发展有着革命性意义,有着广阔的发展潜力。
参考文献:[ 1] 路甬祥. 团结奋斗开拓创新建设制造强国[R ] . 北京:2002 年中国机械工程学会年会,2002 .[2 ] 史玉升,莫建华,黄树槐. 常快速成型系统及其选用原则[J ] . 锻压机械,2001 , (2) :1 - 6.[3 ] 仲伟红. 快速原型制造技术及其发展前景[J ] . 宇航材料工艺,1999 , (3) :23 - 26.[4 ] 孙大涌. 先进制造技术[M ] . 北京:机构工业出版社,2000 . 537 - 543.[5 ] 王秀峰,罗宏杰. 快速原型制造技术[M ] . 北京:中国轻工业出版社,2001.。