快速成型技术
金属直接成形：
金属合金粉末的直接烧结。该方法基于SLS (激光选择性烧 结) 工艺。美国Austin大学在这方面进行了大量的研究，并 研制了成形高温材料的烧结设备。
用金属丝线，利用堆焊的方法成形金属零件。英国的 Nottingham 大学正在进行这方面的研究。
用激光切割金属板材，并用激光焊接的方法将各层截面连 接起来。
CT图像
点云
曲面
RP模型
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基于快速成型的人工生物活性骨骼制造原理
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生物材料快速成型机
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网状弹力绷带和弹力网帽
升降颈托 （高分子）
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（四）微型机械/零件制造的研究开发
采用激光熔化金属粉末材料直接制造金属零件是RP技 术向RM发展的必然趋势，也是世界各国研究开发的热点。 微型部件，薄壁金属零部件，通信产品零部件等难于用传统 方法加工，适合于光化学快速成型。
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24
(一)产品开发过程中的设计评价和功能测试
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检验发动机外壳和管接头的装配情况
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奇瑞发动机进气管（石膏型铸造 ）
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发动机叶轮
风洞实验/寿命计算和热量计算 30
(二)快速制造模具及复杂金属零件（小批量）
蜡模
金刚砂模
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制作周期：10天 32
坦克发动机部件
飞机发动机部件
微型光快速成型CAD/CAM技术研究，是我国国防科工 委青年基金项目的一部分。采用激光直接烧结微细金属粉末 技术可以制造三维微型机械。
利用微纳粉末金属材料进行微成型目前尚处于探索阶段。 目前已经成功制作出壁厚只有100μm左右的微小金属件。
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桌面制造系统是RP领域产品开发的一个热点。RP设备系 统作为CAD系统三维图形输出的外设而被人们接受。而桌面系 统要求体积小，操作、维护简单，噪音、污染少，对环境无特 别要求，且成形速度快，但精度要求适当降低。美国Sanders Prototype 公司推出了廉价的桌面系统Model Maker。
一 facet normal 7.968876e-01 7.848658e-02 -5.990076e-01 //法向量坐标
个
outer loop
三
vertex 1.628367e-01 5.926770e-02 2.186166e-02
角
vertex 2.313727e-01 4.602288e-02 1.113028e-01
21
快速成型技术的特点
快速性 其制造周期仅为数控加工的1/5~1/10，速度比传统成型加 工方法快得多。成功地解决了CAD造型“看得见摸不着”的问题。
生产柔性好 不需要专门的模具和夹具，成型件的变化只需通过 修改其CAD模型即可实现。无振动，无噪音，无切削。
高度集成化 RP技术是计算机技术、数据采集与处理技术、材料 工程和机电工程与控制技术的综合体现。
14
RP成型过程控制界面
15
四.熔融堆积成型工艺 （Fuse Deposition Modeling，简称FDM）
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FDM快速成型机(北京瑞科达快速成型公司)
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传统的机加工
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数控加工
TXK全系列数控镗铣床
数控龙门加工中心(威海)
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如何缩短复杂零件的研发周期？
20
如何加工高难度的零件？
快速成型技术最早产生于二十世纪70年代末到80年代 初,美国3M公司的Alan J. Hebert（1978）、日本的小玉秀男 （1980）、美国UVP公司的Charles W. Hull（1982）和日本 的丸谷洋二（1983），在不同的地点各自独立地提出了RP 的概念，即用分层制造产生三维实体的思想。 1992年开发 了第一台商业机型3D-Modeler。
功能模型 16.1%
RP技术比例示意图
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RP国外研究状况
地区分布： 美国、日本、西欧（德国 瑞典 法国） 研究重点： 金属直接成形、桌面制造系统、新工艺/新方法
美国主要RP技术公司和学校的研究开发情况： 3D System Inc. 研究以SLA工艺及其应用为主，并开发成功 分辩率为300dpi的多喷头3D-MJM系统； Strategy’s Inc.开发了FDM和桌面制造系统Genesis； The University of Dayton以Allan J.Lightman为首从事多种 RP工艺的研究，每年在这所大学召开国际RPM学术会议。
4
快速成型原理示意图
CAD 模型
RP制件
① STL ④
③
d
切片 分层
②
叠加 成型
5
从CAD模型到RPM系统的数据处理
表面网 格处理
模型诊 断修复
网格 划分
NC 处理
CAD 模型
STL 模型
实体 分层
层面 信息
NC 代码
RPM 系统
6
模型的转换
CAD模型
STL模型
7
STL文件文本格式
solid prt1
形
vertex 2.359055e-01 2.888914e-17 1.113028e-01
数
endloop
据 endfacet
//顶点坐标
……
……
facet normal -7.851632e-01 -3.252253e-01 -5.270173e-01
outer loop
vertex -3.333042e-01 -8.930858e-02 2.381354e-01
3
快速成型技术的原理
快速成型技术(Rapid Prototyping，简称RP)，首先将计 算机设计出来的三维实体模型数据分为二维层片数据。快速 成型的成型机根据这些数据，利用特定的材料，一个薄层一 个薄层地创建出实体，每一个薄层都贴合粘结到前一个薄层 上，直至完成整个实体的创建。
RP技术是计算机技术、数控技术、材料科学、现代光电 技术、机械工程技术集成等的结晶，是实现并行工程和敏捷 制造的有效途径。
设备体积小 作为微型计算机的3维输出外围设备。 成本低 为同类设备价格的1/5 ~1/20，设备销售价格为10～12
万元/台，批量生产的价格还可降低。 使用维持费用低 运行成本仅相当于同类产品的1/8～1/20。 成型范围的自由度大 既可满足中小尺寸零件的快速成型要求，
又可制作一定尺寸的微小机械。 可靠性高 可长时间无人全自动化工作。
上述这些方法目前都处在研究过程中，还没有真正实 用。但直接成形金属零件是一个很有潜力的发展目标，它 可以大大地扩大RP技术的应用领域，使设计和制造更紧密 地联接在一起。
57
直接金属沉积制造的零件
RP国内研究状况
研究单位：清华、华中科大、西安交大、北京隆源公司等 其它研究内容：材料研究、RP前端数据转换和处理、RP后端 应用技术
55
日本仅次于美国，大力发展RP，主要的研究单位有： 东京大学以中山威雄为首，从事SLA和LOM技术的研究； SONY公司属下的D-MEC，从事SLA，推出SCS型设备； Mitsubishi公司属下的CMET INC.从事SLA，推出SOUP设 备，在日本已占据相当市场；
西欧许多研究机构和厂商也将目光瞄准这一领域，如： 德国Electro-Optical System Gumbo即EOS，主要从事SLA 和SLS； 瑞典Spar AB (Larson Brothers CO. AB) 推出“Hot Plot Rapid Prototyping” 系统，类似于Helices 的LOM； 法国Laser 3D推出RP System。
• 上海交通大学医学院附属第九人民医院采用生物活性人工骨
材料，通过计算机三维技术“量身定做”颅颌骨假体，用以 修复颅颌骨缺损患者，效果显著，该项技术已申请国家发明 专利。
• 2005年8月26日，由西安交通大学承担的“人工生物活性骨
的快速复合制造技术研究”课题通过了863计划先进制造与 自动化技术领域组织的专家验收。
快速成型技术
主讲：J-bc
机械系机械制造自动化教研室
主要内容
快速成型技术的产生背景 快速成型技术的基本原理 几种常见的快速成型工艺 快速成型技术的应用领域 快速成型技术的发展现状及趋势
1
快速成型技术的产生背景
由于全球一体化市场的形成，制造业的竞争十分激烈， 产品开发周期的长短直接影响到一个企业的生死存亡。一个 新产品在开发过程中，总是要经过对初始设计的多次修改， 才有可能真正推向市场。
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HRPL-III光固化快速成型机
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二.分层实体制造工艺 （Laminated Object Manufacturing，简称LOM）
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三.选择性激光烧结成型工艺 （Selective Laser Sintering，简称SLS）
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AFS-450成型系统(北京隆源自动成型公司)
成型过 程控制
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清华-有研院直接金属沉积制造的零件
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零件的RP模型
翻制得到凸、凹模
翻制模具示意图
最终模具 36
连杆快速模具制作案例
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RP 模型
模型 RP 38
(三)医学上的辅助诊断和手术模拟仿真
将RP技术与医学CT(Computerized Topography)， MRI (Magnetic Resonance Imaging磁共振成像)技术结 合，能辅助外科医生迅速准确地实施复杂的外科手术 以及进行假肢设计和制造。
46
快速成型微型零件产品
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(五)与反求工程结合
所谓反求工程（Reverse Engineering），指的是针对一 现有的样品，利用3D数字化测量仪器准确、快速地将其轮廓 坐标量出，并进行三维CAD曲面重构后传至CAD/CAM系统， 再由CAM产生刀具的NC加工路径送至CNC加工设备制作所 需的模具，或者送到快速成型机（RP）将样品制作出来。
sla成型原理
sla成型原理SLA成型原理SLA(Stereolithography Apparatus)成型技术是一种常用的快速成型技术，其原理是利用光敏感树脂的特性，通过逐层光固化的方式来制造复杂的三维模型。
下面将详细介绍SLA成型的原理及其工作过程。
一、光敏感树脂的选择和准备在SLA成型过程中，首先需要选择适合的光敏感树脂。
光敏感树脂是一种特殊的液体材料，能够在紫外线照射下发生光聚合反应，从而固化成固体。
树脂的选择应考虑到其光敏感性、机械性能、耐化学性等因素。
在准备工作中，需要将光敏感树脂倒入到SLA设备的槽中，并确保槽中的树脂平整且无气泡，以保证成型质量。
二、光固化层的形成在SLA成型中，光敏感树脂是通过逐层光固化的方式来形成三维模型的。
首先，SLA设备会将激光束或紫外线照射到光敏感树脂的表面，树脂会在照射下发生光聚合反应，形成固态。
然后，工作台会向下移动一个固定的距离，再次涂覆一层光敏感树脂，并重复上述过程，直到完成整个模型的成型。
三、支撑结构的添加由于光固化过程是逐层进行的，因此在成型过程中需要添加支撑结构来支撑未固化的树脂。
支撑结构可以通过软件预先设计并添加到模型中，以确保模型在成型过程中的稳定性。
支撑结构通常由可溶性材料制成，在成型后可以通过洗涤或其他方法将其去除。
四、后处理SLA成型完成后，需要对成型件进行后处理以获得最终的产品。
首先，需要将成型件从光敏感树脂中取出，并清洗掉残留的树脂。
然后，成型件需要进行固化处理，以提高其机械性能和耐化学性。
最后，根据需要，可以对成型件进行表面处理、喷涂等工艺，以满足特定的需求。
五、应用领域SLA成型技术由于其高精度、高速度和制造复杂结构的能力，广泛应用于工业设计、医疗器械、汽车零部件、航空航天等领域。
通过SLA成型，可以快速制造出具有精细结构和高质量表面的模型和零部件，为产品开发和制造提供了便利。
总结SLA成型技术是一种基于光固化原理的快速成型技术。
通过逐层光固化光敏感树脂，可以制造出复杂的三维模型。
快速成型技术的工作原理
快速成型技术的工作原理快速成型技术（Rapid Prototyping Technology，RPT），也称为快速制造技术（Rapid Manufacturing Technology，RMT），是指采用计算机辅助设计（CAD）、数控加工（CNC）和分层制造技术（SLM）等手段，快速制作出具有复杂内部结构的三维实物模型或器件的一种先进制造技术。
快速成型技术主要包括三个方面的内容：现代制造方式、CAD技术和快速成型技术。
快速成型技术的工作原理是将设计图或CAD模型转为STL文件，再将STL文件通过计算机化控制系统控制加工设备的动作，并以逐层堆积、覆盖、切割、加压等方式将逐层依次进行制造，直至完成所需产品的加工制造。
其具体工作流程如下：1.设计阶段首先，使用计算机辅助设计（CAD）软件将所需产品的三维模型绘制出来。
CAD绘图是快速成型技术的关键环节，决定了产品的实际制造效果和制造成本，需要使用专业的CAD软件进行设计。
2.模型处理阶段CAD设计完成后，需要进行一系列的模型处理。
主要包括增补模型壳体、提高模型强度、修复模型错误等。
这一阶段的处理对制造成型的质量和效率有直接的影响。
3.数据修复阶段接下来进入数据修复阶段，对CAD绘制过程中的错误进行修复和清理，以确保STL文件的精度和准确性，避免在制造过程中出现数据错乱和失真等问题。
4.切片阶段STL文件经过数据处理后，需要切成非常小的层面，比如0.1mm，这个过程称为切片。
通过这个过程将模型切成多个水平层面形成多个切片。
每层镶嵌在一起就变成了整个模型。
5.加工阶段加工阶段就是将切片依次导入数控加工机中，喷射实现逐层累加和压实，也就是通常所说的“逐层堆叠”过程。
这个过程就是快速成型技术的核心技术。
6.后处理阶段最后的后处理阶段可以将产品进行研磨、喷漆、涂料处理等等。
完成整个产品制造的过程。
总之，快速成型技术极大地缩短了从概念到产品推向市场的时间。
快速成型技术的高效加工和制造过程为设计师提供更好的自由度，可以随意尝试和实验不同的设计方案，以最快的速度推向市场产品。
快速成型技术的心得心得：如何提高成型效率和质量
快速成型技术的心得心得：如何提高成型效率和质量快速成型技术的心得：如何提高成型效率和质量随着科技的不断进步，各种新型加工技术层出不穷。
其中快速成型技术因其快速、高效、精准等优点，在工业设计、医疗、航空航天等领域得到广泛应用。
然而，快速成型技术对成型效率和质量的要求很高，如何提高成型效率和质量成为了制约其应用的主要因素。
本文将从优化设计、材料选择、后处理等多个方面阐述如何提高成型效率和质量。
一、优化设计设计是成型的关键因素。
一个优秀的设计可以在一定程度上缩短成型周期，提高成型质量。
优化设计的具体操作有以下几个方面：1、简化构型。
设计简单的构型可以减少连接点、支撑点，降低成型难度。
如在SLA快速成型技术中，简单的构型可以降低生成的悬空部分，避免出现变形或断裂。
2、优化结构。
结构设计的优化可以经过预测、模拟和试验三个阶段完成。
预测阶段可以使用有限元方法对部件进行静态或动态分析，计算应力和变形。
模拟阶段可以将数字模型导入软件中进行仿真。
试验阶段可以将优化后的设计进行制作和测试。
3、合理放置支撑结构。
在使用部分快速成型技术时，支撑结构的设置至关重要。
任何快速成型技术都需要一定的支撑结构，以保证成型构型的稳定性。
但是，支撑结构太多、太大、太密集会直接影响成型效率和质量。
因此，在设计过程中，合理放置支撑结构是提高成型效率和质量的关键之一。
二、材料选择快速成型技术的材料也是影响成型效率和质量的重要因素。
每种材料都有各自的特点，对成型性能、机械性能、化学性能等指标都有不同的要求。
其中，选择合适的材料是非常关键的。
如果选择了质量低劣的材料，将直接影响成型效率和成型质量。
在选择材料时，应注意以下几点：1、优先考虑适用性。
在原材料不同的情况下，适用于具体快速成型技术的材料不同。
因此，在选材时，首先应考虑应用的快速成型技术。
2、考虑机械性能和化学性能。
材料的机械性能和化学性能是直接影响成型效率和质量的因素。
其中，机械性能受材料在力学中的表现影响，而化学性能则受其在化学中的表现影响。
快速成型技术-第六章
6.1 快速成型技术前期处理精度
1、三维建模的形体表达方法 随着计算机辅助设计技术的飞速发展,出现了许多三维建模的形体表达方 法,目前常见的有以下几种: (1) B-Rep法(Boundary Representation,边界表达法), B-Rep法是根据顶 点、边和面所构成的表面来精确地描述三维实体模型的,其优点是能快速 地绘制出立体或线框模型;缺点是由于其数据是以表格的形式出现的,因 此空间的占用量较大,描述不一定是唯一的,所得到的实体有时不很精确, 有可能会出现错误的孔洞和颠倒现象。 (2) CSG法(Constructive Solid Geometry,构造实体几何法),CSG法又称 为 BBG (Building-Block Geometry,积木块几何法),这种方法采用的是布 尔运算法则,将一些较简单的如立方体、圆柱体等体元进行组合,得到复 杂形状的三维实体模型。其最大优点是数据结构简单,无冗余的几何信息, 实体模型也较真实有效,且可以随时修改;缺点是该实体算法很有限,构成 图形的计算量较大而且费时。
(Solid Modeling)和表面造型(Surface Modeling)功能,后者对构造复杂的自由曲面有 着重要的作用。常用三维建模软件种类及特点已在第五章详细论述,目前用得最多 的是Pro/E软件,由于此软件具有强大的实体造型和表面造型功能,可以构造任意复 杂的模·型,因此被广泛使用。
(1) Pro/E软件。Pro/E是美国参数技术公司(Parametric Technology Corporation, PTC)研发的一个非常成功的建模软件。Pro/E软件彻底改变了机械CAD, CAM等传 统观念,采用参数化、数字化特征进行产品的三维建模,目前它已成为当今世界机械 领域的新标准。利用Pro/E软件进行产品的建模设计,能将设计至生产全过程进行有 机地集成,让所有用户都同时参与进行同一产品的设计与制造工作。
快速成型(RP)技术的特点
快速成型技术的特点“快速原型”(Rapid Prototyping)工艺于80年代后期在美国问世以来，引起了广泛的关注，吸引了大量的研究和开发工作。
目前，这类工艺在航空、航天器、军事装备、考古、工业造型、雕刻、电影制作、家用电器、玩具、轻工业产品、建筑模型、医疗器具以及人造器官制作等许多方面获得大量的应用。
世界各国拥有快速成形机的比例数四界各国拥有成形服务机构的比例数快速成形工艺的原意是用于快速生成尚在计算机中的零件设计的实物模型。
因此是一种“快速原型”技术，即所生成模型的形状和尺寸与所设计的零件十分贴近，但模型的材质和物理、力学性能却与真实的零件不尽相同或大不一样。
尽管如此，这类模型却有很重要用途：它可以用于检查零件设计的外观、可以用于检查零件的加工工艺性(便于装夹和刀具可接近被加工表面等)、装配工艺性(可装入性以及足够的扳手空间等)，还可以直接用于风洞试验或光弹性试验以及动、静刚度的模型试验。
快速成形工艺的主要优点：1、适用于形状复杂零件的小批量快速制造，对于这类零件如果要按传统方法制造模具，不仅经济上不合算，而且工期太长；2、它适于新产品样件的低成本快速试制，以便尽快投入试运转、测试与进行改进设计，从而最大限度地缩短新产品的“开发—试制—投产”的周期，并提高其成功率。
快速成形将计算机中关于产品设计的信息转换成产品实物，是制造工艺的重要发展和重大突破。
对于模具制造业，无论从手段到观念都有深远的影响。
模具的设计与制造是多环节、多反复的复杂过程。
由于在实际制造和检测前，很难保证产品在成型过程中的性能，长期以来模具设计大都是凭经验或使用传统的CAD进行。
要设计和制造出一套适用的模具往往需要经过由设计、制造到试模、修模的多次反复，使模具制作的周期长、成本高，甚至可能造成报废，难以适应快速增长的市场需要。
快速原型制造技术不仅能适应各种生产类型特特别是单件小批的模具生产，而且能适应各种复杂程度的模具制造。
新时期快速成型技术的研究及其在机械铸造中的应用
新时期快速成型技术的研究及其在机械铸造中的应用摘要：在目前的国际成型工艺中，快速成型技术已发展为一项专业的技术，成为了人们关注的焦点。
在传统的工艺中，机械铸造以其成本较低、制造灵活性较大的特点被广泛使用。
使用机械铸造可以获得形状较复杂和形状较大的铸件。
因此，结合快速成型和机械铸造能够保证产品生产的经济性和实用性。
关键词：快速成型；机械铸造；应用随着机械制造业的发展，铸造行业面临着新的快速制造问题。
例如：在进行生产单件、小批量零件的制造时要保证制造的柔性和生产成本的使用限度。
在传统的制造工艺中，由于受到技术的限制，很难满足现代化生产的要求，因此，在进行铸造的过程中必须要积极采用先进技术，保证在市场中的占有率和产品质量，提高整体的竞争力。
快速成型技术能够将原有的设计进行进一步的加工和形成实体，在不采用模具的情况下进行形状的塑造。
采用快速成型技术制造出的模型能够使用到产品设计验证和使用功能验证等方面，为产品的设计优化提供更多的参考依据。
保证产品的研制成功率，有效的缩短产品的研发周期，减少研发成本的投入。
一、快速成型技术的原理及方法快速成型技术是高科技研发的新成果，其核心技术在于采用计算机技术和材料技术进行产品生产和加工。
快速成型技术是在原有的机械加工的基础上进行的，利用CAD生成的零件几何信息，对三维数控成型系统进行控制，采用激光等零件形成方法进行零件的加工。
采用快速成型技术能够有效地缩短生产时间，降低模具的生产费用，提高产品的生产效率和质量。
快速成型技术是先进制造技术中的重要组成部分，在制造方法和制造工艺中有着重要的突破，并且在很大程度上提升了产品的质量和性能，加快了产品的生产速度，整体推动了制造工艺的发展。
快速成型的基本原理是依据三维零件是由二维平面沿着同一的坐标方向逐渐叠加而成的，因此在进行分析时，可将三维实体进行分离，在平面中进行信息的分析，综合采用粘连、熔结的方法进行材料的连接。
其采用的主要制造方式是在工件中加入新的材料，至零件成型。
FDM快速成型技术描述
FDM快速成型技术描述FDM技术是由Stratasys公司所设计与制造，可应用于一系列的系统中。
这些系统为FDM Maxum，FDM Titan，FDM Vantage, PlusProdigy Plus以及Dimension。
FDM技术利用ABS，polycarbonate(PC)，polyphenylsulfone (PPSF)以及其它材料。
这些热塑性材料受到挤压成为半熔融状态的细丝，由沉积在层层堆栈基础上的方式，从3D CAD资料直接建构原型。
该技术通常应用于塑型，装配，功能性测试以及概念设计。
此外，FDM技术可以应用于打样与快速制造。
1熔融沉积造型( FDM) 的工艺原理1.1 快速成型技术的基本原理快速成型技术是对零件的三维CAD 实体模型，按照一定的厚度进行分层切片处理，生成二维的截面信息，然后根据每一层的截面信息，利用不同的方法生成截面的形状。
这一过程反复进行，各截面层层叠加，最终形成三维实体。
分层的厚度可以相等，也可以不等。
分层越薄，生成的零件精度越高，采用不等厚度分层的目的在于加快成型速度。
1.2 FDM快速成型机的工艺原理如图1 所示。
快速成型机的加热喷头受计算机控制，根据水平分层数据作x - y 平面运动。
丝材由送丝机构送至喷头，经过加热、熔化，从喷头挤出粘结到工作台面，然后快速冷却并凝固。
每一层截面完成后，工作台下降一层的高度，再继续进行下一层的造型。
如此重复，直至完成整个实体的造型。
每层的厚度根据喷头挤丝的直径大小确定。
图1 FDM 工艺原理图FDM 工艺关键是保持熔融的成型材料刚好在凝固点之上，通常控制在比凝固点高1 ℃左右。
目前，最常用的熔丝线材主要是ABS、人造橡胶、铸蜡和聚酯热塑性塑料等。
1998 年澳大利亚开发出了一种新型的金属材料用于FDM 工艺———塑料复合材料丝。
2 FDM快速成型机工艺的过程FDM 快速成型的过程包括:设计三维CAD 模型、CAD 模型的近似处理、对STL 文件进行分层处理、造型、后处理。
快速成型技术概述
快速成型技术概述现代科学技术的飞速进展，尤其是微电子、计算机、数控技术、激光技术、材料科学的进步为制造技术的变革与进展制造了前所未有的机遇，使得机械制造能够突破传统的制造模式，进展出一项崭新的制造技术一一，快速成型技术。
诞生背景快速成型技术的诞生主要有两方面的缘由：1）市场拉动市场全球化和用户需求共性化为先进制造技术提出了新的要求，随着市场一体化的进展，市场竞争越来越激烈，产品的开发速度成为竞争的主要冲突。
同时用户需求多样化的趋势日益明显，因此要求产品制造技术有较强的敏捷性，在不增加成本的前提下能够以小批量生产甚至单件生产产品。
2）技术推动新技术的进展为快速成型技术的产生奠定了技术基础，信息技术、计算机技术的进展、CAD/CAM技术的进展、材料科学的进展一新材料的消失、激光技术的进展为快速成型技术的产生和进展奠定了技术基础。
快速成型技术就是在这样的社会背景下在80年月后期产生于美国并快速扩展到欧洲和日本。
由于即技术的成型原理突破了传统加工中的塑性成形（如锻、冲、拉伸、铸、注塑加工等和切削成形的工艺方法，可以在没有工装夹具或模具的条件下快速制造出任意简单外形又具有肯定功能的三维实体原型或零件，因此被认为是近二十年来制造技术领域的一次重大突破。
基本原理与特征快速成型技术是一种将原型（或零件、部件）的几何外形！结构和所选材料的组合信息建立数字化描述模型，之后把这些信息输出到计算机掌握的机电集成制造系统进行材料的添加、加工，通过逐点、逐线、逐面进行材料的三维堆砌成型, 再经过必要的处理，使其在外观、强度和性能等方面达到设计要求，实现快速！精确地制造原型或实际零件、部件的现代化方法。
快速成型技术的特征为：(1)可以制造出任意简单的三维几何实体；(2)CAD模型直接驱动；(3)成形设施无需专用夹具或工具；(4)成形过程中无人干预或较少干预；快速成型技术的优势(1)响应速度快：与传统的加工技术相比，RP技术实现了CAD模型直接驱动, 成形时间短，从产品CAD或从实体反求获得数据到制成原型，一般只需要几小时至几十个小时，速度比传统成型加工方法快得多"这项技术尤其适于新产品的开发，适合小批量、简单(如凹槽、凸肩和空心嵌套等)、异形产品的直接生产而不受产品外形简单程度的限制，还改善了设计过程中的人机沟通，使产品设计和模具生产并行，从而缩短了产品设计、开发的周期，加快了产品更新换代的速度，大大地降低了新产品的开发成本和企业研制新产品的风险。
激光快速成型技术
在可持续发展理念的推动下，激光快速成型技术 将更加注重环保和资源循环利用，降低能耗和减 少废弃物排放。
创新与发展
未来，激光快速成型技术将继续创新和发展，与 其他先进制造技术相结合，推动制造业的转型升 级和高质量发展。
05
激光快速成型技术的实 际应用案例
产品原型制作
快速原型制作
01
通过激光快速成型技术，可以在短时间内制作出产品原型，缩
快速性
与传统加工方法相比，激光快速 成型技术能够大大缩短制造周期， 提高生产效率。
灵活性
激光快速成型技术能够制造出各 种形状和结构的零件，适用于复 杂零件的制造。
定义
激光快速成型技术是一种基于数 字模型文件和激光束的高效、高 精度制造技术，能够快速制造出 复杂的三维实体。
材料广泛性
激光快速成型技术可以应用于各 种材料，包括塑料、金属、陶瓷 等。
短了产品开发周期，降低了开发成本。
优化设计流程
02
通过制作原型，设计师可以在早期阶段发现设计中的问题并进
行改进，提高了设计效率。
降低生产风险
03
在产品正式生产前制作原型，可以减少因设计错误导致的生产
风险和成本损失。
定制化产品生产
01
02
03
个性化定制
激光快速成型技术可以根 据客户需求定制个性化产 品，满足消费者对个性化 的需求。
小批量生产
对于一些小批量、高附加 值的产品，激光快速成型 技术可以快速实现生产， 降低生产成本。
定制化服务
在服务行业，激光快速成 型技术可以用于定制化服 务，例如为客户定制饰品、 模型等。
生物医学领域应用
生物材料研究
激光快速成型技术可用于生物材料的 研究，例如用于制作生物组织的模型， 以便更好地了解其结构和功能。
第4章 快速成型概述
精选2021版课件
8
4.1.2 快速成型的过程
快速成型基于离散/堆积的思想， 将一个物理实体复杂的三维加工，离散 成一系列二维层片,然后逐点、逐面进行 材料的堆积成型。 是一种降维制造或者 称增材制造技术。
精选2021版课件
9
4.1.2 快速成型的过程
精选2021版课件
10
CAD模型 Z向离散化（分层）
第4章 快速成型技术概述
4.1 快速成型的原理
4.2 快速成型制造工艺的分类
4.2 快速成型技术的应用
4.3 快速成型技术的研究现状及发展趋
势
精选2021版课件
1
4.1 快速成型的原理
4.1.1 快速成型制造的基本概念 4.1.2 快速成型的过程 4.1.3 快速成型技术的特点
精选2021版课件
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5）技术的高度集成。 集成了CAD、CAM、CNC、
激光、材料等技术。与反求工程（RE）、网络技
术等结合，成为产品精选开2021发版课的件 有力工具。
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4.2 快速成型制造工艺的分类
一、按制造工艺所使用的材料的状态、 性能特征分为：
▪ 液态聚合、固化：原材料是液态的，利用光能 或热能使特殊的液态聚合物固化从而形成所需 的形状
数字模型可视化，可以进行设计评价、干涉检验，
甚至某些功能测试，将设计缺陷消灭在初步设计阶
段，减少损失。
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1. 概念模型的可视化、零件的观感评价 2. 结构设计验证与装配效验 3. 性能和功能测试
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应用一： 概念模型的可视化、零件的观感评价
消费品
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