快速成型工艺
快速成型工艺原理
快速成型工艺原理
快速成型工艺原理是一种利用计算机辅助设计和制造技术来快速制造产品的方法。
它的基本原理是通过将设计文件转换为数字模型，然后利用特定的机器设备将数字模型逐层反复打印、切割或烧结，最终形成所需产品。
具体而言，快速成型工艺主要包括以下几个步骤：
1. 数字设计：首先，通过计算机辅助设计软件或三维扫描技术，将产品的外形和结构设计成数字模型。
这个数字模型可以是由设计师直接绘制的，也可以通过扫描现有产品来获取。
2. 制造预处理：在将数字模型送入快速成型设备之前，需要对数字模型进行一些预处理工作。
这包括将数字模型切割成多个薄片或层，并为每一层生成相应的机床路径。
3. 快速成型：在快速成型设备中，根据预处理过的数字模型，通过逐层制造的方式来建立真实的产品。
常用的快速成型方法包括喷墨打印、激光烧结、光固化、熔融沉积等。
不同的方法实现建立产品的方式各有不同，但都遵循了建立模型的基本原理。
4. 后处理：完成产品的快速成型后，可能需要进行一些后处理工作来提高产品的质量和性能。
例如，对产品进行打磨、抛光、涂覆等工艺处理，以及进行物理、化学或热处理等，以满足特定的要求。
通过快速成型工艺，可以大大缩短产品的设计和制造周期，节省成本，提高生产效率。
它在诸多领域都有广泛的应用，如汽车工业、医疗器械、航空航天等。
并且，随着技术的不断进步，快速成型工艺正在逐渐演变和发展，为制造业带来更多的创新和机遇。
四种常见快速成型技术
四种常见快速成型技术第一种常见快速成型技术：数控加工技术。
数控加工技术是一种机器控制加工技术，利用计算机及其相应的程序控制生产设备，进行机械加工，使得一次处理能完成的で一台以上的机器工具构成的加工中心,部件在台面上面固定，四个或以上的自动工具装在滑轨上, 根据电脑程序指定的加工参数，自动更换、安装选择夹具，分别做加工工作，从而完成制件定位、撬开、冲孔、攻丝、开槽、铰榫等复杂加工工作。
数控加工技术主要采用机械加工加工，适用于大批量生产或多种多样零件快速、高效率、低成本加工，且图纸精度高、表面光洁度高等。
第二种常见快速成型技术：熔融塑料成型技术。
熔融塑料成型技术首先将原料加工成模板，然后将模板放入机器中，当原料温度到达要求时，机器自动把原料按照设定的温度、时间及力度压入模具内，形成冷却后的成型物体。
这种技术利用塑料的特性，具有效率高，成型精度高，成型时根据原料的特性可以做出不同的加工处理，并且具有强度大，防水，耐高低温的特点，适用于各种塑料制品的快速成型。
第三种常见快速成型技术：射出成型技术。
射出成型技术指在机械压力下将原料熔融输送到射出模具成型模块中，随后由冷却系统冷却，完成制件的快速成型。
这种技术主要用于金属铸件、塑料件等的制造，具有造件精度高，尺寸稳定性好，表面光洁，强度高，厚度一致，成型快，节省材料等优点。
第四种常见快速成型技术：热压成型技术。
热压成型技术是把金属或塑料原料置于型模具内，用压力和热量同时共同作用，使金属和塑料原料发生塑性变形而成型的一种快速成型技术。
该技术采用型模具可以实现造型精度高、制件造型美观，制造完后制件可以免去热处理步骤；并且利用该技术进行多余的金属屑的再生，形成复合制件，极大的降低了制件的生产成本。
快速成型技术
其在处理速度上都可以很好的满足需求，而且时间跨度不大，有利于实现产品开发的高速闭环反馈。 其二：集成化，快速成型技术使得设计环节和制造环节达到了很好的统一，我们知道在快速 成型的操作过程中，计算机中
的CAD模型数据会通过软件转化的方式，自动生成数控指令，依据数据的转化实现对于部件的合理加工。由此看来设计和 制造之间的鸿沟不再存在，达到了高度的集约化。 其三：适用性，快速成型技术，适翻分层技术制造工艺，将复杂的三维切成二维来处理，极大的简化了加工流程，在不存 在三维刀具的干涉的前提下，高效的处理好复杂的中空结构。无论是从理论上来讲，还是从实践上来讲，其技术的适用性 可以应对任何的复杂构件制造。 其四：可调整性，快速成型技术，即真正意义上的数字化系统，是制造业中的利器，我们操作员仅仅需要合理设置一下相 关的参数和属性， 就可以有针对性的处理好各种产品的样品制造和小批量生产；而且在此过程中，保证了成型过程的柔韧 性。 其五：自动化，快速成型技术，实现了完全的自动化成型，只要操作人员输入相关的参数,在不需要多少干涉的情况下，实 现整个过程的自动运行。
从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及，为新的制造技 术的产生奠定了技术物质基础。
四大快速成型工艺和优缺点
四大快速成型工艺和优缺点目前世界上的快速成型工艺主要有以下几种：一、FDM –熔融堆积工艺丝状材料选择性熔覆（Fused Deposition Modeling）快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法，简称FDM。
丝状材料选择性熔覆的原理是，加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作X-Y平面运动。
热塑性丝状材料（如直径为1.78mm的塑料丝）由供丝机构送至喷头，并在喷头中加热和溶化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层薄片轮廓。
一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层"画出"截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。
这种工艺方法同样有多种材料选用，如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。
这种工艺干净，易于操作，不产生垃圾，小型系统可用于办公环境，没有产生毒气和化学污染的危险。
但仍需对整个截面进行扫描涂覆，成型时间长。
适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。
由于甲基丙烯酸ABS（MABS）材料具有较好的化学稳定性，可采用伽马射线消毒，特别适用于医用。
但成型精度相对较低，不适合于制作结构过分复杂的零件。
FDM快速成型技术的优点是：1、制造系统可用于办公环境，没有毒气或化学物质的危险。
2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、可快速构建瓶状或中空零件。
4、原材料以卷轴丝的形式提供，易于搬运和快速更换。
5、可选用多种材料，如可染色的ABS和医用ABS、浇铸用蜡和人造橡胶。
FDM快速原型技术的缺点是：1、精度较低，难以构建结构复杂的零件。
2、垂直方向强度小。
3、速度较慢，不适合构建大型零件。
二、SLA –树脂光固化工艺光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereolithography）原理的一种工艺，简称SLA，也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速成型技术。
快速成型工艺的五个基本流程
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『工艺的秘密_34』快速成型工艺（RapidPrototype）
『工艺的秘密_34』快速成型工艺（RapidPrototype）快速成型工艺：无需模具，数模数据直接从CAD文件导出，并通过层层叠加的方式快速成型，常用于产品手板模型制造和合金模具制造，不仅节省了开发的时间和成本，也为设计师开发产品打开了无限可能，快速成型工艺主要分三种：SLA（光固化立体造型术）SLS（选择性激光烧结术）DMLS（直接烧结快速成型术）工艺成本：模具费用（无），单件费用（SLS最便宜，DMLS最贵）典型产品：航空航天，交通工具，产品手板测试和模具制造等产量适合：单件或小批量皆可质量：成型精度较高速度：成型时间很长，但是从另一个角度来看，因为不需要制造模具，数模数据直接由CAD文件导出，所以也节省了很多时间适用材料1.在SLS（选择性激光烧结术）中，尼龙粉末是最常见的材料，尼龙粉末被加热至150°C(302°F）可以用来制造功能手板模型2.在SLA（光固化立体造型术）中，热塑性环氧树脂较为常见，如ABS,PP/PE,PBT等，成型过程中树脂会被加热200°C（392°F）成液态3.在DMLS（光固化立体造型术）中，特殊的合金材料较为常见，如铜镍合金和钢合金等设计考虑因素1.快速成型技术的引进为产品开发缩短了时间与成本，很多传统工艺无法实现的复杂造型，快速成型也可以快速完成，为产品设计师打开了无限的视野和可能性2.SLA（光固化立体造型术）适合制造产品的展示模型，透明，半透明和不透明的零件皆可实现3.SLS（选择性激光烧结术）适合制造产品的功能模型，用于产品开发测试4.DMLS（直接烧结快速成型术）适合制造合金材料的功能模型，同时也可用于金属模具的生产，成型精准值在0.05mm/0.002in左右浮动5.快速成型的局限在于设备的尺寸，SLA设备尺寸局限于500*500*500mm，SLS设备尺寸局限于350*380*700mm，DMLS 设备尺寸局限于250*250*185mm工艺过程详解（图文）视频（流量不宜，请在WIFI陪同下观看）SLA（光固化立体造型术）SLS（选择性激光烧结术）DMLS（直接烧结快速成型术）实例1：金属件的快速成型（图+视频）视频（流量不宜，请在WIFI陪同下观看）实例2：DMLS实例（多图）实例3：其他相关产品（多图预警）。
快速成型工艺的基本流程
快速成型工艺的基本流程快速成型工艺简介什么是快速成型工艺快速成型工艺（Rapid Prototyping，简称RP）是一种利用计算机辅助设计和制造技术，通过相继固化材料，逐层堆积形成所需产品的一种快速制造工艺。
它通过直接处理数据文件，并通过逐层叠加材料的方式，不用模具，实现了从CAD模型到实体产品的快速转化。
快速成型工艺的意义快速成型工艺是工业制造领域中的一项重要技术，它的出现大大缩短了产品开发周期，提高了产品设计的灵活性和精确度，降低了制造成本，促进了现代制造业的发展。
快速成型工艺的基本流程快速成型工艺的一般流程快速成型工艺的一般流程包括：1.CAD设计：首先，通过计算机辅助设计软件（CAD）进行产品的三维建模。
2.STL文件生成：将设计好的产品模型文件导出为标准三维打印格式的文件，通常是STL文件格式。
3.制造参数设置：根据所选的快速成型工艺方法和材料的特性，设置好相应的制造参数，如层厚、填充密度等。
4.打印准备工作：根据所选快速成型工艺的要求，准备相应的打印设备和材料。
5.快速成型工艺的处理：将STL文件导入快速成型机器中，通过计算机控制，逐层叠加材料，并按照预设的层厚进行固化或粘接。
6.后处理：完成打印后，对产品进行去除支撑结构、研磨平整、喷涂、热处理等后续处理工作，以获得符合要求的成品。
快速成型工艺常用方法光固化造型（Stereolithography，缩写SLA）SLA是一种常见的快速成型工艺方法，它利用紫外线激光束逐层照射光敏感树脂，使其固化成固体。
具体流程如下：1.准备工作：准备好SLA设备和液体光敏感树脂。
2.数据预处理：将CAD设计好的模型转换为STL文件，并设置切片参数。
3.光固化：在液体树脂中，利用激光束逐层照射，使树脂固化。
4.后处理：将固化后的产品从液体中取出，去除支撑结构，使用紫外线曝光设备进行后固化。
熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling，缩写FDM）FDM是另一种常见的快速成型工艺方法，它利用熔融的热塑性材料通过喷头逐层堆积成型。
快速成型制造的几种典型工艺与后处理
应用
汽车、建筑等领域。
选择性激光烧结（SLS）工艺
原理
01
选择性激光烧结技术采用粉末材料作为原料，通过计算机控制
激光束对材料进行选择性烧结，最终得到三维实体。
特点
02
选择性激光烧结技术适合制作金属零件，具有较高的强度和硬
度。
应用
03
航空航天、汽车等领域。
三维打印（3DP）工艺
原理
三维打印技术采用粉末或液体材料作为原料，通过计算机控制喷嘴 将材料逐层喷射到成型区，最终得到三维实体。
用于制造轻量化结构件和复杂 零部件。
新产品开发
用于制造产品原型，方便进行 设计验证和功能测试。
医疗器械制造
用于制造医疗设备和器械，如 手术器械、假肢等。
教育领域
用于教学和实验，让学生更好 地理解产品设计、制造和材料 科学等方面的知识。
02
几种典型的快速成型工艺
立体光刻（SL）工艺
原理
立体光刻技术采用光敏树脂作为 原料，通过计算机控制紫外激光 束照射到光敏树脂表面，逐层固
在汽车制造领域，快速成型制造技术可以用于生产汽车设计原型，这些原型可以用于测试、修改等。
应用案例四：文化创意领域
艺术品
快速成型制造技术可以用于生产艺术品，如雕塑、装置艺术等。
玩具
在文化创意领域，快速成型制造技术可以用于生产玩具，这些玩具可以用于娱乐、教育等。
THANKS。
应用案例二：医疗领域
医疗器械
快速成型制造技术可以用于生产医疗器械，如手术器械、牙 科器械等。
人体模型
在医疗领域，快速成型制造技术可以用于生产人体模型，这 些模型可以用于手术模拟、康复训练等。
应用案例三：汽车制造领域
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