快速成型技术在工业设计中的应用_徐江华
简述快速成型技术的应用领域。
简述快速成型技术的应用领域。
快速成型技术（Rapid Prototyping，RP）是一种通过逐层堆积材料构建三维实体模型的制造技术，它可以快速、精确地制造出产品的样件或模型。
快速成型技术的应用领域非常广泛，下面将从工业设计、医疗领域、建筑设计和教育领域等方面进行简要介绍。
快速成型技术在工业设计领域得到了广泛应用。
在产品设计过程中，通过快速成型技术可以快速制造出产品的样件，供设计师进行实物验证和修正，从而加快产品开发周期。
此外，快速成型技术还可以制造出复杂形状的零部件，为工程师提供更多的设计自由度和创新空间。
快速成型技术在医疗领域也有重要的应用。
医疗器械的研发和生产需要经过严格的验证和测试，而快速成型技术可以快速制造出医疗器械的样件，用于验证其功能和可用性。
此外，快速成型技术还可以制造出个性化医疗器械，如植入式器械和义肢等，为患者提供更好的医疗服务。
快速成型技术在建筑设计领域也有广泛的应用。
传统的建筑模型制作过程需要耗费大量的时间和人力，而快速成型技术可以快速制造出建筑模型，帮助设计师和业主更好地理解和评估建筑设计方案。
此外，快速成型技术还可以制造出建筑构件，如曲面墙板和装饰雕塑等，为建筑设计提供更多的创意和可能性。
快速成型技术在教育领域也有广泛的应用。
通过快速成型技术，学生可以将自己的创意转化为实物，提升创造力和动手能力。
同时，快速成型技术还可以用于制作教学模型和实验装置，帮助学生更好地理解和掌握知识。
快速成型技术在工业设计、医疗领域、建筑设计和教育领域等方面都有广泛的应用。
随着技术的不断发展，快速成型技术将在更多的领域中发挥重要作用，为人们的生活和工作带来更多的便利和创新。
快速成型技术的多领域应用与发展
快速成型技术的多领域应用与发展摘要：简要介绍了快速成型技术的基本原理、工艺方法和技术特点。
阐述了快速成型技术在工业造型、制造、模具、医学、航天等多领域的应用，探讨了快速成型技术今后的发展趋势。
关键词：快速成型技术原型快速制模应用快速成型技术RP(Rapid Protot-yping RP)是20世纪80年代末开始发展起来的一种基于逐层累加成型的新兴制作工艺,它是集多种先进科技于一体的能够迅速将设计思想转化为产品的现代先进制造技术。
它为零件原型制作、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。
快速成型工艺是一个涉及CAD/CAM、逆向工程技术、分层制造技术、数据编程、材料编制、材料制备、工艺参数设置及后处理等环节的集成制造过程。
通俗地说，快速成型技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。
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RP技术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。
快速成型制造工艺PR技术是将传统的“去除”加工方法(由毛坯切去多余材料形成产品)改变为“增加”加工方法(将材料逐层累积形成产品)，采用离散分层/堆积的原理，由CAD模型直接驱动，快速制作原型或三维实体零件的一种全新的制造技术。
快速成型技术发展至今，以其技术的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速发展，目前，快速成型的工艺方法已有几十种之多，其中主要工艺有四种基本类型: 光固化成型法(Stereo lithography Apparatus, SLA)、叠层实体制造法(Laminated Object Manufacturing, LOM)、选择性激光烧结法(Selective Laser Sintering, SLS) 和熔融沉积制造法(Fused Deposition Manufacturing, FDM)。
快速成型技术在制造业中的应用
快速成型技术在制造业中的应用一、背景介绍随着科技的不断发展，制造业也不断地更新迭代，快速成型技术应运而生。
快速成型技术是指利用计算机辅助设计技术和快速制造技术，通过将数字模型数据转化为实际物理模型的过程，实现快速制造的一种技术。
它具有制造周期短，制造成本低，制造精度高等优点，受到了制造业的广泛关注和应用。
二、快速成型技术的发展历程快速成型技术始于上世纪80年代，至今已经发展了30多年。
其核心技术是三维打印技术（3D打印），最初只能用于制造产品的概念模型和小批量试制，但随着科技的进步和应用范围的扩大，现在已经可以应用于生产具有工程实用价值的大批量零部件和成品。
三、快速成型技术在制造业中的应用1.汽车制造快速成型技术在汽车制造方面应用广泛。
汽车生产中有许多金属零部件需要进行加工和制造，传统的金属加工和制造过程需要多次的筛选和测试，而快速成型技术将这一过程简化为虚拟数字模型一次性的制造，大大节约了生产周期和生产成本。
2.航空航天制造在航空航天制造领域，不仅要求制造零件的构造合理，而且要求制造零件具有足够的强度，耐热性，抗腐蚀等性能。
快速成型技术可以制造设计复杂的零件，如涡轮叶片，喷嘴等高难度零件，此外，快速成型技术还可以用于制造航空用材料，如金属陶瓷等。
3.医疗设备制造在医疗设备制造方面，快速成型技术可用于生产高精度，高品质的假肢，矫形器和外科手术器械等医疗器械，这些器械具有良好的适应性和合理性，对手术质量和病人康复起到了重要作用。
四、快速成型技术的优势1.设计复杂零件快速成型技术可以通过复杂的数字模拟模型，将复杂的结构转化成实际的三维模型，可以简化设计，控制生产周期。
2.制造周期短传统加工制造技术需要大量的时间完成整个加工制造过程，快速成型技术可以大大缩短加工周期，在保证加工精度的同时，提高生产效率。
3.制造成本低传统的加工制造技术需要大量的安装和制造机械设备，而快速成型技术为基于数字模拟的生产模式，减少了机械设备的制造和安装成本。
浅谈快速成型技术在工业设计中的应用
张 杲 阳 杨 九 瑞 王 晓 飞
Hale Waihona Puke 科 浅谈快速成型 技术在工业设 计中的应用
（ 北京服装学院工业设计 系， 北京 １ ０２ ） ００９
摘 要： 介绍快速成 型技术的原理 ， 重点讨论 了与快速成型相 关的技 术 ， 图将此技术充分应用于产品设计评价 ， 并试 以期缩短产品的开发周期。
关键 词 ： 速 成 型 ； 反 求 工 程 快 ＲＰ；
的切 片处理所产生的误差；二是成型过程 中制 造型和人机特性评价 。 随着科技进步和全球市场一体化 的形成 ， 件翘 曲变形 ， 成型后 制件吸入水分 ， 以及由于温 现在 的快速成型 加工得 到的成型 件都是 现在工业正厩临产品的生命周期越来越短 的问 度和 内应力变化等所造成 的无法精确预计的变 ‘ 单一颜色 ， 色主要 由材料决定 ， 了对产 品色 颜 为 题， 作为一种新产 品开发 的重要手段 ， 快速成 型 形 。 彩外观进行评价 ， 有时需要手工涂 色， 随着彩 色 能够迅速将设计思想转化为产品的现代先进制 为 了解决第一类问题 ， 正在研制直接 切片 成型技术的发展 ， 这方面的问题可 以解决 。 人机 造技术 。 它为零件原型制作 、 新设计思想的校验 软件 和 自 适应切片软 件。所谓直接切片是 不将 评价主要包括成型件尺寸及操 作宜人性 ，快速 等方 面提供 了一种高效低成本的实 现手 段 ， 提 Ｃ Ｄ模 型转换成 Ｓ Ｌ Ａ Ｔ 格式文件 ， 而直接对 Ｃ Ｄ 成型可以很好地满足这方面 的要求 。 Ａ 高产品研发的效率 。 模型进行切片处 理，得到模型的各 截面层 轮廓 ３ 在产品结构评价 中的应用 － ２ １快速 成型技术原理 信息 ， 从而可以减少 三角面近似化带来 的误差 ， 通 过快速成 型制成 的样机 和实 际产 品～ 在工业产品设计过程中 ， 设计师往往希望 所谓 自 适应切片是快速成型机能根据成型零 件 样是 可装配 的，所以它能直观地反映 出结构设 能快速 由三维 Ｃ Ｄ模 型 ， 到产 品的实物模 表面的曲率和斜率 自动调整切片的厚度 ， 而 计合理与否 ， Ａ 得 从 安装的难易程度 ， 使结构工程师可 型。 快速成型技术可 以满足这种需求 。 快速成型 得到高品质的光滑表面 。 以及早发现和解决问题 。由于模具制造的费用 （ ａｉ ｒｔｔ ｉｇ Ｐ）技 术是一种基 于离散 ， Ｒ ｐｄＰｏｏ ｐｎ． ｙ Ｒ 为解决第 二类 问题 ， 正在研 究 、 开发新 的 般很高 ，比较大的模具往往价值数十万乃至 堆积成型思想 的新型成型技术 ， 它根据零件或 成型方法、新 的成型材料及成型件表 面处理方 几百万 ，如果在模具 开出后发现结构不合理或 物体的三维模 型数据 ， 快速 、 精确地制造出零件 法 ， 使成型过程中制件的翘 曲变形小 ， 型后 能 其他 问题 ， 成 其损失可想而知 。 而应用快速成型技 或物体的实体模型 。 长期稳定不变形 。 术 的样机制 作可 以把 问题 解决 在开 出模具 之 ２ 键技术 关 ２ ． Ｒ ４与 Ｐ技术相关软件 前， 大大提高了产 品开发的效率。 ２１ 造 工 艺 ．制 软件是 Ｒ 系统的灵魂 ， 中作为 Ｃ Ｄ到 Ｐ 其 Ａ ３３与反求工程结合 ． 目前 ，世 界上 已有 几十种不 同 的快速 成 Ｒ 接 口的数据转换 和处理软件是其关键。 同 Ｐ 不 反求 工程 Ｒ ｖｒ ｎｉ ｅ ｎ，Ｅ 也称 逆 ｅ ｓ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ ） ｅｅ ｎｉ Ｒ 型工艺方法 ，比较成熟的就有 十余种。其中光 Ｃ Ｄ系统所 采用 的 内部 数据格 式不 同 ， Ｐ系 向工程 ，就是用一定 的测量手段对实 物或模 型 Ａ Ｒ 固化成 型法（ｔｒｏＬｔｏｒ ｈ ｐ ａａ ｓ Ｅ ） 统无法一一适从 ，这就要求有一种 中间数据格 进行测量 ， Ｓ ｅ ｉ ｇａ ｙ Ａ ｐｒｔ ， Ａ 、 ｅ ｈ ｐ ｕＳ 然后根据测量数据通过 三维几 何建 叠层实体 制造法（ ｍｎ ｔ ｂ ｃ Ｍ ｎｆ ｔ － 式既便 Ｒ 系 统接受 又便 于不 同 Ｃ Ｄ系统生 模方法重建实物 的 Ｃ Ｄ数字模 型 ， Ｌ ｉ ｅ Ｏ ｊ ｔ ａｕ ｃ ｒ ａ ａｄ ｅ ａｕ Ｐ Ａ Ａ 从而实 现产 ｉｇ ＯＭ 、 ｎ， ）熔融沉积法（ｕｅ ｅｏｉｏ ｄ — 成 ，Ｔ （ｔ ｅ ｉ ｏｒｐ ｙ 式 应 运 而 生 了 ， 品设计与制造过程 。 Ｌ Ｆ ｓｄ Ｄ ｐｓｔｎ Ｍｏ ｄ ｉ Ｓ Ｌ Ｓｅ ｏ Ｌｔ ｇａ ｈ）格 ｒ ｈ 对于大 多数产品来说 ， 可以 ｉ ， Ｍ 、选择性 激光烧 结法 （ ｌ ｔｅ Ｌｓｒ Ｓ Ｌ ｎＦ ） ｇＤ Ｓ ｅ ｉ ａｅ Ｔ 文件是用大量空间小三角形面片来近似逼 在通 用的三维 Ｃ Ｄ软件上设计 出它们 的三 维 ｅ ｃｖ Ａ Ｓｎｅｉｇ Ｌ ） 和 ３ Ｐ （ｈｅ Ｄ ｍ ｎｉｎｌ 近实体模型。 由于 ｒ 格 式具有易 于转换 、 ｉｔｒ ， Ｓ ｎＳ Ｄ Ｔ ｒｅ ｉ ｅｓｏａ Ｌ 表 模型 ， 由于对某些因素 ， 但是 如对功能 、 工艺 、 外 Ｐｉｔ ｇａｄ Ｇｕｎ， ｒ ｉ ｎ ｌｉｇ ｎｎ 也称 ３ Ｐ ） Ｄ Ｇ五种方法 。 在世 示范 围广 、 分层算法简单等特点 ， 为大多数商用 观等的考虑 ， 一些零 件的形状十分 复杂 ， 很难在 界范围内应用最为广泛 。 快速成形系统所采用 ， 己成为快速成形行业 Ｃ Ｄ软 件上设计 出它们 的实体模 型 ， 现 Ａ 在这种情 对于 Ｒ Ｐ制造工艺的研究 ，一方 面是在原 的工业标准。 但是 ，Ｔ 模 型也存在许多不足之 况下 ， ＳＬ 可以通 过对模型测量和数据处理 ， 获得 三 有技术基础上进行改进 ，另一方面是 研究新 的 处 ： 维实体模型。 成 型技术。新的成 型方法 ， 如三维微结构制造 、 ２４１精度不足。由于 Ｓ Ｌ模型用 大量 小 ．． Ｔ 作为一 种新产 品开发以及消化 、 吸收先进 生物活性组织的工程化制造 、激光三维 内割技 三角形面片来近似 逼近 Ｃ Ｄ模 型表面 ，造 成 技术的重要手段 ，反求工程 和快速成 型技术可 Ａ 术、 层片曝光方式 等。 Ｓ Ｌ 型对产 品几 何模 型 的描述 存在 精度 损 以胜任消化外来技术成果的要求。对 于已存在 Ｔ 模 ２２成型材料 ． 失， 并且在对多张曲面进行三角化时 ， 在曲面的 的实体模 型 ， 以先通过反求工程 ， 可 获取模 型的 成型材 料是决定 快速成型 技术发展 的基 相交处往往产生裂缝 、 孔洞 、 覆盖及 相邻面片错 三维实体 ， 经过对三维模 型处理后 ， 使用快速成 本要素之一 ， 它直接影响到原型的精度 、 物理化 位等缺陷。 型技术 ， 实现产品的快速复制， 缩短 了产 品开发 学性能以及应用等 。 Ｒ 与 Ｐ制造的 ４个 目 概 标（ ２． ． ２数据冗余度大 。Ｓ Ｌ 型不包含拓 周期 ， ４ Ｔ 模 大大提高产品 的开发效率 。 念型 、 型、 测试 模具型 、 功能零件） 相适应， 使用 扑信息 ， 三角形面片的公用点 、 边单 独存储 ， 数 结束语 的材料不同 ， 概念型对材料成型精度 和物理化 据 的冗余度大。 随着网络时代 的到来 ，Ｔ 模 型 ＳＬ 快速成 型技 术 可以大大缩 短产 品的开 发 学特性要求不高 ， 主要要求 成型速度快 。 如对光 数据冗余大的不足也使其不利 于远程 Ｒ Ｆ的数 周期 ， 满足产品 的个性 化 、 多样化需求 ， 在工业 固化树脂 ， 要求较低 的临界曝光功率 、 较大的穿 据传输 ， 以有效支持远程制造。 难 设计中得 到广泛应用 。但由于该技术 的制作精 透深度和较低 的粘度。测试型对 于材料成型后 ３快速成 型技术的应用 度、 强度和耐久性还不能满足工程实际 的需要 ， 的强度 、 、 刚度 耐温性 、 抗蚀性等有一定要求 ， 以 ３１在外观及人机评价中的应用 ． 加之设备 的运行及制作成本 高 ， 一定程度上制 满足测试要求 。 如果用于装配测试 ， 则对于材料 新 产品开发的设 计阶段 ， 虽然可借助设计 约着 Ｒ 技术的普遍推广 。随着研究的不断深 Ｐ 成型的精度还有一定要求 。模具型要求材料适 图纸和计算机模拟 ， 但并不能展现原型 ， 往往难 入 ， 制约快速成型发展的因素会逐步解决 ， 应用 应具体模具制造要求 ，如对于消失模铸造用原 以做出正确和迅速的评价 ， 设计师可 以通过制 领域会不断得到拓展。 参 考文 献 型， 要求材料易于去除。 快速功能零件要求材料 作样机模 型达到检验的 目的。传统 的模 型制作 具有较好 的力学性能和化学性能 。从解决的方 中主要 采用 的是手工制作的方法 制作工序复 【１ 秀英 ． 向 Ｒ 的 Ｖ ＭＬ模 型 浏 览 与 分 层 １孙 面 Ｐ Ｒ 法看 ， 一个是研究专 用材料 以适应专门需要 ； 另 杂 ， 工制作 的样机模型不仅工期长 ， 手 而且很难 研 究ｆ １ ． Ｄ 西安科技 大学，０ ６ ２０．
快速成型技术在工业设计中的应用
快速成型技术在工业设计中的应用
快速成型技术（Rapid Prototyping，RP）是一种通过计算机辅助设计（CAD）或计算机辅助制造（CAM）技术，将数字模型转化为实体模型的技术。
它是一种快速、高效、精度高的制造技术，已经广泛应用于工业设计领域。
快速成型技术在工业设计中的应用主要体现在以下几个方面：
1. 产品设计
快速成型技术可以帮助设计师快速制作出产品的实体模型，从而更好地了解产品的外观、尺寸、结构等方面的特点。
这样可以在产品设计的早期阶段就发现并解决问题，从而提高产品的设计质量和效率。
2. 模具制造
传统的模具制造需要经过多次手工加工，耗时耗力，而且精度难以保证。
而快速成型技术可以直接将数字模型转化为实体模型，从而大大缩短了制造周期，提高了制造精度和质量。
3. 零部件制造
快速成型技术可以直接将数字模型转化为实体模型，从而可以快速制造出各种零部件。
这种制造方式不仅可以提高制造效率，而且可以减少材料浪费，降低制造成本。
4. 产品展示
快速成型技术可以帮助设计师快速制作出产品的实体模型，从而可以更好地展示产品的外观、尺寸、结构等方面的特点。
这样可以在产品展示的过程中吸引更多的关注，提高产品的知名度和销售量。
总之，快速成型技术在工业设计中的应用已经越来越广泛，它不仅可以提高产品的设计质量和效率，而且可以降低制造成本，提高产品的知名度和销售量。
随着技术的不断发展，相信快速成型技术在工业设计中的应用会越来越广泛，为工业设计带来更多的便利和创新。
快速成型技术及其在工业生产中的应用
快速成型技术及其在工业生产中的应用快速成型技术是近年来工业生产领域中一个炙手可热的技术，其将传统的制造方式推向了一个全新的境界，对于工业生产的质量、效率、成本的优化均有积极的帮助，在未来的发展中，其前景更加广阔。
一、快速成型技术概述快速成型技术是指通过计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术，利用激光、电子束、喷墨等方式将原料制造成零部件的新型制造技术。
目前，应用较广泛的快速成型技术主要有激光烧结成型、光固化成型、激光熔化成型、线切割成型、喷墨成型等。
二、快速成型技术在工业生产中应用1. 工业设计快速成型技术最大的优势是在产品设计阶段，可以快速制造出实际尺寸的零部件，从而帮助实现更好的设计效果。
传统的模型制作需要用手工完成，周期较长、成本高，且不利于修改，而快速成型技术可以快速、准确、灵活地制造出多种模型，帮助设计师实现更好的设计效果。
2. 制造业在工业生产领域中，快速成型技术广泛应用于各种制造行业，如汽车、航空、医疗等。
在汽车行业中，快速成型技术可以快速地生产出各种所需零部件，从而实现零部件的快速替换和更新，提高整车的制造效率和质量，同时，由于快速成型技术可以精确制造各种模具，因此可以生产各种复杂、精密的模具，为汽车制造业带来更大的便利。
在航空行业中，快速成型技术的应用范围也十分广泛，主要用于生产各种复杂、精密的零部件，从而提高飞机的制造效率和质量。
在医疗行业中，快速成型技术可以用于生产各种医疗器械和植入物。
其制造出来的零部件可以依据患者的具体情况进行制造，因此可以更好地满足医疗行业的需求。
3. 艺术设计快速成型技术还可以用于艺术设计领域。
由于其精度和灵活性较高，因此可以造就出更多新颖、独特的艺术品，对于传统艺术的转型和发展有着积极的作用。
由于快速成型技术可以将艺术家的想象力变为现实，因此可以给艺术家带来更多的自由度和创作灵感。
三、快速成型技术发展前景随着科技的不断进步和市场需求的不断增加，快速成型技术在工业生产领域中的应用前景十分广阔。
快速成型技术在工业设计中的应用
快速成型技术在工业设计中的应用快速成型技术是一种基于计算机辅助设计和制造的先进技术，它在工业设计中有着广泛的应用。
通过该技术，设计师可以快速地将设计概念转化为实际的产品原型，从而提高工作效率、降低成本。
在工业设计中，快速成型技术能够帮助设计师将创意快速转化为实际的产品原型。
传统的产品开发过程中，设计师需要通过手工制作或者借助模具来制造产品原型，这个过程通常耗时较长且费用较高。
而快速成型技术能够通过快速地堆叠材料来制造产品原型，大大缩短了制造周期，节省了时间和成本。
在产品设计的早期阶段，快速成型技术可以帮助设计师快速验证设计概念的可行性。
设计师可以通过将设计文件输入到快速成型设备中，快速制造出产品原型，进而进行实物验证。
如果设计存在问题，设计师可以及时进行修改，从而避免了在后期制造过程中可能出现的错误和延误。
快速成型技术还可以帮助设计师进行产品的外观设计和功能测试。
通过快速制造出产品原型，设计师可以更直观地了解产品的外观效果，从而进行必要的修改和优化。
同时，快速成型技术还可以制造出具有实际功能的产品原型，设计师可以通过对原型进行测试来评估产品的性能和可靠性。
在产品定制方面，快速成型技术也发挥着重要的作用。
传统的产品制造过程中，生产线通常需要进行大规模的调整和改装，以满足不同产品的需求。
而快速成型技术可以根据用户的需求快速制造出定制化的产品，大大提高了生产线的灵活性和适应性。
快速成型技术还可以帮助设计师进行产品的小批量生产。
在传统的生产方式中，小批量生产往往需要进行专门的模具制造，成本较高且周期较长。
而快速成型技术可以通过直接制造产品来降低生产成本，提高生产效率，满足小批量生产的需求。
快速成型技术在工业设计中有着广泛的应用。
它可以帮助设计师将创意快速转化为实际的产品原型，提高工作效率、降低成本。
同时，它还可以帮助设计师进行产品的外观设计、功能测试、定制生产和小批量生产。
随着技术的不断发展，相信快速成型技术将在工业设计中发挥更大的作用，为创新和进步提供更多可能性。
快速成型技术在工业设计中的应用研究
快速成型技术在工业设计中的应用研究一、引言随着科技的不断发展，现代工业设计更加注重效率和创新，快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP）因其高效、精度高的特点成为工业设计优化的重要手段之一。
本文将探讨快速成型技术在工业设计中的应用研究。
二、快速成型技术概述快速成型技术是一种将计算机辅助设计与制造工艺相结合的新型制造技术，主要包括激光成型、挤出成型、光固化等技术。
该技术通过数字化模型，直接切削、粘合或熔融制造物体，无需制造模具，实现短时间内制造产品的目的。
在工业设计中，快速成型技术主要应用于制作产品模型、验机模型、试制模型和原型模型等领域，能够大幅度提高设计效率和节约制造成本。
三、快速成型技术的应用案例1.汽车设计随着现代汽车行业的发展，汽车设计需要更加注重创新和效率，快速成型技术在汽车设计中得到广泛应用。
通过数字化模型，设计师可以设计出更加精细的汽车部件，并通过RP技术快速制造出原型模型进行验证和修改。
相比传统的手工制造方式，RP技术不仅效率更高，而且能够制造更加精准的模型，提供更多的设计空间。
2.工业机器人设计工业机器人是现代工厂自动化生产的重要组成部分，RP技术在机器人设计中得到广泛应用。
通过数字化模型，工程师可以更加快速地进行机器人设计和仿真分析，并通过快速成型技术制造出机器人模型进行试验和评估。
这种方式可以极大地加快机器人设计和仿真分析的效率，减少试制周期和成本。
3.医疗设备设计医疗设备是现代医疗行业的重要组成部分，准确、精细的设计对于患者的治疗效果有着至关重要的作用。
快速成型技术在医疗设备设计中得到了广泛应用，可以通过数字化模型设计出更加准确、高效的医疗设备，并通过RP技术制造体模型进行实验和验证。
四、快速成型技术的优势1.高效性快速成型技术可以大幅度提高设计和制造的效率，加快产品迭代周期。
与传统模具加工相比，RP技术可以在短时间内制造出产品原型模型进行验证和改进。
2.精度高快速成型技术利用数字化模型，精准的控制制造工艺，可以制造出非常高的精度的产品原型模型，同时，可以在改进过程中进行多次尺寸校验。
快速成型技术在产品设计中的应用
快速成型技术在产品设计中的应用快速成型技术可以帮助设计师更好地进行产品的外观设计。
通过将产品的CAD模型转化为RP系统可读的格式，可以快速制作出产品的原型模型。
设计师可以通过观察和检验原型模型，对产品的外观进行修改和优化，从而更好地满足用户的需求和美学要求。
与传统的手工模型制作相比，快速成型技术可以更好地还原CAD模型的细节和曲面，提高了设计师的设计自由度。
快速成型技术还可以制作出多种不同材料和颜色的原型模型，帮助设计师进行外观材质和色彩的测试和选择。
快速成型技术可以为产品的功能设计提供有效的验证手段。
通过制作出与正式产品结构相同或相似的原型模型，可以进行功能测试、装配性测试、流体力学测试等。
设计师可以通过测试结果，及时发现和解决产品设计中的问题，降低产品开发的失败风险。
与传统的虚拟仿真方法相比，原型模型的制作可以更真实地模拟产品的物理性能，提高了测试结果的可靠性和准确度。
快速成型技术还可以将其他传感器、电子元件等集成到原型模型中，以验证产品的各种功能。
快速成型技术可以帮助制造商进行产品的市场测试和反馈收集。
在产品设计初期，制造商可以通过制作产品的简化原型模型，来进行市场测试和用户反馈收集。
用户可以通过使用原型模型，体验产品的基本功能和使用感受，并提出改进建议和意见。
制造商可以基于用户的反馈意见，及时调整产品设计，提升产品在市场上的竞争力。
与传统的市场调查方法相比，原型模型可以更直观地展示产品的特点和优势，提高用户的参与度和反馈质量。
快速成型技术在产品设计中的应用为设计师和制造商提供了强大的工具和方法，可以快速制作产品的样品和原型模型，验证产品的外观、功能和市场需求。
值得注意的是，快速成型技术仍然存在一些问题和限制，如成本较高、制作时间较长、材料选择有限等。
在实际应用中应综合考虑这些因素，选择合适的快速成型技术和材料，以满足产品设计的要求。
应不断关注和学习快速成型技术的发展和创新，以提高产品设计和制造的效率和质量。
快速成型技术及其应用的高职课程开发
快速成型技术及其应用的高职课程开发随着现代制造业的不断发展，快速成型技术（rapid prototyping technology）被广泛应用于产品设计、制造以及工业设计等领域。
快速成型技术是一种利用计算机辅助设计（CAD）制作三维模型，并利用快速成型设备将其转化为真实物体的技术。
快速成型技术具有制造周期短、成本低、生产效率高、制造精度高等优点，被广泛应用于各种领域。
为了培养适应未来制造业发展的实用型人才，目前许多高职院校开设了快速成型技术及其应用相关的课程。
这些课程旨在让学生系统地学习快速成型技术的原理、应用以及设备操作等方面的知识，并通过实践学习，培养学生的实际操作技能。
本文将对快速成型技术及其应用的高职课程开发进行探讨。
一、课程设置1、快速成型技术原理：介绍快速成型技术的原理、分类、工作流程等基础知识，为后续课程的学习奠定基础。
2、3D打印技术：主要包括3D打印技术的工艺流程、打印材料、打印机选型及正常使用等方面的知识。
通过学习3D打印技术，让学生了解快速成型技术的具体应用，同时培养其对打印机的使用熟练度。
3、激光烧结技术：介绍激光烧结技术的原理、应用范围、工艺流程等方面的知识。
通过学习激光烧结技术，让学生了解不同快速成型技术之间的差异，了解它的优缺点并设法将其应用到产业中。
4、CAD软件、模型修复以及切片软件的应用：学生学习使用CAD软件进行三维建模，并掌握修复模型和切片软件的应用。
这些软件是快速成型技术的关键，掌握它们的使用能极大地提高学生的实际操作能力。
5、快速成型技术在工业设计中的应用：介绍快速成型技术在工业设计、产品设计、艺术品制作以及其他领域的应用。
通过学习快速成型技术的应用，让学生了解该技术如何改变制造业的现状并设法将其推广到不同领域中。
二、实践环节除了课堂教学外，实践环节也是快速成型技术及其应用的高职课程中非常重要的一部分。
实践环节主要包括以下方面的内容：1、模型打印：通过实际操作3D打印机，帮助学生掌握模型打印的流程，使其对3D打印技术的使用熟练度大幅提高。
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快速成型技术在工业设计中的应用徐江华,张敏(南昌航空工业学院, 南昌 330034)[摘要] 先进的技术必将推动工业设计的发展。
该文分析了快速成型技术在工业设计中应用的必要性以及工业设计与快速成型技术的互动性。
关键词:快速成型;工业设计;互动中图分类号:T B47 文献标识码:B 文章编号:1001-3563(2004)06-0131-03The Application o f Rapid Prototyping in Industry DesignXU Jiang -hua ,ZH ANG M in(Nanchang Institute of Aeronautical Technology ,N anchang 330034,China )A bstract :T he advanced technology must pro mo te the development of industry design .T he necessity of applying Rapid Pro to ty ping to the industry desig n and the interactio n between them were analyzed and discussed .Key words :Rapid pro to ty ping ;Industry desig n ;Interaction收稿日期:2004-07-02作者简介:徐江华(1977-),男,湖北荆州人,南昌航空工业学院教师,主要研究方向为产品的开发设计。
由于计算机技术的快速发展和普及,工业设计也进入了一个新的信息时代。
计算机的应用极大地改变了工业设计的技术手段,改变了工业设计的程序与方法。
与此相适应,设计师的观念和思维方式也有了很大的转变。
另一方面,以计算机技术为代表的高新技术开辟了工业设计的崭新领域,先进的技术必须与优秀的设计结合起来,才能使技术人性化,真正服务于人类,工业设计对推动高新技术产品的进步起到了不可估量的作用。
工业设计不同于其他设计,它是立体的物质实体性设计,在设计展开的不同阶段,具体创意单纯靠效果图检验不出实体体量关系,必须辅以各种立体模型对设计方案不断检测和修改。
运用快速成型(Rapid Pro to ty ping )技术代替传统的手工模型制作能够更加精确、快速、直观、完整的传递产品的信息,更重要的是建立起一种并行结构的设计系统,将设计、工程分析、制造三位一体优化集成于一个系统,使不同专业的人员能及时相互反馈信息,从而缩短开发周期,并保证设计、制造的高质量。
1 快速成型技术快速成型技术是近年发展起来的直接根据电脑数字文件快速生成模型或零件实体的技术的总称。
用快速成型技术制作的产品样机模型俗称RP 手板,它主要是用激光片层切割叠加或激光粉末烧结技术、分层实体造型、熔融挤压实体造型、光固化造型生成产品的模型或样件。
制作产品的样机模型并不是它的全部内容,而只是这项技术应用的一个方面,如在航空、医疗等方面的应用。
快速成型技术目前的主要用途有3大类:1)设计模型的制造,它使工业设计师设计的产品外壳和工程师设计的机器零件,都可以通过这项技术快速地生成可以看得见,摸得着的实体模型;2)小批量生产,对于那些不能批量生产的零件,利用快速自动成型,或者是使用与之相关的快速模具来制造,成本会大大降低;3)模具加工,用快速成形法可以制造塑料模以取代传统木制仿形模,也可以生产精密铸造用蜡模。
在工业设计中模型是产品开发中的重要表现方式和手段,是从物质的实体性构成上表达具体产品的实态性构成,其目的是从设计的环节性要求上探讨和验证实体构成元素关系。
所以,所谓真实化的模型表现,集中反映着不同设计思想凝聚的设计目标和技能表现意识支撑下的表现形式,这是模型表现的双重规律和意义。
伴随产品开发的一步步进程,运用快速成型技术取代石膏、软木、纸、泡沫塑料、A BS 工程塑料板、油泥等材料所表现出来的草模、比例模型、局部模型、原大模型、样机等能在各个设计环节点上以实体体量的检测推进设计工作进程,并促使产品从一个个实体上不断完善。
2 样机制作中的应用及在新产品设计中的必要性作为开发性产品造型设计,展示模型是采用得最多的一种,它真实感强,为研究人机关系、结构尺寸、造型工艺、合理美观的外形以及市场宣传等,提供了较完美的立体形象。
产品样131徐江华等 快速成型技术在工业设计中的应用机常被作为项目审批、投标审定、展示说明、归档收藏、研究分析、批量生产等的重要参考依据。
样机模型是设计师推敲和检验设计的重要手段。
但是在以往传统的模型制作中主要采用的是手工制作的方法,制作工序复杂,手工制作的样机模型不仅工期长,而且很难达到外观和结构设计要求的精确尺寸,因而其检查结构设计合理性的功能大打折扣,由于工具的限制在的新产品开发中只能达到事倍功半的效果。
近几年发展起来的快速成型技术在工业设计中应用显得尤为重要,快速成型技术代替手工制作样机模型是必然趋势。
它的必要性主要体现在以下几个方面。
2.1 在产品外观设计上的必要性模型是设计物立体的、形象化的表达手段,包括运用各种材料制成的草模、精致模型、透明模型、剖面模型及测试模型等。
快速成型设备制作的高精度、高品质样机与传统的手工模型相比较可以更直观地以实物的形式把设计师的创意反映出来,这在工业设计师对产品的外观造型的设计推敲中是必不可少的。
而且它所具有的超前性,可以使企业在模具制造出来之前就开始产品的广告宣传,甚至是前期的市场销售,并为以后的批量生产做好准备。
图1是运用快速成型设备制作的参赛外观模型。
2.2 在样机结构设计上的必要性因为样机和实际产品一样是可装配的,所以它能直观地反映出结构设计合理与否,安装的难易程度,使结构工程师可以及早发现和解决问题。
由于模具制造的费用一般很高,比较大的模具往往价值数十万乃至几百万,如果在模具开出后发现结构不合理或其他问题,其损失可想而知。
而应用快速成型技术的样机制作可以把问题解决在开出模具之前,这样就有效地降低了企业的投资风险。
图2浙江余姚一家生产吸尘器厂家运用快速成型技术为吸尘器实物直接成型的外壳部件能够完整的安装一体。
图1 汽车模型 图2 快速成型的吸尘器部件 Fig .1T he model of car F ig .2V acuum cleaner byRapid P rototyping2.3 在样机模型制作周期、成本上的必要性快速成型技术成型的一个重要的优点是模型的造价几乎与产品的复杂程度无关,成型复杂的形态也非常容易。
另一个重要的优点是速度快,而且实现快速铸造、快速样机模具制造、小批量生产。
快速成型用得较多的电脑文件是ST L 格式,这是国际上成型文件通用格式,它可以通过Pro /E ,Solidw orks ,UG 等软件获得。
目前在广东地区、浙江沿海一带,小家电产品和塑料产品特别发达,并且这些私营企业的产品主要是针对出口,为国内增加不少的外汇积累。
但是在成品大批量生产之前,他们的产品样品必须送到出口单位认可,那么国内厂家只有高成本预先开好模具制成成品样机,而且制作样机的周期长,然而一旦外方对样机不满意或需重新修改,预先开发的模具就会作废,造成巨大的浪费,无形提高了生产成本。
快速成型设备运用到工业设计中,极大的解决了国内厂方这一难题。
快速成型机可以以极低廉的制作成本重复制作样机,直到外方满意,才去开发最终的模具。
以M EM 熔融挤压实体造型快速成型机制作模型为例,熔融挤压成型技术不用激光器,基本上设备没有损耗。
材料价格400元/kg ,用量为10g /h 。
耗电量为每小时两度,每度电价0.8元。
2.4 在样机模型制作精确度上的必要性不管是简单的外观形体还是复杂的产品内部结构,快速成型技术都能够高精度的一次成型。
利用计算机软件的虚拟建模,设定好需要模型的效果参数,通过数据线与快速成型设备的连接,达到电脑控制一体化。
快速成形技术制作产品样机模型的方式主要有4种。
1) 光固化树脂成形(SLA )。
SLA 是最早出现的一种商品化快速成形机,它由液漕、可升降工作台、激光器、扫描系统和计算机数控系统等组成,由激光固化液态光敏聚合物而成。
优点:成形速度极快、成形精度、表面质量高,适和做小件及细节件;2) 熔融挤压喷丝成形(F DM )。
FDM 快速成形机主要由工控机,送丝机构,运动系统,喷头等组成。
优点:运行费用极低(无激光器损耗),精度比较高,成形材料种类也较多,材料的利用率高,原材料便宜,成形样件强度好,易于装配,表面质量较好;3) 粉末烧结成形。
粉末烧结成形是用电脑控制激光束扫描特殊的树脂粉末,激光束扫过的地方,树脂粉末就烧结成具有一定厚度的片层,这样反复的扫描和烧结,一个三维实体模型就制造出来了;4) 涂覆纸叠加成形(LOM )。
LOM 快速成形机主要由工控机、原材料存储及送进机构、热粘压机构、激光切割系统、可升降工作台和数控系统等组成。
优点:成形精度较高,适合做大件及实体件,特适合铸造等行业。
应用快速成形技术制作产品样机模型的4种方式都具有成型精度高的优势,是传统模型制作方式无法比拟的。
产品样机的制作过程,实际上是调整、修正、补充、完善的过程,是设计、实践、设计紧密结合的过程。
随着CAD 、CA M 的快速发展,快速成型技术为样机的制造提供了更好的技术支持,使得制造与真实产品一模一样的样机成为可能。
3 快速成形技术与工业设计发展的互动性132包装工程 PACKAG ING EN GI NEERING Vol .25No .62004工业设计是技术、艺术与市场相结合的边沿学科,先进的技术推动工业设计向前发展,近年来发展起来的直接根据电脑数字文件快速生成模型或零件实体的快速成型技术必将推动工业设计向前迈进一大步。
在信息时代,工业设计从设计、样机制作、开模实行计算机一体化;高度柔性、CA D模型直接驱动、成形过程中信息过程和材料过程一体化、使成形材料非均质的原型;成形的快速性,技术的高度集成,在制造业中快速成型技术能够高精度、高效率、低成本地制造这些精铸件的母模必将直接取代效率低、精度低的传统的木模工手工制作。
同时由于工业设计本身专业特性也将对目前的快速成型技术及设备的成型空间、成型材料、软件的兼容等方面提出新的要求,工业设计也将促进快速成型技术的”再设计”过程。
工业设计与快速成型技术最终形成一个良性的互动发展。
计算机技术的快速发展和普及以及因特网的迅猛发展使工业设计产生了前所未有的重大变化,工业设计对推动高新技术产品的进步起到了不可估量的作用,计算机发展的历史本身就说明了这一点。
4 结 语高新技术开辟了工业设计的崭新领域。