快速原型技术试题及重点复习解析
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• 二、逆向工程应用领域 • 三、逆向工程系统与产品创新
2020/9/22
2
RP技术
➢ “去除”加工法 ➢ “增长”堆积法
• 快速成型制造技术（RP&M ）是一项快速直接地 制造单件零件的技术，是借助计算机、激光、精 密传动和数控等现代手段，将计算机辅助设计 （CAD）和计算机辅助制造（CAM）集成于一体， 根据在计算机上构造的三维模型，在没有任何刀 具、模具及工装卡具的情况下，快速直接地实现 零件的单件生产。
2020/9/22
3
RP 系统的基本工作原理和过程
• 不同公司制造的 RP 系统所用的成形材料不同， 系统的工作原理也有所不同，但其基本原理都是 一样的，那就是“分层制造、逐层迭加”。这种 工艺可以形象地叫做“增长法”或“加法”。
2020/9/22
4
快速成型工艺过程
• 快速成型制造工艺的全过程可以归纳为以下三个 步骤：
从精度、性能控制、使用寿命及经 济性等方面对直接RT和间接RT技术 进行比较。
间接RT技术可以怎样适应塑料制件 生产批量大小而不同？
硅胶模制模的过程。经济型硅胶模 制模的过程。
经济性硅胶模具与硅胶模相比有什 么特点？
1
• 一、快速制造技术
➢ 快速制造 ➢ 逆向工程（RE） ➢ 快速成形技术（RP） ➢ 快速模具技术（RT）
2020/9（/2212）集成化
7
• 快速成型材料及其性能不仅影响着所制作原型的性能及精 度，而且也影响着与成型工艺相关联的建造过程。快速成 型工艺对成型材料性能的总体要求有如下几个方面：
（1）适应逐层累加方式的快速成型建造模式；
（2）在各种快速成型建造方式下能快速实现层内建造及层间连接；
（3）制作的原型具有一定的尺寸精度和尺寸稳定性；
光烧结成型制模、直接金属粉末激光烧结制模、激光近成型技 术、ExpressToolTM 法（将已涂覆的原型作阴极镍作阳极进 行电铸得到镍壳模，再镀铜得到镍铜复合壳模）等
2020/9/22
10
• 在目前所有的快速成型工艺方法中，光固化成型 法(SLA)、叠层实体制造法(LOM)、激光选区烧 结法(SLS)、熔融沉积法(FDM)得到了世界范围内 的广泛应用。
➢ 优、缺点Βιβλιοθήκη Baidu
➢ 在前处理、加工原理、材料、后处理等方面的不同
2020/9/22
6
快速成型技术的发展趋势
• 从目前存在的问题及需求看，目前比较明确的发 展方向为：
（4）确保原型具有一定的力学性能及性能稳定性；
（5）无毒无污染。
• 随着1988年3D Systems公司推出第一台快速成型商品化设 备SLA250以来，世界范围内相继推出了和快速成型方法 和快速成型技术方法一样，目前，商品化比较成熟的设备 系统的销售量平均以50％左右的速度在逐年递增，标志着 快速成型技术的应用正处于繁荣发展的阶段。
1)前处理
包括工件的三维模型的构造、三维模型的近似 处理、模型成形 方向的选择和三维模型的切片处理。
2)分层叠加成形
是快速成形的核心，包括模型截面轮廓 的制作与截面轮廓的叠 合。
3)后处理
包括工件的剥离、后固化、修补、打磨、抛光和表 面强化处理 等。
2020/9/22
5
• 快速成型制造技术是20世纪80年代中期发展起来 的一项高新技术，从1988年世界上第一台快速成 型机问世以来，快速成型技术的工艺方法目前已 有十余种。
主要方法？
•
• STL格式文件的主要特点是什么？
采用STL文件作为接口对RP原型 • 的精度有何影响？
• 在RP前为何必须构造零件的三维 • CAD模型？
2020/9/22
FDM的基本工作原理、特点和应用。 SLA的基本工作原理、特点和应用。 用SLS直接制造金属模具的工艺过程。 RT技术的主要优点。 何为直接RT技术？可采用哪些直接 RT技术制造金属模具？ 何为间接RT技术？请例举出3种间 接RT制造方法。
（1）金属零件的直接快速成型 （2）概念创新与工艺改进 （3）数据优化处理及分层方式的演变 （4）快速成型设备的专用化和大型化 （5）开发性能优越的成型材料 （6）成型材料系列化、标准化 （7）喷射成型技术的广泛应用 （8）梯度功能材料上的应用 （9）组织工程材料快速成型 （10）开发新的成型能源
（11）拓展新的应用领域
• STL文件的格式、基本规则和精度 • 三维模型的切片处理方法
2020/9/22
9
基于RP的快速模具制造
• 基于RP的快速模具制造方法一般分为直接法和间 接法两大类。
• 直接法
• 间接法
➢ 软质间接模具
• 硅橡胶模具、金属冷喷软金属模具环氧树脂模具等
– 工艺流程和特点
➢ 硬质间接模具（金属）
• 熔模铸造法、电火花加工法、陶瓷型精密铸造法等 • KeltoolTM 法（原型、硅胶模、二次转换）、间接金属粉末激
• 接触式测量系统和非接触式测量 •
系统各自适用于哪些领域？
•
• 三维接触式测量系统的测量原理。•
• 光学三维非接触式测量系统的测 •
量原理。
•
• 光学测量法是基于哪些主要的测
量原理的？
•
• 逆向工程的流程。
• 逆向工程曲面重构的主要步骤。 • • 几种常用的反求工程CAD软件。
• 构造零件的三维CAD模型有哪些
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数据准备与处理
• 三维CAD模型的构建方法及其应的软件 • “逆向工程”的概念 • 逆向工程的流程 • 逆向测量的主要方法：接触式（CMM）、非接触式(……） • 三维实体重构的任务 • 曲面逆向反求的步骤 • 扫描数据的预处理 • 快速原型制造前处理的内容
➢ 快速原型制造中成形方向会对工件品质、材料成本和制作时间 产生很大的影响
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RP技术
➢ “去除”加工法 ➢ “增长”堆积法
• 快速成型制造技术（RP&M ）是一项快速直接地 制造单件零件的技术，是借助计算机、激光、精 密传动和数控等现代手段，将计算机辅助设计 （CAD）和计算机辅助制造（CAM）集成于一体， 根据在计算机上构造的三维模型，在没有任何刀 具、模具及工装卡具的情况下，快速直接地实现 零件的单件生产。
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RP 系统的基本工作原理和过程
• 不同公司制造的 RP 系统所用的成形材料不同， 系统的工作原理也有所不同，但其基本原理都是 一样的，那就是“分层制造、逐层迭加”。这种 工艺可以形象地叫做“增长法”或“加法”。
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快速成型工艺过程
• 快速成型制造工艺的全过程可以归纳为以下三个 步骤：
从精度、性能控制、使用寿命及经 济性等方面对直接RT和间接RT技术 进行比较。
间接RT技术可以怎样适应塑料制件 生产批量大小而不同？
硅胶模制模的过程。经济型硅胶模 制模的过程。
经济性硅胶模具与硅胶模相比有什 么特点？
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• 一、快速制造技术
➢ 快速制造 ➢ 逆向工程（RE） ➢ 快速成形技术（RP） ➢ 快速模具技术（RT）
2020/9（/2212）集成化
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• 快速成型材料及其性能不仅影响着所制作原型的性能及精 度，而且也影响着与成型工艺相关联的建造过程。快速成 型工艺对成型材料性能的总体要求有如下几个方面：
（1）适应逐层累加方式的快速成型建造模式；
（2）在各种快速成型建造方式下能快速实现层内建造及层间连接；
（3）制作的原型具有一定的尺寸精度和尺寸稳定性；
光烧结成型制模、直接金属粉末激光烧结制模、激光近成型技 术、ExpressToolTM 法（将已涂覆的原型作阴极镍作阳极进 行电铸得到镍壳模，再镀铜得到镍铜复合壳模）等
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• 在目前所有的快速成型工艺方法中，光固化成型 法(SLA)、叠层实体制造法(LOM)、激光选区烧 结法(SLS)、熔融沉积法(FDM)得到了世界范围内 的广泛应用。
➢ 优、缺点Βιβλιοθήκη Baidu
➢ 在前处理、加工原理、材料、后处理等方面的不同
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快速成型技术的发展趋势
• 从目前存在的问题及需求看，目前比较明确的发 展方向为：
（4）确保原型具有一定的力学性能及性能稳定性；
（5）无毒无污染。
• 随着1988年3D Systems公司推出第一台快速成型商品化设 备SLA250以来，世界范围内相继推出了和快速成型方法 和快速成型技术方法一样，目前，商品化比较成熟的设备 系统的销售量平均以50％左右的速度在逐年递增，标志着 快速成型技术的应用正处于繁荣发展的阶段。
1)前处理
包括工件的三维模型的构造、三维模型的近似 处理、模型成形 方向的选择和三维模型的切片处理。
2)分层叠加成形
是快速成形的核心，包括模型截面轮廓 的制作与截面轮廓的叠 合。
3)后处理
包括工件的剥离、后固化、修补、打磨、抛光和表 面强化处理 等。
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• 快速成型制造技术是20世纪80年代中期发展起来 的一项高新技术，从1988年世界上第一台快速成 型机问世以来，快速成型技术的工艺方法目前已 有十余种。
主要方法？
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• STL格式文件的主要特点是什么？
采用STL文件作为接口对RP原型 • 的精度有何影响？
• 在RP前为何必须构造零件的三维 • CAD模型？
2020/9/22
FDM的基本工作原理、特点和应用。 SLA的基本工作原理、特点和应用。 用SLS直接制造金属模具的工艺过程。 RT技术的主要优点。 何为直接RT技术？可采用哪些直接 RT技术制造金属模具？ 何为间接RT技术？请例举出3种间 接RT制造方法。
（1）金属零件的直接快速成型 （2）概念创新与工艺改进 （3）数据优化处理及分层方式的演变 （4）快速成型设备的专用化和大型化 （5）开发性能优越的成型材料 （6）成型材料系列化、标准化 （7）喷射成型技术的广泛应用 （8）梯度功能材料上的应用 （9）组织工程材料快速成型 （10）开发新的成型能源
（11）拓展新的应用领域
• STL文件的格式、基本规则和精度 • 三维模型的切片处理方法
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基于RP的快速模具制造
• 基于RP的快速模具制造方法一般分为直接法和间 接法两大类。
• 直接法
• 间接法
➢ 软质间接模具
• 硅橡胶模具、金属冷喷软金属模具环氧树脂模具等
– 工艺流程和特点
➢ 硬质间接模具（金属）
• 熔模铸造法、电火花加工法、陶瓷型精密铸造法等 • KeltoolTM 法（原型、硅胶模、二次转换）、间接金属粉末激
• 接触式测量系统和非接触式测量 •
系统各自适用于哪些领域？
•
• 三维接触式测量系统的测量原理。•
• 光学三维非接触式测量系统的测 •
量原理。
•
• 光学测量法是基于哪些主要的测
量原理的？
•
• 逆向工程的流程。
• 逆向工程曲面重构的主要步骤。 • • 几种常用的反求工程CAD软件。
• 构造零件的三维CAD模型有哪些
2020/9/22
8
数据准备与处理
• 三维CAD模型的构建方法及其应的软件 • “逆向工程”的概念 • 逆向工程的流程 • 逆向测量的主要方法：接触式（CMM）、非接触式(……） • 三维实体重构的任务 • 曲面逆向反求的步骤 • 扫描数据的预处理 • 快速原型制造前处理的内容
➢ 快速原型制造中成形方向会对工件品质、材料成本和制作时间 产生很大的影响