第四章2_新一代制造技术-快速成型制造技术
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快速成型制造技术(0002)
SLS产品
熔融沉积成形的基本原理
• 将热熔性材料（ABS、尼龙或蜡） 通过喷头加热器熔化；喷头沿 零件截面轮廓和填充轨迹运动， 同时将熔化的材料挤出；材料 迅速凝固冷却后，与周围的材 料凝结形成一个层面；然后将 第二个层面用同样的方法建造 出来，并与前一个层面熔结在 一起，如此层层堆积而获得一 个三维实体。
照相机激光树脂原型 光鼠 树标 脂外 原壳 型激
选择性层片粘接的基本原理
采用激光或刀具对片材进行切割。 首先切割出工艺边框和原型的边缘 轮廓线，而后将不属于原型的材料 切割成网格状。片材表面事先涂覆 上一层热熔胶。通过升降平台的移 动和箔材的送给,并利用热压辊辗 压将后铺的箔材与先前的层片粘接 在一起，再切割出的层片。这样层 层迭加后得到下一个块状物，最后 将不属于原型的材料小块剥除，就 获得所需的三维实体。
选择性层片粘接（LOM）
LOM产品的特点
1. 由于LOM工艺只须在片材上切割出零件截面的轮廓， 而不用扫描整个截面，因此工艺简单，成型速度 快，易于制造大型零件； 2. 工艺过程中不存在材料相变，因此不易引起翘曲 变形，零件的精度较高，激光切割为0.1mm，刀具 切割为0.15mm； 3. 工件外框与截面轮廓之间的多余材料在加工中起 到了支撑作用，所以LOM工艺无需加支撑； 4. 材料广泛，成本低，用纸制原料还有利于环保； 5. 力学性能差，只适合做外形检查。
反求工程与 RPM 卫
星 遥 球感 三地 表 维高 快程 速数 原据 型重 构 的 地
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NC与RPM
RP技术就是数控技术最新应用的领域 之一。RP技术要求将材料精确地堆积，并 长时间保持较高的定位精度，防止错层。 如果没有高可靠性、高精度的数控系统是 无法实现的。数控技术的应用，是RP技术 能够产生并发展成熟必不可少的条件。
快速成型技术
目前快速成型机的数据输入主要有两种途径：一是设计人员利用计算机辅助设计软件 (如 Pro /Engineering , SolidWo rks, IDEAS, M DT, Auto CAD等 ) ，根据产品的要求设计三维模型 ， 或将已有产品的二维三视图转换为三维模型； 另一种是对已有的实物进行数字化 ， 这些实物可 以是手工模型、工艺品等。这些实物的形体信息可以通过三维数字化仪、 CT和 MRI等手段采集 处理 ,然后通过相应的软件将获得的形体信息等数据转化为快速成型机所能接受的输入数据 。
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。
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。
快速成型技术简介
立体光固化成形(SLA)
• 是目前最为成熟和广泛应用的一种快速成型制造 工艺。这种工艺以液态光敏树脂为原材料，在计 算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截面的 轮廓轨迹对液态树脂逐点扫描，使被扫描区的树 脂薄层产生光聚合(固化)反应，从而形成零件的 一个薄层截面。完成一个扫描区域的液态光敏树 脂固化层后，工作台下降一个层厚，使固化好的 树脂表面再敷上一层新的液态树脂然后重复扫描、 固化，新固化的一层牢固地粘接在一层上，如此 反复直至完成整个零件的固化成型。
• LOM工艺是将单面涂有热溶胶的纸片通过 加热辊加热粘接在一起，位于上方的激光 切割器按照CAD分层模型所获数据，用激 光束将纸切割成所制零件的内外轮廓，然 后新的一层纸再叠加在上面，通过热压装 置和下面已切割层粘合在一起，激光束再 次切割，如此反复逐层切割、粘合、切 割……直至整个模型制作完成 。
• 是通过将丝状材料如热塑性塑料、蜡或金 属的熔丝从加热的喷嘴挤出，按照零件每 一层的预定轨迹，以固定的速率进行熔体 沉积。每完成一层，工作台下降一个层厚 进行迭加沉积新的一层，如此反复最终实 现零件的沉积成型。
（5）三维印刷法(3DP,Three Dimensional Printing )
• 利用喷墨打印头逐点喷射粘合剂来粘结粉 末材料的方法制造原型。3DP的成型过程与 SLS相似，只是将SLS中的激光变成喷墨打 印机喷射结合剂。
成型过程示意图
• 快速成型工艺的优势：
------使模型或模具的制造时间缩短数倍甚至数十倍，大大缩 短新产品研制周期； ------使复杂模型的直接制造成为可能，提高了制造复杂零件 的能力； ------可以及时发现产品设计的错误，做到早找错、早更改， 避免更改后续工序所造成的大量损失，显著提高新产品 投产的一次成功率； ------使设计、交流和评估更加形象化，使新产品设计、样品 制造、市场定货、生产准备、等工作能并行进行，支持 同步（并行）工程的实施； ------节省了大量的开模费用，成倍降低新产品研发成本。
快速成型制造技术(RPM)
它是运用分离的办法，把一部分材料（裕量 材料）有序地从基体中分离出去而成形的办法。 例如车、铣、刨、磨及现代的电火花加工、 激光切割、打孔等加工方法均属于去除成形。 去除成形最先实现了数字化控制，是目前的 主要制造成形方式。
绪论 机械制造工艺中的成型技术 2．受迫成形
它是利用材料的可成形性（如塑性等），在特 定外围约束（边界约束或外力约束）下成形的方 法。 铸造、锻压和粉末冶金等均属于受迫成形。受 迫成形多用于毛坯成形和特种材料成形等。
内涵 分 层 增 加 材 料
RPM技术不是使用一 般意义上的模具或刀具， 而是利用光、热、电 等物理手段实现材料的 转移与堆积
RPM的技术原理
RPM技术的原理
RPM技术的不同称谓
实体自由成形制造
MIM
SFF
RPM 制造 技术
LM
DCM
（Solid Freeform Fabrication， SFF） 直接CAD制造（Direct CAD Manufacturing，DCM） 即时制造（Instant Manufacturing，IM） 分层制造（Layered Manufacturing，LM） 材料添加制造（Material
1 立体光刻（SLA） 分层实体制造（LOM） 选择性激光烧结（SLS）
2
3
4
熔融沉积成形（FDM）
RPM技术的应用
快速模具 制造 反求工 程
在RPM技术中 的反求，就是要 在现有实物的基 础上求出三维的 CAD模型。通过 反求工程可以快 速、准确地测 量RPM原型， 找出产品设计中 的不足，重新设 计
快速模具（RT ）制造主要用于 制造铸造模具和 塑料模具。 分为：间接制模 和直接制模 .
RPM技术的发展趋势
绪论 机械制造工艺中的成型技术 2．受迫成形
它是利用材料的可成形性（如塑性等），在特 定外围约束（边界约束或外力约束）下成形的方 法。 铸造、锻压和粉末冶金等均属于受迫成形。受 迫成形多用于毛坯成形和特种材料成形等。
内涵 分 层 增 加 材 料
RPM技术不是使用一 般意义上的模具或刀具， 而是利用光、热、电 等物理手段实现材料的 转移与堆积
RPM的技术原理
RPM技术的原理
RPM技术的不同称谓
实体自由成形制造
MIM
SFF
RPM 制造 技术
LM
DCM
（Solid Freeform Fabrication， SFF） 直接CAD制造（Direct CAD Manufacturing，DCM） 即时制造（Instant Manufacturing，IM） 分层制造（Layered Manufacturing，LM） 材料添加制造（Material
1 立体光刻（SLA） 分层实体制造（LOM） 选择性激光烧结（SLS）
2
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4
熔融沉积成形（FDM）
RPM技术的应用
快速模具 制造 反求工 程
在RPM技术中 的反求，就是要 在现有实物的基 础上求出三维的 CAD模型。通过 反求工程可以快 速、准确地测 量RPM原型， 找出产品设计中 的不足，重新设 计
快速模具（RT ）制造主要用于 制造铸造模具和 塑料模具。 分为：间接制模 和直接制模 .
RPM技术的发展趋势
快速成型技术
b.设计的易达性
• 可以制造任意复杂形状的三维实体模型，快速成型技术不受零件几何 形状的限制，在计算机管理和控制下能够制造出常规加工技术无法实 现的复杂几何形状零件的建模，能充分体现设计细节，尺寸和形状精 度大为提高，零件不需要经一步加工。
c.快速性
• RP技术是一项快速直接地单件零件的技术。可以直接接受产品设计 （CAD）数据，快速制造出新产品的样件、模具或模型，大大缩短新 产品开发周期、降低成本、提高开发质量。
分层实体成型——LOM成ห้องสมุดไป่ตู้工艺
• LOM(Laminated Object Manufacturing)工艺或称为叠层实体 制造，其工艺原理是根据零件分层几 何信息切割箔材和纸等，将所获得的 层片粘接成三维实体。其工艺过程是： 首先铺上一层箔材，然后用CO，激 光在计算机控制下切出本层轮廓，非 零件部分全部切碎以便于去除。当本 层完成后，再铺上一层箔材，用滚子 碾压并加热，以固化黏结剂，使新铺 上的一层牢固地粘接在已成形体上， 再切割该层的轮廓，如此反复直到加 工完毕，最后去除切碎部分以得到完 整的零件。该工艺的特点是工作可靠， 模型支撑性好，成本低，效率高。缺 点是前、后处理费时费力，且不能制 造中空结构件。
选择性激光烧结成型——SLS成型工艺
SLS(Selective Laser Sintering)工艺，常 采用的材料有金属、陶瓷、ABS塑料等材 料的粉末作为成形材料。其工艺过程是： 先在工作台上铺上一层粉末，在计算机控 制下用激光束有选择地进行烧结(零件的 空心部分不烧结，仍为粉末材料)，被烧 结部分便固化在一起构成零件的实心部分。 一层完成后再进行下一层，新一层与其上 一层被牢牢地烧结在一起。全部烧结完成 后，去除多余的粉末，便得到烧结成的零 件。该工艺的特点是材料适应面广，不仅 能制造塑料零件，还能制造陶瓷、金属、 蜡等材料的零件。造型精度高，原型强度 高，所以可用样件进行功能试验或装配模 拟。
4.第四章_快速成型技术中的数据处理
快速原型制造设备目前能够接受诸如STL，SLC，CLI，RPI， LEAF，SIF等多种数据格式。其中由美国3D Systems公司开发的
STL(StereoLithography interface specification)文件格式可以被大
多数快速成型机所接受，因此被工业界认为是目前快速成型数据 的准标准，几乎所有类型的快速成型系统都采用STL数据格式。
因此，在快速成型技术实施之前以及原型制作
过程中需要进行大量的数据准备和处理工作，数据的
充分准备和有效的处理决定着原型制作的效率、质量
和精度。 在整个快速成型技术的实施过程中，数据的准 备是必须的，数据的处理是十分必要和重要的。
ξ4 快速成型技术中的数据处理
第一节 CAD三维模型的构建方法
目前，基于数字化的产品快速设计有两种主要途径：一种是根据
件的还原、模型精度的提高及数字化模型检测等。
ξ4 快速成型技术中的数据处理
反求工程技术不是传统意义上的“仿制”，而是综合应用现代
工业设计的理论方法、生产工程学、材料学和有关专业知识，进行
系统地分折研究，进而快速开发制造出高附加值、高技术水平的新 产品。
反求工程对于难以用CAD设计的零件模型以及活性组织和艺术
（4）合法实体规则
STL文件不得违反合法实体规则，即在三维模型的所有表面上，必须布
可能有一个点会落在其旁边三角形的边上，下图便示意了存在问题的点。
因为每一个合理的实体面至少应有1.5条边，因此下面的三个约束条件在 正确的STL文件中应该得到满足： 面必须是偶数的； 边必须是3的倍数； 2×边＝3×面。
ξ4 快速成型技术中的数据处理
（3）取值规则
STL文件中所有的顶点坐标必须是正的，零和负数是错的。然而，目前
快速成型技术的介绍
快速成型技术的介绍————3D打印技术的介绍及设计摘要：快速成型制造技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。
3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术；3D打印现在运用在生产生活的各个领域。
关键词：快速成型；3D打印1 快速成型制造技术1.1 简介快速原型制造技术，又叫快速成形技术，（简称RP技术）。
RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。
但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。
形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。
1.2 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主要矛盾。
在这种情况下，西安交通大学机械学院，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自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。
制造业为满足日益变化的用户需求，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增加产品的成本。
因此，产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。
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。
1.3 技术特点(1) 制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用；(2) 原型的复制性、互换性高；(3) 制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越；(4) 加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般制造费用降低50%，加工周期节约70%以上；(5) 高度技术集成，可实现了设计制造一体化。
快速成型技术
快速成型技术1、快速成型简介快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。
自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。
RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。
但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。
形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。
2、RP 技术的原理RP 技术是采用离散∕堆积成型的原理, 由CAD 模型直接驱动的通过叠加成型方出所需要零件的计算机三维曲面或实体模型, 根据工艺要求将其按一定厚度进行分层, 把三维电子模型变成二维平面信息(截面信息), 在微机控制下, 数控系统以平面加工的方式有序地连续加工出每个薄层并使它们自动粘接成型, 图1 为RP 技术的基本原理。
图1 RP 技术的基本原理。
RP 技术体系可分解为几个彼此联系的基本环节: 三维CAD 造型、反求工程、数据转换、原型制造、后处理等。
2.1立体光固化成型(SLA)该方法是目前世界上研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的一种快速成型方法。
SLA 技术原理是计算机控制激光束对光敏树脂为原料的表面进行逐点扫描, 被扫描区域的树脂薄层( 约十分之几毫米) 产生光聚合反应而固化, 形成零件的一个薄层。
工作台下移一个层厚的距离, 以便固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂, 进行下一层的扫描加工, 如此反复, 直到整个原型制造完毕。
由于光聚合反应是基于光的作用而不是基于热的作用, 故在工作时只需功率较低的激光源。
此外,因为没有热扩散, 加上链式反应能够很好地控制, 能保证聚合反应不发生在激光点之外, 因而加工精度高, 表面质量好, 原材料的利用率接近100%, 能制造形状复杂、精细的零件, 效率高。
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快速成型制造技术
一个产品的典型开发过程是从前一 代的原型中发现错误或从进一步研究中 发现更有效和更好的设计方案，而一件 原型的生产极其费时，模具的准备需要 几个月，一个复杂的零件用传统方法加 工非常困难。
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快速成型制造技术
快速成型(Rapid Prototyping)技术 是近年来发展起来的直接根据CAD模型快 速生产样件或零件的成组技术总称，它 集成了CAD技术、数控技术、激光技术和 材料技术等现代科技成果，是先进制造 技术的重要组成部分。
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快速成型制造技术
制造出的模具具有一定的耐高温和 较好的机械强度和稳定性，故用RP技术 直接制造的模具经表面处理后可直接用 于生产中。但由于RP成型工艺和成型材 料等原因，直接制造金属模具的技术和 方法正在研究之中。
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快速成型制造技术
2.间接制模法 间接RT法是以RP原型作样件间接制 造模具的方法。 RPM技术克服了传统样件(模样)制作 的缺点，能够更快、更好、更方便地设 计并制造出各种复杂的原型(样件)。一 般可使模具制造周期和制造成本降低1/2， 大大提高了生产效率和产品质量。 •
(a) 零 件 的 三 维模型
(b) 零 件 被 分 层离散
(c) 支撑材料
(d) 采用熔积法对图 (c) A-A截面加工的挤压路径
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图2
快速成型原理图
快速成型制造技术
分层切片是在选定了制作(堆积)方 向后,需对CAD模型进行一维离散,获取每 一薄层片截面轮廓及实体信息。 平行平面之间的距离就是分层的厚度, 也就是成型时堆积的单层厚度。
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快速成型制造技术
与传统制造方法不同，快速成型从 零件的CAD几何模型出发，通过软件分层 离散和数控成型系统，用激光束或其他 方法将材料堆积而形成实体零件。由于 它把复杂的三维制造转化为一系列二维 制造的叠加，因而可以在不用模具和工 具的条件下生成几乎任意复杂的零部件， 极大地提高了生产效率和制造柔性。
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快速成型制造技术
间接RT法已日臻成熟。其方法则根 据零件的生产批量的大小而不同。常用 的有： ⑴用RP原型制作简易模具 1)用快速成型件作母模，制作硅橡胶模 当制造的零件件数较少（批量在 20～50件）时，一般采用这种硅橡胶模。
3DP SF TSF
粘性片材 的粘结
UV粘结 片状材料
LOM
SFP
图3 目前快速成型主要工 艺方法及其分类
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快速成型制造技术
1. 熔 积 成 型 法 （ Fused Deposition Modeling） 在熔积成型法（FDM）的过程中（图 4）龙门架式的机械控制喷头可以在工作 台的两个主要方向移动，工作台可以根 据需要向上或向下移动。热塑性塑料或 蜡制的熔丝从加热小口处挤出。最初的 一层是按照预定的轨迹以固定的速率将 熔丝挤出在泡沫塑料基体上形成的。当 第一层完成后，工作台下降一个层厚并 开始迭加制造一层。
光固化成形所能达到的最小公差取 决于激光的聚焦程度；通常是0.0125mm。
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快速成型制造技术
SL工艺优点是精度较高，一般尺寸 精度控制在±0.1mm；表面质量好；原材 料的利用率接近100％；能制造形状特别 复杂、特别精细的零件；设备的市场占 有率很高。 缺点是需要设计支撑；可以选择的 材料种类有限；容易发生翘曲变形；材 料价格较贵。该工艺适合比较复杂的中 小件。
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快速成型制造技术
3. 激 光 选 区 烧 结 （ Selective Laser Sinering） 激光选区烧结（简称SLS）是一种将 非金属（或普通金属）粉末有选择地烧 结成单独物体的工艺。此工艺中的一些 基本原理如图7所示。该法采用CO2激光 器作为能源，目前使用的造型材料多为 各种粉末材料。
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快速成型制造技术
2.三维模型的离散处理。 通过专用的分层程序将三维实体模 型分层（图2b），通过一簇平行平面沿 制作方向与CAD模型相截,所得到的截面 交线就是薄层的轮廓信息,而实体信息是 通过一些判别准则来获取的。
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快速成型制造技术
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快速成型制造技术
三、快速成型的工艺方法 目前快速成型主要工艺方法及其分 类见图3所示。 RP 工艺方法及其分类
液体材料 粉状材料 片状材料
液体树 脂固化
SL BIS LTP HIS SGC
熔融材 料固化
BMP FDM 3DW SDM ES
激光熔 合材料
SLS
GPD
粘结剂 粘结材料
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快速成型制造技术
2.光固化法（Stereolithography） 光固化法是目前应用最为广泛的一种 快速原型制造工艺。原理如图所示
图6 光固化成型原理图
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快速成型制造技术
光固化采用的是将液态光敏树脂固化 到特定形状的原理。以光敏树脂为原料， 在计算机控制下的紫外激光按预定零件各 分层截面的轮廓为轨迹对液态树脂逐点扫 描，使被扫描区的树脂薄层产生光聚合反 应，从而形成零件的一个薄层截面。
a) 叠层制造工艺原理图
b) 由叠层制造法制造 的机轴零件图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图8
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叠层制造法原理图
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快速成型制造技术
LOM工艺优点是无须设计和构建支 撑；激光束只是沿着物体的轮廓扫描， 无需填充扫描，成型效率高；成型件的 内应力和翘曲变形小；制造成本低。
缺点是材料利用率低；表面质量差； 后处理难度大，尤其是中空零件的内部 残余废料不易去除；可以选择的材料种 类有限，目前常用的主要是纸；对环境 有一定的污染。
第四章2 快速成型制造技术
• 要点： 了解RP与RT技术基本原理，工艺方法 • 英文词汇 RP：快速成型(Rapid Prototyping) RT：快速模具（Rapid Tooling）
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快速成型制造技术 一、 简介
在新产品的开发过程中，总是需要对 所设计的零件或整个系统在投入大量资金 组织加工或装配之前加工一个简单的例子 或原型。在准备制造和销售一个复杂的产 品系统之前，工作原型可以对产品设计进 行评价、修改和功能验证。
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快速成型制造技术
二、 快速成型的基本原理 基于材料累加原理的快速成型的操作 过程实际上是一层一层地离散制造零件。 快速成型有很多种工艺方法，但所有的 快速成型工艺方法都是一层一层地制造 零件，区别是制造每一层的方法和材料 不同而已。
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快速成型制造技术
快速成型的一般工艺过程原理如下： 1.三维模型的构造。 在 三 维 CAD 设 计 软 件 （ 如 Pro/E 、 UG 、 SolidWorks、SolidEdge等）中获得描述 该零件的CAD文件。
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快速成型制造技术
3.快速原型作为一种重要的制造技术，采 用适当的材料，这种原型可以被用在后 续生产操作中以获得最终产品。 4.快速原型操作可以应用于模具制造，可 以快速、经济地获得模具。
5.产品制造过程几乎与零件的复杂性无关， 可 实 现 自 由 制 造 (Free Form Fabrication)，这是传统制造方法无法 比拟的。
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快速成型制造技术
目前一般快速成型支持的文件输出 格式为STL模型，即对实体曲面近似处理, 即所谓面型化(Tessallation)处理,是用 平面三角面片近似模拟表面。这样处理 的优点是大大地简化了CAD模型的数据格 式,从而便于后续的分层处理。
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快速成型制造技术
轮廓是由求交后的一系列交点顺序 连成的折线段构成。
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快速成型制造技术
由于分层，破坏了切片方向CAD模型 表面的连续性,不可避免地丢失了模型的 一些信息,导致零件尺寸及形状误差的产 生。切片层的厚度直接影响零件的表面 粗糙度和整个零件的型面精度。
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快速成型制造技术
图5 快速原型支撑结构图
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快速成型制造技术
FDM的优点是材料的利用率高；材 料的成本低；可选用的材料种类多；工 艺干净、简单、易于操作且对环境的影 响小。缺点是精度低；结构复杂的零件 不易制造；表面质量差；成型效率低， 不适合制造大型零件。 该工艺适合于产品的概念建模以及 它的形状和功能测试，中等复杂程度的 中小原型。
2012-6-18
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快速成型制造技术
一个更为人们关注的问题是一个产品 从概念到可销售的成品的流程速度。同 时，还有一个更为令人关心的问题是产 品的高质量生产。由于这些原因，努力 使高质量的产品快速的进入市场就显得 极为重要。 快速成型技术问世这些年，已实现了 相当大的市场，发展非常迅速。
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快速成型制造技术
适用于产品开发过程中的小批量试 制，以及小批量生产的、结构较简单的 覆盖件生产。 按模具制造方式来分，可分为直接 制模法和间接制模法。
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快速成型制造技术
1.直接制模法(Direct Tooling—DT) 直接制模法是指将模具CAD的结果 由RP系统直接制造成型。即在RP系统上 直接制造出模具供生产使用。 这种方法不需要RP原型作样件，也 不依赖传统的模具制造工艺，对金属模 具的制造尤其快捷，是一种有开发前景 的快速模具制造方法。