快速成型中国制造2025论文

燕山大学

材料成型工程导论课程论文

快速成型技术的应用现状

及中国制造2025目标下发展趋势

学院：机械工程学院

专业：材料成形及控制工程

班级：二班

姓名：

学号：

2015年06月

目录

1. 摘要

2. 关键字

3. 引言

4. 正文

5. 结论

6. 参考文献

摘要：快速成型（RP）技术是一种结合计算机、数控、机械、激光和材料技术于一体的先进制造技术。新世

纪以来，新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起，

这场变革是信息技术与制造业的深度融合，同时叠加

新能源、新材料等方面的突破而引发的新一轮变革。

适逢中国制造2025计划出台，该计划主线是以体现信息技术与制造技术深度融合的数字化网络化智能化制

造为主线。将为中国制造业注入新的力量。【8】

本文论述了快速成型技术的应用领域及发展和现状。

阐述了快速成型技术在国内国外的发展趋势及快速成

型技术在中国制造2025政策下的未来发展方向。

关键字:快速成型、中国制造2025、应用、发展趋势

引言:

快速成型技术是一种快速而又精确地工艺技术，随着经济的迅猛发展与市场的激烈竞争，各国制造业不

仅致力于扩大生产规模、降低生产成本、提高产品质量，而且还将注意力逐渐放在快速开发新品种以及加

快市场的响应速度上。快速成型技术可以加工形状复

杂尺寸精度要求高的各种零件，在产品设计和制造领

域应用快速成型技术，能显著地缩短产品投放市场的

周期，降低成本，提高质量，增大企业的竞争能力，

随着科技技术的不断高速发展，人们的生活也在随着

快速的更替，对同一个产品消费者越来越追求个性化，主体化，多样化。这些都要求产品的设计者和生产者

拥有一个快速，多样化的能力来满足消费者的要求。

快速成型的优越性正好能满足这些要求，所以快速成型在很大领域得到广泛的应用和很好的发展，并且

在这些领域里所占的比重是越来越大，现在我们建立

起一种并行的设计系统，更好的将设计、工程分析与

制造三分面集成。从而缩短产品的开发周期，最终保

证了产品的质量，国务院总理李克强2015年3月25

日主持召开国务院常务会议，部署加快推进实施“中国制造2025”，实现制造业升级。会议强调要顺应“互联

网+”的发展趋势，以信息化与工业化深度融合为主线，重点发展新一代信息技术、高档数控机床和机器人、

航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨

道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械、农业机械装备10大领域。【8】而这些领域都与快速成型技术有或多或少的联系，快速成型技术在未来必定有极为广阔前景。

1.快速成型技术的应用

1-1快速成型技术的概念、常用类型、基本原理及优越性

快速成型技术简称RP技术，RP技术是集CAD技术、数控技术、材料技术、机械工程、电子技术和激

光技术等技术一体的综合技术，是实现产品设计从二

维到三维实体快速制造的一体化技术。【1】

目前比较成熟的RP技术和相应系统已有十余种，其中较为成熟的技术有：薄型材料切割成型（LOM）、丝状材料熔融沉积成型（FDM）、液态光固化成型（SLA）、粉末材料烧结成型（SLS）、粉末材料三维

打印成型（3DP）等。【1】

RP技术的基本原理：首先设计出所需产品或零

件的计算机三维模型（CAD、UG；然后根据工艺要求，按照一定的规律将该模型离散成一系列的二维单元，

通常早Z方向将其离散，把原来的三维CAD模型变成一系列的二维层片；再根据每个层片的轮廓信息，输

入加工参数，自动生成数控代码；最后由成型系统将

一系列层片自动生成并将它们连接起来，得到一个三

维物理实体【1】。

快速成型技术的优越性:在产品设计和制造领域应用快速成型技术，能显著的缩短产品投放市场的周期、降低成本、提高质量，增强企业的竞争能力。【2】

1-2快速成型技术在模具生产领域的应用

模具是现代工艺生产中主要的工艺设备，它以其

特定的机构通过一定的方式使原材料成型，具有生产

效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等的一

系列的优点。利用模具来成型产品在工艺生产中的比

重越来越大，模具成型优越性很多，可以完成一些很

复杂的零件成型，有很多小型零件或复杂的零件在像

车床和数控机床上是无法完成的，但利用模具来生产

可能很简单，但是模具本身的生产是一个困难的过程，生产一个模具从设计到生产出来投入是由是一个漫长

的过程，它的生产周期很长，模具的凹摸和凸木有时

是很复杂的，一般的方法不容易生产出来，用制造生

产出来也很难，再加上精度不好，所以就要有更好的

解决方法。[3]

快速成型的出现解决了在生产模具方面的很多问题，因为快速成型的优越性，无论怎么复杂的零件，

只要能设计出来，就可以通过快速成型技术将实体加

工出来。

目前，才用才有快速成型技术的快速模具制造，

主要用于铸造模具和塑料模具。制造方法可分为直接

制造和间接制造两种方式。[4]

间接制模是由RP技术制造零件原型，与传统的制造工艺相结合的制模方法。与数控加工相比，RP技术可以更快、更好的设计并制造出各种复杂的原型。将RP原型作为样件用于传统的模具制作工艺一般可以使模具成本和周期减少一半。间接制模工艺已经基本成熟，应用较多，根据生产批量的大小可以采用不同的

方法，当生产量在20-50件时，可采用硅橡胶木制造法。当生产量在100-1000件时，多采用环氧树脂模，为延长模具寿命，通常在环氧树脂中添加各种添加剂，当生产量在5000件以上时，可通过RP原型制作电极，采用点火花加工法制作金属模具。【1、4】

直接制模是利用，RP技术将模具直接制作成型，它不需要制作原型样件是一种鱼传统的制模工艺完全

不同的方法。采用此种方法制造金属模具，是一种更

有发展前途的快速模具制作法。如美国DTM公司成功的开发了制造金属注塑模的技术，该技术是用选择性

激光烧结（SLS）工艺烧结涂有树脂的钢粒，形成模具半成品，再经过渗铜和其他后处理工艺得到钢铜合金

的注塑模。尺寸精度很高，寿命可达5万件。[1、4]

1-3快速成型技术在加速新产品开发中的应用

新产品的开发的设计阶段，虽然可以借助设计图

纸和计算机模拟，但不能展现所设计的原型，往往难