快速成形技术的特点及应用

快速成形技术
一、基本原理及特点
二、主要方法 三、应用
基本原理及特点
1、增料 （其他成形方法减料、强迫约束、生长） 2、分层（计算机）加工 厚度（数控Z坐标） 形状（轮廓，数控激光切割、材料物 理化学特性）
主要成形方法
1、SLA（液态光敏聚合物选择性固化） 又称 立体平板印刷
在模具制造中的应用
快速成形件直接用作模具 用快速成形件作母模，翻制软模具 用快速成形件翻制硬模具
SLA
SLS
LOM
FDM
fdm
SLS1
3DP
TDP
LOM1
SLA1
SLA零件
SLA零件1
SLA零件2
SLS零件
SLS零件1
SLS零件2
LOM零件
LOM零件1
模具
模具2
零件1 零件2 零件3
2、SLS（粉末材料选择性烧结） 选择性激光烧结 可直接得到塑料、陶瓷或金属件 工艺性较好 成形件结构疏松多孔，表面粗糙度 较差
零件1 零件2 零件3
3、LOM（薄型材料选择性切割） 分层物体制造 尺寸精度较高； 只须对轮廓线进行切割，制作效率高； 构形材料价格便宜(8/kg)； 不能直接制作塑料件； 表面粗糙度较高，工件表面有明显的 台阶纹，成型后要进行打磨； 后续处理费时。 零件1 零件2
4、FDM（丝状材料选择性熔复） 熔积固化成形（无激光）； 能直接制作ABS塑料； 材料利用率高； 成形时间较长； 材料贵(250-458/kg)，改进后降低； 悬臂结构处要设置支撑。
5、TDP（三维打印） 喷粘结剂（粉末材料选择性粘结） 喷墨原理 小型、快速 使用方便
应 用
1、在产品设计中的应用 2、在模具制造中的应用 3、在矫形医学中的应用
医学

冲压模具的快速成形技术介绍冲压模具是用于冲压加工工艺的重要设备，通常由模架、上、下模座、上、下模板、顶针等组成。

传统的冲压模具采用的是传统制造工艺，制造周期长，生产效率低，导致产品制造成本高，难以满足市场需求。

快速成形技术主要是利用计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、快速成型(RP)等技术，通过直接数据处理和机械制造的方法，从设计到制造的全过程中减少了一切繁琐的处理。

该技术的主要特点是：快速、高效、能够生产出形状复杂，尺寸精度高的冲压模具。

快速成形技术的主要应用有以下几个方面：1、产品开发：快速成形技术可以快速制造模具，大大缩短产品开发周期，加快上市速度。

2、小批量生产：快速成形技术可以满足小批量生产的需求，减少生产成本，提高工作效率。

3、个性化定制：快速成形技术可以根据客户需求快速制造模具，方便实现个性化定制生产。

4、模具修复：快速成形技术可以修复模具，提高模具利用率，节约成本。

快速成形技术的实施步骤主要包括以下几个方面：1、模具设计：根据产品需求，使用CAD软件进行模具设计，设计完成后，经过计算机模拟验证。

然后将模具设计数据导入到CAM软件中，生成加工路径。

2、快速成形：根据CAM软件生成的加工路径，使用快速成形设备进行模具的快速成形。

常用的快速成形设备有三维打印机、激光烧结机等。

3、后处理：快速成形完成后，需要进行后处理，包括清理、热处理、表面处理等。

清理主要是去除模具表面残留物质，热处理是为了提高模具的硬度和耐磨性，表面处理是为了提高模具的表面质量。

快速成形技术有以下几个优点：1、缩短制造周期：传统模具制造周期长，快速成形技术可以大大缩短制造周期，提高生产效率。

2、节约成本：快速成形技术可以减少材料浪费、人工成本等，降低模具制造成本。

3、提高产品质量：快速成形技术可以生产出形状复杂，尺寸精度高的模具，提高产品质量。

4、适应多品种、小批量生产：快速成形技术可以根据客户需求快速制造模具，适应多品种、小批量生产的需求。

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。

第三节 薄片分层叠加成形
⒊LOM分层叠加成形设备和应用 ⑴设备组成： ①激光系统 ②走纸机构 ③X、Y扫描机构 ④Z轴升降机构 ⑤加热辊 等组成。 ⑵应用： 制作汽车发动机曲轴、连杆、各类箱体、盖板等零部件的原形样件。
第三节 薄片分层叠加成形
第四节 熔丝堆积成形
熔丝堆积成形(FDM—Fused Deposition Modeling)工艺由美国学者 Dr．Scott Crump于1988年研制成功，并由美国Stratasys公司推出商 品化的机器。 ⒈熔丝堆积成形—FDM工艺原理 FDM工艺是利用热塑性材料的热熔性、粘结性，在计算机控制下层层 堆积成型。
第十二章 快速成形技术
快速成形技术(RapidProtoyping简称RP)： 增材加工法 ⒈产生和发展： 20世纪80年代后发展起来的。 综合了机械工程、CAD、数控技术、激光技术 和材料科学技术。 2001年中国机械工程学会下属的特种加工学会 增设了快速成形专业委员会。
第十二章 快速成形技术
⒉特点： ⑴可以自动、直接、快速、精确地将设计思 想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件。 ⑵产品设计进行快速评估、修改及功能试验， 大大缩短了产品的研制周期。 ⑶快速工装模具制造、快速精铸技术则可实 现零件的快速制造。 ⑷增材加工法 ⑸综合了机械工程、CAD、数控技术、激光 技术和材料科学技术。
第一节光敏树脂液相固化成形
光敏树脂液相固化成形(SL—Stereolithography)又称光固化立体造 型或立体光刻。 产生和发展： 由Charles Hul发明并于1984年获美国专利。 1988年美国3D系统公司推出商品化的世界上第一台快速原型成形机。 SL方法是目前RP技术领域中研究得最多的方法，也是技术上最为成 熟的方法。目前，SLA系列成形机占据着RP设备市场较大的份额。

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。

3D打印技术的原理及应用3D打印，也称为快速成形技术，是一种通过对物体表面不断叠加层次进行逐层递增，逐步将无形的3D数字模型转变成实体物品的技术。

3D打印技术具有操作简便、无需大规模制造设施等优点，已广泛应用于制造业、医学、教育和艺术等领域。

3D打印技术的核心原理是虚拟实体物品转化成实际物品的过程，其生产过程包括了3D 打印机、3D设计软件和合适的材料。

技术的核心就是将数码模型按复制、层叠的方式输出成产品。

1.数码模型制作：在计算机软件平台上，建立三维模型。

一般所建模型会根据需要的不同产生变化，比如在医学领域，脸型造型使用的3D打印机生成脸具体形状的模型；在商业领域，可以制作从各个角度看起来相同的产品图像。

2.选择材料：与传统的制作方式不同，3D打印必须先选择适合的原材料，包括细粉料、熟化性材料、粘土、树脂等不同种类的材料。

此外还有金属、陶瓷、塑料等可供选择。

3.文件传递：将制作好的三维模型转化成制造过程需要的控制信号，成为数字化格式的控制指令文件，并通过网络传输到3D打印机上。

4.按层分解：3D打印机将控制指令文件转化成机器指令后，将其压缩，再通过打印头逐级鉴定，确定打印头的加工定位，将信号导向要打印的点上进行打印。

5.逐层递增：3D打印机根据机器指令进行打印，先横向扫描几层，再纵向进行打印。

6.剪切模型：当打印过程结束后，可以将模型从打印机上取下来，并将支撑的框架从模型上进行剪切。

1.制造业领域：3D打印技术在制造业领域中大有作为，就目前而言，3D打印在汽车、航天、仪器仪表、战争、轮船等各个领域也有了广泛应用，具体涉及到的产品有汽车零件、建筑模型、身体融合的移动汽车部件、燃料喷射器等（注意：部分汽车零件和机械零件经过3D打印后可以大大降低成本）。

2.医学领域：3D打印技术在医学领域也有非常多的应用，常见的有3D打印牙齿、3D打印人体器官、3D打印义肢等。

比如说，假如需要进行一项特殊手术，医生可以通过3D打印技术，在另一药元福地根据病人的情况印制准确的器官模型，以此较准确地计划手术。

快速成型（RP）的原理方法及应用快速成型(RP)的原理方法及应用快速成型(RP)技术是一种集计算机、数控、激光和材料技术于一体的先进制造技术。

本文通过介绍快速成型系统的原理方法和特点，阐述其工艺特点及开发和应用，探讨快速成型技术在现代制造业中起到的重要作用和产生的巨大效益，分析快速成型技术的优点和缺点，并提出快速成型技术未来的发展方向和深远意义。

1前言当今时代，制造业市场需求不断向多样化、高质量、高性能、低成本、高科技的方向发展，一方面表现为消费者兴趣的短时效和消费者需求日益主体化、个性化和多元化；另一方面则是区域性、国际市场壁垒的淡化或打破，要求制造业的厂商必须着眼于全球市场的激烈竞争。

因此快速地将多样化、性能好的产品推向市场成为了制造业厂商把握市场先机的关键，由此导致了制造价值观从面向产品到面向顾客的重定位，制造战略重点从成本与质量到时间与响应的转移，也就是各国致力于CIMS(ComputerIntegratedManufactureSystem)、并行工程、敏捷制造等现代制造模式的研究与实践的原因。

快速成型(RapidPrototyping)技术正是在这种时代的需求下应运而生的。

它是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。

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。

2快速成型的原理及特点快速成型技术采用离散/堆积成型原理，根据三维CAD模型，对于不同的工艺要求，按照一定厚度进行分层，将三维数字模型变成厚度很薄的二维平面模型。

再将数据进行一定的处理，加入加工参数，产生数控代码，在数控系统控制下以平面加工方式连续加工出每个薄层，并使之粘结而成形。

实际上就是基于“生长”或“添加”材料原理一层一层地离散叠加，从底到顶完成零件的制作过程。

它是计算机辅助设计与制造技术、逆向工程技术、分层制造技术、材料去除成形、材料增加成形技术以及它们的集成的总称。

题目：1、快速成型原理是什么？其技术有何特点？2、按制造工艺原理分，快速成型工艺主要分成哪几类？3、简述快速成型技术有哪些应用？4、典型的快速成型工艺有哪几种？试分析成型工艺的特点。

5、反求工程的基本含义是什么？应用在那几个方面？6、结合课程知识点，谈谈快速成型技术对新产品设计的作用。

1、快速成型原理是什么？其技术有何特点？快速成型原理RP系统可以根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。

当然，整个过程是在计算机的控制下，由快速成形系统自动完成的。

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、逐层叠加"。

这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。

每个截面数据相当于医学上的一张CT像片；整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。

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。

RP技术的基本原理是：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。

自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来，已经有十几种不同的成形系统，其中比较成熟的有SLA、SLS、LOM和FDM等方法。

其成形原理分别介绍如下：（1）SLA快速成形系统的成形原理：成形材料：液态光敏树脂；制件性能：相当于工程塑料或蜡模；主要用途：高精度塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。

快速成型技术的应用及发展趋势摘要:；快速成型技术凭借其加工原理的独特性和相对传统加工时间的大大节省，在模具工业和修复医学方面得到了大力的推广和应用．同时也是一种结合计算机、数控、激光和材料技术于一体的先进制造技术，并提出快速成型技术未来的发展方向。

关键词：快速成型；快速模具；修复医学；成型方法；成型材料；引言快速成型(Rapid Prototyping，简称RP)是80年代末期开始商品化的一种高新制造技术，它是集CAD／CAM技术、激光加工技术、数控技术和新材料等技术领域的最新成果于一体的零件原型制造技术．快速成型不同于传统的用材料去除方式制造零件的方法，而是用材料一层一层积累的方式构造零件模型．它利用所要制造零件的三维CAD模型数据直接生成产品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造产品原型．由于该技术不像传统的零件制造方法需要制作木模、塑料模和陶瓷模等，可以把零件原型的制造时间减少为几天、几小时，大大缩短了产品开发周期，减少了开发成本．随着计算机技术的快速发展和三维CAD软件应用的不断推广，越来越多的产品基于三维CAD设计开发，使得快速成型技术的广泛应用成为可能．快速成形技术已广泛应用于宇航、航空、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型(雕刻)、建筑模型、机械行业等领域[1]。

1.快速成型技术的应用1.1 工业产品开发及样件试制作为一种可视化的设计验证工具，RP具有独特的优势。

(1)在国外，快速原型即首版的制作，已成为供应商争取订单的有力工具。

美国Detroit的一家制造商，利用2台不同型号的快速成型机以及快速精铸技术，在接到№rd公司标书后的4个工作日内生产出了第一个功能样件，从而拿到了Ford公司年生产总值300万美元的发动机缸盖精铸件的合同。

(2)在RP系统中，一些使用特殊材料制作的原型(如光敏树脂等)可直接进行装配检验、模拟产品真实工作状况的部分功能试验。

Chrysler 直接利用RP技术制造的车体原型进行高速风洞流体动力学试验，节省成本达70％。

缺点：
（1）原型结构疏松、多孔，且有内应力，制作易变性。
（2）生成陶瓷、金属制件的后处理较难。
（3）需要预热和冷却。
（4）成型表面粗糙多孔，并受粉末颗粒大小及激光光斑的限制。
（5）成型过程产生有毒气体及粉尘，污染环境。
4.熔融沉积制造（FDM）
优点：
（1）成本低。熔融沉积造型技术用液化器代替了激光器，设备费用低；另外原材料的利用效率高且没有毒气或化学物质的污染，使得成型成本大大降低。
缺点：
（1）原型的表面有较明显的条纹。
（2）沿着成型轴垂直方向的强度比较强。
（3）需要设计和制作支撑结构。
（4）需要对整个截面进行扫描涂覆，成型时间较长。
（5）原材料价格昂贵。
5.三维打印（3DP）
优点：
（1）成型速度快，成型材料价格低，适合做桌面型的快速成型设备。
（2）在粘结剂中添加颜料，可以制作彩色原型，这是该工艺最具竞争力的特点之一。
（2）采用水溶性支撑材料，使得去除支架结构简单易行，可快速构建复杂的内腔、中空零件以及一次成型的装配结构件。
（3）原材料以材料卷得的形式提供，易于搬运和快速更换。
（4）可选用多种材料，如各种色彩的工程塑料ABS、PC、PPS以及医用ABS等。
（5）原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形小。
（6）用蜡成型的原型零件，可以直接用于熔模铸造。
（2）信息来源与软件：随着快速成型技术向快速制造技术转变，制造出最终零件对精度的要求越来越高。对快速成型进行建模、计算机仿真和优化，可以提高快速成型技术的精度，实现真正的净成型，成用的工具包括限差分和有限元等。
3DP (Three Dimension Printing）工艺三维印刷工艺是美国麻省理工学院E-manual Sachs等人研制的。已被美国的Soligen公司以DSPC（Direct Shell Production Casting）名义商品化，用以制造铸造用的陶瓷壳体和型芯。

快速成型技术的特点和应用是什么快速成形制造技术是目前国际上成型工艺中备受关注的焦点。

铸造作为一项传统的工艺，制造成本低、工艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件。

充分发挥两者的特点和优势，可以在新产品试制中取得客观的经济效益。

快速成形制造技术又称为快速原型制造技术(RapidPrototypingManufacturing，简称RPM)，是一项高科技成果。

它包括SLS、SLA、SLM等成型方法,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。

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，所以又称为材料添加制造法(MaterialAdditiveManufacturing或MaterialIncreaseManufacturing)。

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几乎能够生成任意复杂形状的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。

与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段一起，快速自动成型已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，是目前适合我国国情的实现金属零件的单件或小批量敏捷制造的有效方法，在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。

快速成型技术能够快捷地提供精密铸造所需的蜡模或可消失熔模以及用于砂型铸造的木模或砂模，解决了传统铸造中蜡模或木模等制备周期长、投入大和难以制作曲面等复杂构件的难题。

而精密铸造技术(包括石膏型铸造)和砂型铸造技术，在我国是非常成熟的技术，这两种技术的有机结合，实现了生产的低成本和高效益，达到了快速制造的目的。

RPM技术的特点快速成型的过程是首先生成一个产品的三维CAD实体模型或曲面模型文件，将其转换成特定的文件格式，再用相应的软件从文件中“切”出设定厚度的一系列片层，或者直接从CAD文件切出一系列的片层。

快速成型技术的发展趋势以及对智能制造的影响一、快速成型技术的基本成型原理
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，使得快速成型技术（Rapid Prototyping 简称RP）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。


传统的加工技术是采用去材料的加工方式，在毛坯上把多余的材料去除，得到我们想要的产品。

而快速成型技术基本原理是∶借助计算机或三维扫描系统构建目标零件的三维数字化模型，之后将该信息传输到计算机控制的机电控制系统，计算机将模型按一定厚度进行"切片"处理，即将零件的3D数据信息离散成一系列2D 轮廓信息，通过逐点逐面的增材制造方法将材料逐层堆积，获得实体零件，最后进行必要的少量加工和热处理，使零件性能、尺寸等满足设计要求。

它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了种高效低成本的实现手段。


目前，快速成形的工艺方法已有几十种之多，大致可分为7大类，包括立体印刷、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维焊接、三维打印、数码累积成型等。

二、快速成型技术在产品开发中的应用
不断提高RP技术的应用水平是推动RP技术发展的重要方面。

目前，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快速成型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。

并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。

RP 技术的实际应用主要集中在以下几个方面∶
1.用于新产品的设计与试制。


（1）CAID 应用∶工业设计师在短时间内得到精确的原型与业者作造形研讨。

钛合金激光增材制造技术研究及应用随着科技的不断发展，制造业也在不断进步。

钛合金作为高强度、耐腐蚀的优良材料，被越来越广泛地应用于航空、汽车、医疗器械等领域。

而钛合金激光增材制造技术，则是一种近年来备受关注的制造方式。

本文将从多个方面探讨钛合金激光增材制造技术的研究进展以及应用情况。

一、钛合金激光增材制造技术简介钛合金激光增材制造技术，又称为快速成形技术，是一种直接利用计算机辅助设计软件(CAD)将数字模型转换为物理模型的制造方式。

其原理是将激光束聚焦到粉末床上，将床上的钛合金粉末加热熔化并以分层方式进行成型。

由于其制造精度高、制造速度快、无需模具等优势，已经成为制造业中非常重要的环节之一。

二、钛合金激光增材制造技术的研究进展1. 成形机床技术的升级钛合金是一种难以加工的材料，其加工难度主要来自其化学成分的特殊性质。

近年来，随着成形机床技术的不断升级，钛合金激光增材制造技术的制造精度和制造速度都得到了大幅提升。

尤其是基于混合光源的透射成形机，不仅可以提高制造速度，还可以在保持成形质量的同时节省制造成本。

2. 材料性能的改进钛合金激光增材制造技术的材料性能也在不断得到改进。

例如，利用注铸增材制造技术可以大大改善材料的成分分布，实现网状结构的制造，进一步提高钛合金材料的抗压强度和韧性。

3. 快速成形工艺的创新钛合金激光增材制造技术的快速成形工艺也在不断创新。

例如，利用双光束聚焦技术可以缩短制造周期，提高生产效率。

同时，针对不同材料的特点，还有不同的制造工艺被创新，使得钛合金激光增材制造技术得以更好地服务于各个行业。

三、钛合金激光增材制造技术的应用1. 航空航天钛合金作为航空航天工业中重要的材料，其需求量一直在持续增长。

采用钛合金激光增材制造技术，既可保证零部件的强度和质量，又可以降低制造成本，是非常有前途的技术。

2. 医疗器械随着人们健康意识的提高，医疗器械的需求也在不断增加。

而采用钛合金材料制造的医疗器械具有防腐蚀、生物相容性好、机械性能高等优点。

快速成型技术及在我国的发展摘要：快速成型技术兴起于20世纪80年代，是现代工业发展不可或缺的一个重要环节。

本文介绍了快速成型技术的产生、技术原理、工艺特点、设备特点等方面，同时简述快速成型技术在国内的发展历程。

关键词：快速成型烧结固化叠加发展服务0 引言在现代市场经济全球一体化背景下的今天，企业要在竞争日益激烈的市场经济中掌握先机，占据有利地位，需要有技术和产品上的创新，把握并引导市场的发展方向。

与此同时，对于市场的需求，企业需要做出快速的响应，切合当前需求，而现有的常规技术手段已经不能对市场的需求做出最快的反应。

与此同时快速制造技术的快速发展，体现了现代先进制造技术对全球制造业的支撑，通过应用快速成型技术企业能迅速响应市场需求，最快速度的抢占新兴市场。

企业需要通过采用快速成型技术来降低开发、生产成本、缩短研发周期、提高市场快速响应能力，保持强大的市场竞争力。

1 快速成形技术的产生快速原型（Rapid Prototyping，RP）技术，又称快速成形技术，是当今世界上飞速发展的制造技术之一。

快速成形技术最早产生于二十世纪70年代末到80年代初，美国3M公司的阿伦赫伯特于1978年、日本的小玉秀男于1980年、美国UVP公司的查尔斯胡尔1982年和日本的丸谷洋二1983年，在不同的地点各自独立地提出了RP的概念，即用分层制造产生三维实体的思想。

查尔斯胡尔在UVP的继续支持下，完成了一个能自动建造零件的称之为Stereolithography Apparatus (SLA)的完整系统SLA-1，1986年该系统获得专利，这是RP发展的一个里程碑。

同年，查尔斯胡尔和UVP的股东们一起建立了3D System公司。

与此同时，其它的成形原理及相应的成形系统也相继开发成功。

1984年米歇尔法伊杰提出了薄材叠层（Laminated Object Manufacturing，以下简称LOM）的方法，并于1985年组建Helisys 公司，1992年推出第一台商业成形系统LOM-1015。

一、快速成形的基本原理
快速成形是一种基于离散/堆积成形思想的新型成
形技术，是将计算机设计产生的实体模型，由层层
堆积的方式，以快速、自动化的流程制作出来。
所有PR制造的本质：模型离散与层片制作步骤
1、通过三维CAD软件建立物理实体的三维CAD数字模 型； 2、按照一定的准则将该模型离散为一系列有序的单元， 通常在Z向将其按一定的厚度 进行离散，使原来的三维实体模型 离散为一系列的层片模型； 3、根据每个层片的轮廓信息，加入 加工参数，生成NC代码； 4、由快速成形机制造出一系列层片 并将它们连接起来，得到一个三维 物体。
(四)、快速成形技术的应用
1、新产品开发过程中的设计验证与功能验证
PR技术可快速地将产品设计模型转换成实物或零件， 这样可方便地验证设计人员的设计思想和产品结构的合 理性、可装配性、美观性，发现设计问题可及时修改。 2、可制造性、可装配性检验和供货询价、市场宣传 对有限空间的复杂系统，如汽车、卫星、导弹的可 制造性和可装配性用PR方法进行检验和设计，将大大降 低此类系统的设计制造难度，对于难以确定的复杂零件， 可以用PR技术进行试生产以确定最佳的合理的工艺。此 外，PR原型还是产品从设计到商品化各个环节中进行交 流的有效手段。比如为客户提供产品样件，进行市场宣 传等。
紫外激光 器 成形零件 光敏树脂 刮平 器 液面 升降台 Z
立体印刷的工 艺原理
（2）叠层实体制造LOM(Laminated Object Manufacturing) 通过CO2 激光切割很薄的纸、塑 料薄膜、金属薄带等逐层叠加堆积成形。
成形过程：根据CAD模型各层 切片的平面几何信息驱动激光 头，对涂覆有热敏胶的纤维纸 （厚度0.1mm或0.2mm）进行 分层实体切割；随后工作台下 降一定高度，送进机构又将新 的一层材料铺上并用热压滚筒 压，使其紧粘在已经成形的基 体上，激光头再次进行切割运 动切除第二层平面轮廓；如此 重复直至整个三维零件制作完 成。