快速成型.论文
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六安职业技术学院毕业设计(论文)题目快速成型技术的产生和发展机电工程系系模具设计与制造专业班级模具0901学生姓名 ***指导教师***起迄日期2011。
05.27—2011.06.15设计地点**职业技术学院**职业技术学院毕业(设计)论文【摘要】近年来,快速成型技术和逆向工程技术发展迅速,尤其是模具制造领域应用非常广泛,将快速成型技术与逆向工程技术相结合,可以在已有样件或原型的基础上进行复制和产品的创新再设计,缩短新产品的设计和研制周期,适应市场的多品种、小批量的快速响应能力。
【关键字】:快速成型技术;特点;分析;前景快速成型的产生与发展目录引言 .................................................................... - 4 - 第一章概述 .......................................................... - 5 - 1。
1 快速成型概述 ..................................................... - 5 - 1。
2 快速成型系统的基本工作原理....................................... - 6 -1.3 快速成型制造的发展................................................. - 6 - 第二章 RPM技术的原理和特点.............................................. - 7 - 2。
1 RPM技术的原理.................................................... - 7 - 2。
2 RPM技术发热内涵.................................................. - 9 -2.2。
快速成型技术论文范文推荐文章2017无线网络安全技术论文热度:陕西省教育技术论文热度:生物识别技术论文热度:石油钻井技术论文热度:物联网应用技术论文热度:快速成型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,下面是小编为大家精心推荐的快速成型技术论文,希望能够对您有所帮助。
快速成型技术论文篇一快速成型技术与首饰设计内容摘要:计算机的应用极大地改变了首饰设计的技术手段,改变了首饰设计的程序与方法。
高精度、高效率的快速成型技术在首饰设计中的应用,缩短了首饰产品开发周期,降低了成本,提高了产品设计质量。
快速成型技术在首饰设计中的应用,是信息时代首饰设计的发展趋势。
关键词:计算机技术快速成型技术首饰设计由于计算机的快速发展和普及,首饰设计进入了新的信息化时代。
一方面,计算机的应用极大地改变了首饰设计的技术手段、程序及方法。
另一方面,以计算机技术为代表的高新技术开辟了首饰设计的崭新领域。
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。
首饰设计对推动高新技术的进步,特别是快速成型技术起到了极大的推动作用。
一、快速成型技术概观快速成型制造技术是20世纪90年代发展起来的一项高新技术。
它基于离散和堆积原理,将零件的CAD模型按一定方式离散,成为可加工的离散面、离散线、离散点,而后采用物理或化学手段,将这些离散的面、线段和点堆积而形成零件的整体形状。
具体的方法是,依据零件的三维CAD模型,经过格式转换后,对其进行分层切片,得到各层截面的两维轮廓形状。
按照这些轮廓形状,用激光束选择性地固化一层层的液态光敏树脂,或切割一层层的纸或金属薄片,或烧结一层层的粉末材料,以及用喷射源选择性地喷射黏结剂或热熔性材料,形成各截面的平面轮廓形状,并逐步叠加成三维立体零件。
快速成型技术不同于传统的“去除”加工方法,它是采用新的“增长”加工方法,即先用点和线制作一层“薄片毛干坯”,然后用多层薄片逐步叠加成复杂形状的零件。
快速成型3d打印原理技术论文快速成型3d打印技术论文篇一:《试论3D打印技术》摘要:3D打印又称为增材制造,近年来得到了快速发展,应用领域不断增加。
本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析,对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。
关键词:3D打印;应用现状;教学领域1 引言3D打印,又称为增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为“第三次工业革命的重要标志”,以其“制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。
近年来,随着3D打印技术的逐步成熟、精确,打印材料种类的增加,打印价格的降低,3D打印得到了快速发展,应用领域不断增加,不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用,也逐渐进入了公众视野,走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所,在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用,作为教育工作者,本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上,重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。
2 3D打印概述2.1 3D打印原理3D打印(3D printing,又称三维打印),是利用设计好的3D模型,通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产品的技术[1]。
一般来说,通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2],其中3D虚拟模型,可以是利用扫描设备获取物品的三维数据,并以数字化方式生成三维模型,或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型,有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型,比如123D Catch[3]。
2.2 3D打印的优势与传统制造技术相比,3D打印不需事先制模,也不必铸造原型,大大缩短了产品的设计周期,减少了产品从研发到应用的时间,降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险,使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单,产品也更能凸显个性化。
另外,3D打印是增材制造,使用金属粉或其他材料,使部件从无到有制造出来,大大减少了原材料和能源的消耗,生产上实行了结构优化。
先进制造技术课程论文————快速成型技术课程名称:先进制造技术题目名称:快速成型技术班级:20 级专业班姓名:dh学号:000000000授课教师:时间:摘要:简介了快速成型技术的原理与特点,并阐述了快速成型技术的起源发展历程,分析了快速成型技术的研究现状及其推广应用情况,在此基础上根据快速成型技术的发展成果研究现状与市场需求展望了快速成型技术的未来发展趋势发展状况。
关键词:先进制造技术;快速成型技术; 发展历史;应用现状; 发展趋势;引言:本文阐述了快速成型技术的基本概念,包括快速成型技术基本原理,工艺过程,总结了快速成型技术的方法和特点,快速成型技术在产品开发中的应用现状、最后展望了快速成型技术的未来发展趋势。
正文:制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。
在一个国家的企业生产力构成中,制造技术的作用一般占60%左右。
而先进制造技术扮演了极其重要的角色,先进机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。
先进制造技术包罗万象,快速成型技术的出现和应用,代表着先进制造技术发展的高潮!《一》快速成型的基本原理快速成形技术(Rapid Prototyping;RPM)又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing,简称RPM)技术,是基于材料堆积法的一种高新制造技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
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一种高效低成本的实现手段。
与传统的机械切削加工,如车削、铣削等“材料减削”方法不同的是,“快速成型制造技术”是靠逐层融接增加材料来生成零件的,是一种“材料迭加”的方法,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。
成型技术学术论文为迎合市场需要将产品快速推向市场并占据先机,成型技术将是解决这一问题的关键。
下面是店铺整理了成型技术学术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!成型技术学术论文篇一浅谈快速成型技术【摘要】本篇文章简单介绍了快速成型技术的起源、优点和特点,同时分析了快速成型制造技术的应用及未来发展方向,工业产品造型设计及制造利用了此项技术,可以很大程度的提高设计及制造水平、缩短设计开发、生产制造周期、降低产品开发期间的成本,具有广泛的应用前景。
【关键词】快速成型制造技术;产品造型设计;特点;优越性;应用;发展趋势中图分类号: S776 文献标识码: A 文章编号:【引言】随着经济的飞速发展,人们的生活水平不断提高,人们要求可以实现产品功能的同时,对产品的造型也提出了更高的要求。
一个成功的产品必须注意造型的设计,产品造型体现了设计者的意图和使用者的权利,只有把设计者的意图与使用者的需求统一起来,产品才能成为一个成功的产品。
这样,对产品造型设计及制造提出了更高的要求,此时,快速成型制造技术便引入到产品造型设计和制造中。
起源快速成形技术又可以叫做快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing,简称RPM)技术,产生于20世纪80年代的后期,是基于材料堆积法的一种高新制造技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
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一种高效低成本的实现手段。
即,快速成形技术就是利用三维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。
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,传统的快速成形技术使用的是“去除”加工法,即部分去除大于工件的毛坯上的材料来得到工件。
成型技术论文为迎合市场需要将产品快速推向市场并占据先机,快速成型技术将是解决这一问题的关键。
这是店铺为大家整理的快速成型技术论文,仅供参考!快速成型技术论文篇一快速成型技术的应用摘要:为迎合市场需要将产品快速推向市场并占据先机,快速成型技术将是解决这一问题的关键。
快速成型技术(以下简称RP)是一种集计算机辅助设计、精密机械、数控激光技术和材料科学为一体的新兴技术,采用离散堆积原理,将所设计物体的CAD模型转化为实体样件。
由于此技术采用三维形体转化为二维平面分层制造的原理,对物体构成复杂性不敏感,因此物体越复杂越能体现它的优越性。
关键词:快速成型模具 RP一、快速成型的应用以 RP 为技术支撑的快速模具制造 RT(Rapid Tooling)也正是为了缩短新产品开发周期,早日向市场推出适销对路的、按客户意图定制的多品种、小批量产品而发展起来的新型制造技术。
由于产品开发与制造技术的进步,以及不断追求新颖、奇特、多变的市场消费导向,使得产品(尤其是消费品)的寿命周期越来越短已成为不争的事实。
例如,汽车、家电、计算机等产品,采用快速模具制造技术制模,制作周期为传统模具制造的 1/3~1/10,生产成本仅为 1/3~1/5。
所以,工业发达国家已将RP/RT 作为缩短产品开发时间及模具制作周期的重要研究课题和制造业核心技术之一,我国也已开始了快速制造业的研究与开发应用工作。
二、基于 RPM 的快速模具制造方法模具是制造业必不可少的手段,其中用得最多的有铸模、注塑模、冲压模和锻模等。
传统制作模具的方法是:对木材或金属毛坯进行车、铣、刨、钻、磨、电蚀等加工,得到所需模具的形状和尺寸。
这种方法既费时又费钱,特别是汽车、摩托车和家电所需的一些大型模具,往往造价数十万元以上,制作周期长达数月甚至一年。
而基于 RPM 技术的 RT 直接或间接制作模具,使模具的制造时间大大缩短而成本却大大降低。
1、用快速成形机直接制作模具由于一些快速成形机制作的工件有较好的机械强度和稳定性,因此快速成形件可直接用作模具。
快速成型技术快速原型制造技术,又叫快速成形技术,(简称RP技术);英文:RAPID PROTOTYPING(简称RP技术),或RAPID PROTOTYPING MANUFACTUREING,简称RPM。
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"。
通俗一点说, 快速成形就是利用在三维造型软件中已经设计的数字三维模型, 通过快速成型设备(快速成形机), 制造实体的三维模型的技术.RP技术的优越性显而易见:它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下,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。
因此,RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。
由传统的"去除法"到今天的"增长法",由有模制造到无模制造,这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。
●快速成形技术有以下特点:●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●原型的复制性、互换性高●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●加工周期短,成本低,成本与产品复杂程度无关,一般与传统加工模型的工艺相比, 快速成形在制造费用上可以降低80%,加工周期可以节约70%以上●高度技术集成,可实现了设计制造一体化●曾经和目前仍然为主流的快速成形技术有以下几种:⏹立体光刻技术(SL/SLA)●SLA的工作原理是以液态光敏树脂(例如一种特殊的环氧树脂)为造型材料,采用紫外激光器为能源:一种是氦一福激光器(波长325nm,功率15~50MW),另一种是氨离子激光器(波长351~365nm,功率100~500MW ),激光束光斑大小为0.05~3mm。
快速成型技术论文范文(2)推荐文章2017无线网络安全技术论文热度:陕西省教育技术论文热度:生物识别技术论文热度:石油钻井技术论文热度:物联网应用技术论文热度:快速成型技术论文篇二熔融沉积快速成型技术研究进展【摘要】本文对国内外近年来熔融沉积快速成型技术的研究进展进行了综述,从设备、材料、工艺、数值模拟等方面进行分析,为该技术的进一步研究提供了参考。
【关键词】快速成型;熔融沉积;研究进展1 熔融沉积快速成型简介基于CAD/CAM技术的快速成型技术(又称3D打印技术)近年来成为社会与科技热点。
该技术是利用CAD模型驱动,通过特定材料运用逐层累积方式制作三维物理模型的先进制造技术[1]。
整个产品制造过程无需开发模具,利用计算机三维实体建模得到的模型即可直接打印制件,因此可以实现产品的快速制造。
熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)则是一种近十几年来得到迅速发展的快速成型制造工艺。
该工艺又叫熔丝沉积,它是将丝状的热熔性材料加热熔化,通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来,根据零件的分层截面信息,按照一定的路径,在成型板或工作台上进行逐层地涂覆。
由于热熔性材料的温度始终稍高于固化温度,而成型部分的温度稍低于固化温度,就能保证热熔性材料挤喷出喷嘴后,随即与前一层面熔结在一起。
与SLA、SLS等工艺不同,熔融沉积在成型过程中不需要激光,设备维护方便,成型材料广泛,自动化程度高且占地面积小,目前被广泛应用于产品开发、快速模具制作、医疗器械的设计开发及人体器官的原型制作,代表着快速成型制造技术的一个重要发展方向。
但是,由于其成型过程为半固态到固态过程的转化,分层厚度不易降低以及热熔性材料冷却过程中的收缩等因素,使得成型件的精度难以得到保证,也制约了熔融沉积成型的发展。
目前国内外学者针对熔融沉积快速成型设备、材料、工艺以及数值模拟等方面开展了一系列研究并取得了阶段性成果。
2 熔融沉积快速成型设备方面的研究进展当前FDM设备制造系统应用最为广泛的主要是美国Stratasys公司的产品,从1993年Stratasys公司开发出第一台FDM1650机型以来,先后推出了FDM-2000,FDM-3000和FDM-8000机型。
职业技术学院毕业设计(论文)题目快速成型技术的产生和发展机电工程系系模具设计与制造专业班级模具0901学生 ***指导教师***起迄日期2011.05.27—2011.06.15设计地点**职业技术学院【摘要】近年来,快速成型技术和逆向工程技术发展迅速,尤其是模具制造领域应用非常广泛,将快速成型技术与逆向工程技术相结合,可以在已有样件或原型的基础上进行复制和产品的创新再设计,缩短新产品的设计和研制周期,适应市场的多品种、小批量的快速响应能力。
【关键字】:快速成型技术;特点;分析;前景目录引言 (4)第一章概述 (5)1.1 快速成型概述 (5)1.2 快速成型系统的基本工作原理 (6)1.3 快速成型制造的发展 (6)第二章 RPM技术的原理和特点 (7)2.1 RPM技术的原理 (8)2.2 RPM技术发热涵 (10)2.2.1实体自由成型制造(SFF) (10)2.2.3 离散堆积制造(DCM) (11)2.2.4 即时制造(IM) (12)2.2.5 分成制造(LM) (12)2.2.6 材料添加制造(MIM) (13)2.3 RPM技术的特点 (13)第三章几种常用的RPM方法 (14)3.1立体光刻(Stereo Lithography Apparatus,SLA) (15)3.2 分层实体制造(Laminated Object Manufacturing,LOM) (16)3.3 选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS) (17)3.4 熔融沉积成形(Fused Deposition Modeling,FDM) (17)3.5 RPM典型工艺比较 (18)第四章 RPM技术的发展趋势 (19)4.1快速模具制造 (19)4.2 快速制造金属零件 (19)4.3在医学中用于器官模型制作 (19)4.4 与反求工程相结合形成快速设计制造闭环系统 (20)结束语 (21)致 (22)参考文献 (23)引言快速成型(rapid prototyping, RP)技术是在计算机技术、数控技术、激光技术和新材料上的基础上发展起来的一种先进制造技术。
广州市工贸技师学院模具专业毕业论文论文题目:快速成型技术在模具制造中的应用分析*名:***学号:准考证号:专业:模具制造技术班级: 06模具制造技术班快速成型技术在模具制造中的应用分析广州市工贸技师学院06模具制造技术高级班刘德华[引言] 简要介绍了几种典型激光快速成形技术的基本原理 ,分析了激光快速制造技术的研究和应用现状 ,并给出相应的应用实例;讨论了激光快速制造技术的研究方向 ,指出这种新技术广阔的应用前景。
关键词 : 快速成形制造工程应用实体零件激光快速成形制造( Rapid Prototyping Manufac2 turing ,RPM)是 80 年代后期发展起来的新技术。
它是将计算机产生的 CAD实体模型 ,经分层切片软件处理成一系列薄截面层 ,并根据各截面层形状的二维数据 ,由快速成形机将材料逐层添加堆积 ,最终生成三维实体零件。
这种快速成形制造是一种全新的生产方法 ,其原理突破了传统的材料变形成形和去除成形的工艺方法 ,可在没有工装夹具或模具的条件下 ,迅速制造出任意复杂形状的三维实体零件 ,因此被认为是 20 世纪末制造技术领域的一次重大突破 ,并有可能成为 21 世纪的主流制造技术。
目前 RPM 技术的快速成形方法有 10 多种 ,各种RP方法均具有自身的特点和适应范围。
比较成熟的工艺有: 立体印刷( Stereo Lightgraphy Apparatus ,SLA) ,选择性激光烧结( Selective Laser Sintering ,SLS) , 叠层制造 (Laminated Object Manufacturing ,LOM) ,熔融沉积制造( Fused Deposition Modelling ,FDM)和三维打印( Three - Dimensional Printing ,3DP)等。
1 常用快速成形方法的基本原理1. 1 立体印刷立体印刷(SLA)是美国 3D - Systems公司推出的最早的 RP技术实用化产品 ,如图 1 (a)所示。
学校:江西应用技术职业学院班级:10机自03班姓名:***指导老师:***快速成型技术的研究现状与最新发展10机自03班刘云成摘要快速成型(简称RP)技术是近20年来制造领域中一个革命性的技术突破,它不仅在制造原理上与传统方法迥然不同,更重要的是当前新产品开发是以市场反应为第一晴雨表,产品竞争越来越激烈,应用RP技术就可以在不开模具的前提下,迅速可以得到产品原型,快速响应市场。
并且缩短产品开发周期,降低开发成本。
本文主要讲述快速成型技术的概念、原理以及研究现状和最新发展。
快速成型基于离散-堆积的思想,将一个物理实体复杂的三维加工,离散成一系列二维层片,然后逐点逐面进行材料的堆积成型,是一种降维制造或者称增材制造技术。
成型过程不必采用传统的机械加工的夹具和模具,大大降低了加工难度,并且成型过程的难度与待成型物理实体的形状和结构的复杂程度无关。
快速成型技术与数控加工、铸造、金属冷喷涂、模具制造等手段相结合,已成为产品快速制造的强有力手段,在轻工产品、航空航天、汽车、摩托车、家电、生物等领域得到了广泛应用。
关键字:快速成型研究现状最新发展一、快速成型技术的原理1.1快速成型的过程快速成型属于离散/堆积成型,它将计算机上制作的零件三维模型,进行网格化处理并存储,对其进行分层处理,得到各层截面的二维轮廓信息,按照这些轮廓信息自动生成加工路径,由成型头在控制系统的控制下,选择性地固化或切割一层层的成型材料,形成各个截面轮廓薄片,并逐步顺序叠加成三维坯件。
然后进行坯件的后处理,形成零件。
快速成型的过程如图1-1所示,包括如下几个1.2快速成型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STL文件格式,再用一软件从STL文件“切”(Slice)出设定厚度的一系列的片层,或者直接从CAD文件切出一系列的片层,这些片层按次序累积起来仍是所设计零件的形状。
然后,将上述每一片层的资料传到快速自动成型机中去,类似于计算机向打印机传递打印信息,用材料添加法依次将每一层做出来并同时连结各层,直到完成整个零件。
因此,快速自动成型可定义为一种将计算机中储存的任意三维型体信息通过材料逐层添加法直接制造出来,而不需要特殊的模具、工具或人工干涉的新型制造技术。
快速成型技术与传统方法相比具有独特的优越性和特点:(1)产品制造过程几乎与零件的复杂性无关,可实现自由制造(ationFree),这是传统方法无法比拟的。
FormFabric(2)产品的单价几乎与批量无关,特别适合于新产品的开发和单件小批量零件的生产。
(3)由于采用非接触加工的方式,没有工具更换和磨损之类的问题,可做到无人值守,无需机加工方面的专门知识就可操作。
(4)无切割、噪音和振动等,有利于环保。
(5)整个生产过程数字化,与CAD模型具有直接的关联,零件可大可小,所见即所得,可随时修改,随时制造。
(6)与传统方法结合,可实现快速铸造,快速模具制造,小批量零件生产等功能,为传统制造方法注入新的活力。
二、快速成型技术的研究现状经过二十来年的发展,RP技术已经步入成熟期,从早期的原型制造发展出包含多种功能、多种材料、多种应用的许多工艺,在功能上从完成原型制造向批量定制发展。
在应用上主要集中在产品开发领域的设计、测试、装配等步骤的辅助原型制造上。
直接金属成型和功能性工程塑料熔融挤压成型的出现,使RP技术真正具有了最终产品的制造功能。
RP技术的概念正在从快速成型转变为快速制造(简称RM)。
由于RP工艺能制造具有复杂结构的原型和同时处理多种材料,因此在特殊材料的成型、材料梯度与结构梯度成型方面具有强大的优势,被广泛应用于生物医学领域和微细加工领域等特殊成型场合,其高度的个性化成型水平和工艺柔性得到了充分发挥。
2.1快速成型技术的应用领域(1)新产品开发过程中的设计验证与功能验证。
RP技术可快速地将产品设计的CAD模型转换成物理实物模型,这样可以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,发现设计中的问题可及时修改。
如果用传统方法,需要完成绘图、工艺设计、工装模具制造等多个环节,周期长、费用高。
如果不进行设计验证而直接投产,则一旦存在设计失误,将会造成极大的损失。
(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RP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RP,技术进行试生产以确定最佳的合理的工艺。
此外,RP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,快速成型技术已成为并行工程和敏捷制造的一种技术途径。
(3)单件、小批量和特殊复杂零件的直接生产。
对于高分子材料的零部件,可用高强度的工程塑料直接快速成型,满足使用要求;对于复杂金属零件,可通过快速铸造或直接金属件成型获得。
该项应用对航空、航天及国防工业有特殊意义。
(4)快速模具制造。
通过各种转换技术将RP原型转换成各种快速模具,如低熔点合金模、硅胶模、金属冷喷模、陶瓷模等,进行中小批量零件的生产,满足产品更新换代快、批量越来越小的发展趋势。
快速成型应用的领域几乎包括了制造领域的各个行业,在医疗、人体工程、文物保护等行业也得到了越来越广泛的应用。
2.2关于快速成型技术的国内外动态美国在发展快速自动成型技术方面,一直处于领先地位,一些著名的高校如麻省理工学院、得克萨斯大学和一批研究机构从政府和工业界取得了大笔开发、研究经费,用于这项技术的进一步研究。
各大公司纷纷购入成型机,以满足争分夺秒的市场需求。
日本、德国、英国等都在研究新的成型技术,开发新产品。
现已有2500多套快速成型机分布在世界各地的不同领域。
自从快速自动成型问世后,国外就很重视其与传统精密铸造技术相结合,继而产生了快速铸造。
快速成型技术在熔模精密铸造中的应用可以分为三种:一是消失成型件(模)过程,用于小量件生产;二是直接型壳法,也用于小量件生产;三是快速蜡模模具制造,用于大批量生产。
这三种方法与传统精密铸造相比,解决了传统方法的蜡模制造瓶颈问题。
国内目前主要有北京隆源、华北工学院、华中理工大学等在进行快速成型设备生产与工艺研究。
使用快速自动成型技术生产精铸用蜡模的厂家主要有航空部材料研究所、北京钢铁研究总院、西安航天发动机厂等,取得了良好的经济效益。
目前,该项技术已经应用于航空、航天、机械、化工、医药等行业。
2.3快速成型技术面临的困难和存在问题目前RP技术还是面临这许多困难,主要困难是来自技术本身的发展水平,其中最突出的表现在如下几个方面:(1)材料成型后的残余应力难以消除,RP技术能够处理的材料种类有限。
(2)RP技术专用的成型材料和设备价格较高及RP技术本身适用于小批量生产使得成本方面偏高。
(3)成型精度与速度方面的不足。
三、快速成型技术的最新发展长期以来,不断有一些学者和专家对RP的发展持观望和怀疑态度,尤其是在1998年受全球经济的不景气所影响,RP工业出现缓慢增长甚至某些方面为负增长。
对此,ersTerry Wohl在其著述的《2000年度全球快速成型及快速模具制造工业进展报告》中指出,RP工业将会在未来几年发生巨大的变化,主要体现在新技术、新工艺及信息网络化等方面。
3.1开发概念模型机或台式机目前,RP技术向两个方向发展:工业化大型系统,用于制造高精度、高性能零件;自动化的桌面小型系统,此类系统称为概念模型机或台式机,主要用于制造概念原型。
发达国家许多科研机构(如IBM公司)及教育单位(中等职业学校甚至中小学)已经开始购买此种小型RP设备,并极有可能进入家庭。
美国通用汽车公司也计划为其每位工程师配备一台此类设备。
采用桌面RP系统制造的概念原型,可用于展示产品设计的整体概念、立体型态布局安排,进行产品造型设计的宣传,作为产品的展示模型、投标模型等使用。
3.2开发新的成型能源SL、LOM、SLS等快速成型技术大多以激光作为能源,而激光系统(包括激光器、冷却器、电源和外光路)的价格及维护费用昂贵,致使成型件的成本较高,于是许多RP研究集中于新成型能源的开发。
目前已有采用半导体激光器、紫外灯等低廉能源代替昂贵激光器的RP系统,也有相当多的系统不采用激光器而通过加热成型材料堆积出成型件。
3.3开发性能优越的成型材料RP技术的进步依赖于新型快速成型材料的开发和新设备的研制。
发展全新的RP材料,特别是复合材料,如纳米材料、非均质材料、其它传统方法难以制作的复合材料已是当前RP成型材料研究的热点。
目前国外RP技术的研究重点是RP成型材料的研究开发及其应用,美国许多大学里进行RP技术研究的科技人员多数来自材料和化工专业。
3.4研究新的成型方法与工艺在现有的基础上,拓宽RP技术的应用,开展新的成型技术的探索。
新的成型方法层出不穷,如三维微结构制造、生物活性组织的工程化制造、激光三维内割技术、层片曝光方式等。
对于RP微型制造的研究主要集中于:RP微成型机理与方法、RP系统的精度控制、激光光斑尺寸的控制以及材料的成型特性等方面。
目前制作的微零件仅是概念模型,并不能称之为功能零件,更谈不上微机电系统(MEMS)。
要达到MEMS还需克服很多的问题,如:随着尺寸的减小,表面积与体积之比相对增大,表面力学、表面物理效应将起主导作用;微摩擦学、微热力学、微系统的设计、制造、测试等。
3.5集成化生物科学、信息科学、纳米科学、制造科学和管理科学是21世纪的5个主流科学,与其相关的五大技术及其产业将改变世界,制造科学与其它科学交叉是其发展趋势。
RP与生物科学交叉的生物制造、与信息科学交叉的远程制造、与纳米科学交叉的微机电系统等都为RP技术提供了发展空间。
并行工程(CE)、虚拟技术(VT)、快速模具(RT)、反求工程(VR)、快速成型(RP)、网络(Internet、Intranet)相结合而组成的快速反应集成制造系统,将为RP的发展提供用力的技术支持。
四、小结本文主要讲述了快速成型技术的概念、原理以及研究现状和最新发展。
快速成型基于离散-堆积的思想,将一个物理实体复杂的三维加工,离散成一系列二维层片,然后逐点逐面进行材料的堆积成型,是一种降维制造或者称增材制造技术。
成型过程不必采用传统的机械加工的夹具和模具,大大降低了加工难度,并且成型过程的难度与待成型物理实体的形状和结构的复杂程度无关。
快速成型技术与数控加工、铸造、金属冷喷涂、模具制造等手段相结合,已成为产品快速制造的强有力手段,在轻工产品、航空航天、汽车、摩托车、家电、生物等领域得到了广泛应用。
参考文献[1] 陈雪芳,孙春华.逆向工程与快速成型技术应用[M].机械工业出版社,2009.。