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过程装备与控制工程前沿技术一、快速原型制造(RPM)技术快速原型制造技术是三维CAD技术、数控技术、激光技术、材料工程技术等多项前沿技术的有机集成，其特点是能以最快的速度将CAD模型转换为产品原型或直接制造零件，从而使产品开发可以进行快速测试、评价和改进，以实现完成设计定型，或快速形成精密铸件和模具等的批量生产能力，因此RPM技术对于化工设备的试制以及相关零部件的制造将具有革命性的影响。
在化工装备的研究、放大、生产等诸环节均有广泛的应用前景。
RPM技术则是单件或小批量产品的理想制造系统。
以异形板式换热器为例，当换热器材料为铝、钢等时，可采用层合实体成型(LOM)、选域激光烧结(SLS)、熔融沉积造型(FDM)、三维喷涂豁接等RPM技术制作出原型。
当原型在强度、表面质量等方面不足时，可采用高温烧结、液态金属浸、涂、镀等后处理方法，不但一般可满足设计要求，而且还可以探索采用RPM技术研制以新型材料为基础的低成本、高强度或满足特殊要求的新型异形板式换热器。
如应用立体印刷成型(SLA)技术研制高分子材料、复合材料类型的异形板式换热器；利用选域激光烧结、三维喷涂粘接等技术研制陶瓷材料类型的异形板式换热器。
RPM技术不仅可应用于异形板式换热器的开发，该技术对其它单件、非标、异形或结构复杂零部件的开发与制造均具有突出的优势，并已有较多的成功经验。
以大型容器的制作为例，德国采用焊接成型(全焊缝金属零件制造)技术，制造的产品尺寸可达数米，性能可与传统方法相当。
目前，利用快速原型制造手段开发新产品的主要优势体现在快速性，一般可比传统方法缩短时间5—10倍，且可节省大量人力、物力、财力，可与其他工作并行开展，并可在正式产品投放市场前，了解用户的意见，把握市场反应，对确保新产品开发的成功率具有重要价值。
化工装备用户对产品种类、性能的要求千差万别，产品发展速度快，新产品开发的不确定性因素多，市场竞争激烈，解决这类问题正是快速原型制造(RPM)技术的优势所在。
快速原型制造SLS法及应用——09制造332 姚健快速原型技术是综合利用CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术及激光技术的集成以实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。
快速原型制造技术是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体技术的总称，它有四方面的特征：一、能制造任意复杂形状的三维实体零件而无需机械加工。
二、系统由CAD模型直接驱动，能将产品的三维计算机模型直接制成实体零件，而不必设计、制造模具、专用夹具或工具，且成型过程中无人干预或较少干预，因而制造周期大大缩短。
三、能借电铸、电弧喷涂技术进一步由塑胶件制成金属模具，或者能将快速获得的塑胶件当做易熔铸模或木模，进一步浇铸金属铸件或制造砂型。
四、能根据CAE的结果制成三维实体，作为试验模型，评判仿真分析的正确性。
快速原型制造技术的具体工艺不下30余种，根据采用材料及对材料处理方式的区别，可归纳为以下五类方法：1、光固化法/SL法（Stereolithography)2、叠层制造法/LOM法（Lamited Object Manufacturing)3、激光选区烧结法/SLS法（Selective Laser Sintering)4、熔融挤压成形法/FDM法（Fused Deposition Modeling)5、喷墨印刷成形法/IJP法（ Ink-Jet Printing)而在众多的成型技术中，选择SLS因为具有成型速度快、精度高、材料选择面广和适用于多种用途的特点，而得以迅速发展。
SLS工艺是一种基于离散-堆积思想的加工过程，其成形过程可分为在计算机上的离散过程和在成形机上的堆积过程:1).离散过程。
首先用CAD软件，根据产品的要求设计出零件的三维模型，然后对三维模型进行表面网格处理，常用一系列相连三角形平面来逼近自由曲面，形成经过近似处理的三维CAD模型文件。
然后根据工艺要求，按一定的规则和精度要求，将CAD模型离散为一系列的单元，通常是由Z向离散为一系列层面，称之为切片。
sla快速原型技术的发展及应用资料
SLA快速原型技术，是一种高精度、高效率的制造工艺，已经在许多领域得到广泛的应用，并取得了显著的成就。
下文将简要介绍SLA快速原型技术的发展和应用情况。
一、SLA快速原型技术的发展
SLA技术诞生于20世纪80年代初，最初是由Chuck Hull（美国3D系统公司创始人）发明的。
SLA技术是采用激光照射液态光敏树脂，使其固化成三维实体的方法。
SLA技术在20世纪90年代逐步发展成功，成为了当时最流行的快速原型技术之一。
SLA技术的发展经历了从单一激光扫描到多光束扫描、从单个构建台到多个构建台、从单一光敏树脂到多种光敏树脂等多个阶段，这些改进使SLA技术得以高度发展和成熟。
二、SLA快速原型技术的应用
1、医疗领域：SLA技术在医疗领域有着广泛的应用，如医疗器械研发、牙医领域、生物医学领域的研究等。
例如，牙科爱好者可以通过SLA技术制造出牙齿矫正器、牙套等，并能够个性化定制。
2、汽车制造：在汽车制造领域，SLA技术可以用来制造产品模型、产品外部系统、汽车内部零部件等。
3、电子行业：SLA技术可以制造出电子产品外壳、电子英寸等。
快速成型技术的特点“快速原型”(Rapid Prototyping)工艺于80年代后期在美国问世以来，引起了广泛的关注，吸引了大量的研究和开发工作。
目前，这类工艺在航空、航天器、军事装备、考古、工业造型、雕刻、电影制作、家用电器、玩具、轻工业产品、建筑模型、医疗器具以及人造器官制作等许多方面获得大量的应用。
世界各国拥有快速成形机的比例数四界各国拥有成形服务机构的比例数快速成形工艺的原意是用于快速生成尚在计算机中的零件设计的实物模型。
因此是一种“快速原型”技术，即所生成模型的形状和尺寸与所设计的零件十分贴近，但模型的材质和物理、力学性能却与真实的零件不尽相同或大不一样。
尽管如此，这类模型却有很重要用途：它可以用于检查零件设计的外观、可以用于检查零件的加工工艺性(便于装夹和刀具可接近被加工表面等)、装配工艺性(可装入性以及足够的扳手空间等)，还可以直接用于风洞试验或光弹性试验以及动、静刚度的模型试验。
快速成形工艺的主要优点：1、适用于形状复杂零件的小批量快速制造，对于这类零件如果要按传统方法制造模具，不仅经济上不合算，而且工期太长；2、它适于新产品样件的低成本快速试制，以便尽快投入试运转、测试与进行改进设计，从而最大限度地缩短新产品的“开发—试制—投产”的周期，并提高其成功率。
快速成形将计算机中关于产品设计的信息转换成产品实物，是制造工艺的重要发展和重大突破。
对于模具制造业，无论从手段到观念都有深远的影响。
模具的设计与制造是多环节、多反复的复杂过程。
由于在实际制造和检测前，很难保证产品在成型过程中的性能，长期以来模具设计大都是凭经验或使用传统的CAD进行。
要设计和制造出一套适用的模具往往需要经过由设计、制造到试模、修模的多次反复，使模具制作的周期长、成本高，甚至可能造成报废，难以适应快速增长的市场需要。
快速原型制造技术不仅能适应各种生产类型特特别是单件小批的模具生产，而且能适应各种复杂程度的模具制造。
3d打印熔融沉积成型原理
3D打印熔融沉积成型是一种快速原型制造技术，其原理是将熔化的材料通过打印头喷射到建造平台上逐层堆叠形成物体。
下面将详细介绍3D打印熔融沉积成型的原理以及其工作流程。
原理：
3D打印熔融沉积成型的原理是通过CAD(计算机辅助设计)软件
将三维模型切片成数百或数千层，然后将这些层逐层打印出来。
打印时，打印头将熔化的材料喷射到建造平台上，一层层堆积成所需的
3D模型。
在打印过程中，打印头会按照预设的路径移动，同时喷射材料，形成连续的图层，最终形成一个完整的3D模型。
工作流程：
3D打印熔融沉积成型的工作流程包括以下几个步骤：
1. 设计模型：首先需要使用CAD软件设计所需的3D模型，可以通过手动绘制或扫描现有物体得到。
2. 切片：将设计好的3D模型进行切片处理，将其分成数百或数千个非常薄的水平层。
3. 准备材料：根据所需的3D模型，选择适当的材料，如ABS, PLA, NYLON等。
4. 打印：将所选的材料放入3D打印机中，启动打印程序，打印头将逐层喷射熔化的材料。
5. 完成打印：当所有图层都打印完成后，将建造平台取出，清除支撑结构和残余材料，最终得到一个完整的3D模型。
总结：
3D打印熔融沉积成型是一种快速、灵活、低成本的原型制造技术。
其工作原理和工作流程都相对简单，只需设计好3D模型并选择适当的材料，就可以通过3D打印机将所需物体快速打印出来。
随着3D打印技术的不断发展，它将在许多领域得到广泛应用，如医疗、航空、建筑等。
基于RE/RP技术电脑显示器底座快速原型制造研究的开题报告一、选题背景及意义电脑显示器底座作为显示器的重要组成部分，起着支撑和固定显示器的功能。
随着人们对显示器外观和功能的要求不断提高，电脑显示器底座也逐渐演变为具有复杂形态和多样功能的产品。
传统的制造方法已无法满足这些要求，需要采用更加先进的制造技术。
近年来，基于RE/RP（Rapid Engineering/ Rapid Prototyping）技术的快速原型制造技术在制造业中得到了广泛应用。
这种技术通过在计算机上进行三维CAD（Computer Aided Design）设计，利用快速成型设备将设计数据转化成实体模型。
它具有生产速度快、制造成本低、生产周期短、产品质量高等优点。
因此，本研究将基于RE/RP技术对电脑显示器底座进行快速原型制造。
通过研究快速原型制造技术的具体应用，可以有效降低电脑显示器底座的制造成本，提升产品的研发效率，改进和完善制造流程和技术。
二、研究内容及方法1. 研究电脑显示器底座的结构设计，包括基本要素、制造工艺流程、组成结构等方面。
2. 通过三维CAD软件对电脑显示器底座进行设计、优化和分析。
3. 基于快速原型制造技术，对电脑显示器底座进行快速原型制造。
4. 对制造出的电脑显示器底座进行功能测试和性能评估，并对制造流程进行优化改进。
5. 对制造出的电脑显示器底座进行外观设计和人机工程学评估。
三、研究预期成果通过对电脑显示器底座的结构设计和快速原型制造技术的研究，预期可以获得以下成果：1. 基于快速原型制造技术的电脑显示器底座快速原型制造流程。
2. 可以覆盖不同形态、功能需求的电脑显示器底座的设计方案。
3. 利用快速原型制造技术制造出的电脑显示器底座样品。
4. 对快速原型制造技术在电脑显示器底座制造中的优势和限制进行分析。
5. 为电脑显示器底座的制造提供了新的思路和方法。
四、研究进度安排1. 第一周：搜集相关文献，进一步明确研究方向。
3D打印是一种快速原型制造技术，也被称为增材制造（Additive Manufacturing）。
它通过逐层堆积材料的方式，将数字模型转化为实体物体。
以下是3D打印的基本概念和工作原理：
1. 基本概念：
-数字模型：使用计算机辅助设计（CAD）软件创建的三维模型，可以是任何形状和尺寸的物体。
-切片：将数字模型切割成一系列薄片，每个薄片代表实际打印的一层。
-材料：3D打印中使用的材料多种多样，包括塑料、金属、陶瓷等。
-打印机：使用特定的3D打印机设备，根据切片数据逐层堆积材料以构建物体。
2. 工作原理：
-准备数字模型：首先，使用CAD软件创建或下载一个现有的数字模型，该模型描述了所需物体的形状和结构。
-切片处理：将数字模型输入到切片软件中，该软件将模型切割成一系列薄片，并生成每一层的打印路径和控制指令。
-打印准备：将切片数据导入3D打印机，准备打印材料（如塑料丝）和其他必要的设定，如温度和速度等。
-打印过程：开始打印后，3D打印机按照切片数据的指令，逐层
堆积材料以构建物体。
具体的打印技术可以是熔融沉积法、光固化法、粉末烧结法等多种方法。
-完成和后处理：一旦打印完成，需要进行后处理步骤，例如去除支撑结构、进行表面处理和润色等。
在整个打印过程中，3D打印机不断将材料添加到前一层的上方，逐渐构建出完整的物体。
由于其逐层堆积的特性，3D打印技术具有设计灵活性高、制造周期短、可实现复杂结构等优点，被广泛应用于快速原型制作、生产定制件、医疗领域等各个行业。
快速原型技术廖伟钊数控0733 38快速原型技术概念即RP(Rapid Prototyping Technology)概念的提出可追朔到1979年，日本东京大学生产技术研究所的中川威雄教授发明了叠层模型造型法，1980年小玉秀男又提出了光造型法，该设想提出后，由丸谷洋二于1984年继续研究，并于1987年进行产品试制。
快速原型技术是一种涉及多学科的新型综合制造技术。
80年代后，随着计算机辅助设计的应用，产品造型和设计能力得到极大提高，然而在产品设计完成后，批量生产前，必须制出样品以表达设计构想，快速获取产品设计的反馈信息，并对产品设计的可行性作出评估、论证。
在市场竞争日趋激烈的今天，时间就是效益。
为了提高产品市场竞争力，从产品开发到批量投产的整个过程都迫切要求降低成本和提高速度。
快速原型技术的出现，为这一问题的解决提供了有效途径，倍受国内外重视。
1快速原型技术的基本原理快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称，其原理为：产品三维CAD模型→分层离散→按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料→生成实体模型。
该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面几何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制作出产品实体模型。
2快速原型技术的加工特点快速原型技术突破了“毛坯→切削加工→成品”的传统的零件加工模式，开创了不用刀具制作零件的先河，是一种前所未有的薄层迭加的加工方法。
与传统的切削加工方法相比，快速原型加工具有以下优点：(1)可迅速制造出自由曲面和更为复杂形态的零件，如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等，大大降低了新产品的开发成本和开发周期。
(2)属非接触加工，不需要机床切削加工所必需的刀具和夹具，无刀具磨损和切削力影响。
（3）无振动、噪声和切削废料。
（4）可实现夜间完全自动化生产。
工业产品的快速原型设计与制造在现代工业领域，产品的快速原型设计与制造技术正日益成为一项重要的技术手段。
快速原型设计与制造技术是指利用计算机辅助设计（CAD）软件和三维打印等先进技术，快速制作出产品的样品或模型，以验证设计的可行性和性能。
本文将探讨快速原型设计与制造技术的优势、应用领域以及未来发展趋势。
首先，快速原型设计与制造技术具有明显的优势。
传统的产品设计与制造过程通常需要耗费大量的时间和资源，而快速原型设计与制造技术可以大大缩短产品开发周期。
通过快速原型技术，设计师可以在短时间内制作出产品的样品或模型，从而快速验证设计的可行性和性能。
此外，快速原型设计与制造技术还能够提供高度定制化的产品，满足不同客户的个性化需求。
这种灵活性和定制化的特点使得快速原型技术在各个行业中广泛应用。
其次，快速原型设计与制造技术在许多领域都得到了广泛的应用。
在汽车工业中，快速原型技术可以用于制作汽车零部件的样品或模型，以验证设计的合理性和性能。
在航空航天工业中，快速原型技术可以用于制作飞机零部件的样品或模型，以验证其适航性和可靠性。
在医疗器械行业中，快速原型技术可以用于制作医疗器械的样品或模型，以验证其安全性和有效性。
此外，快速原型技术还可以应用于消费品设计、建筑设计等领域。
快速原型设计与制造技术的发展也面临着一些挑战和机遇。
首先，快速原型技术的成本仍然较高，限制了其在一些中小型企业中的应用。
随着技术的进步和市场的竞争，相信成本会逐渐下降，使得快速原型技术更加普及。
其次，快速原型技术的材料选择和性能仍然有待提升。
目前，快速原型技术主要使用的是塑料材料，而对于一些特殊材料的应用仍然存在一定的难度。
因此，研发更多种类的材料以满足不同需求是未来的发展方向。
未来，随着技术的进步，快速原型设计与制造技术将会得到更广泛的应用。
首先，随着人工智能和大数据技术的发展，快速原型技术可以与虚拟现实和增强现实等技术结合，实现更加智能化和交互式的设计与制造过程。
