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1、快速成型技快速成型技术术(RP)一、快速成型技一、快速成型技术术概述概述二、快速成型技二、快速成型技术术加工方法和加工方法和设备设备三、快速成型技三、快速成型技术术的的应应用用四、快速成型技四、快速成型技术术中的中的问题问题五、展望五、展望一、一、RP技技术术概述概述1、RP技技术术的的发发展展历历史史快速成型快速成型(Rapid Prototyping, 简简称称RP)技技术术是是20世世纪纪80年代后期年代后期发发展起来的展起来的, 是由是由CAD模型直接模型直接驱动驱动的快速制的快速制造任意复造任意复杂杂形状三形状三维维物理物理实实体的技体的技术总术总称。称。1986 年美国年美国3D
2、Systems 公司率先推出了称公司率先推出了称为为Stereolithography Apparatus （简简称称SLA）的激光快速成）的激光快速成型制造系型制造系统统，引起工，引起工业业界的广泛界的广泛兴兴趣并且趣并且RP得到了异乎得到了异乎寻寻常的迅猛常的迅猛发发展。展。目前美国在目前美国在RP领领域域处处于主于主导导地位，德国、以色列、地位，德国、以色列、日本也日本也处处于国于国际领际领先水平。在先水平。在RP领领域国内有清域国内有清华华大学、大学、西安交通大学、南京航空航天大学、西安交通大学、南京航空航天大学、华华中科技大学，北京中科技大学，北京隆源公司等。隆源公司等。2、RP技技
3、术术原理和成型原理和成型过过程程传统传统加工：去材法、加工：去材法、变变形法。形法。RP加工：材料累加法。加工：材料累加法。计计算机科学算机科学CAD/ CAM数控技数控技术术激光技激光技术术新材料新材料自自动动、快速、准确、快速、准确RP制品制品RP技技术术基本原理：离散基本原理：离散堆堆积积（叠加）（叠加）三三维维模型构建：模型构建：Pro/E、UG、SolidWorks 、激光激光扫扫描、描、CT断断层扫层扫描等描等三三维维模型的近模型的近似似处处理理:三角形三角形平面来逼近原平面来逼近原来的模型来的模型（STL文件）文件）三三维维模型的切模型的切片片处处理：加工理：加工方向（方向（Z方
4、向）方向）进进行分行分层层后后处处理：打磨、理：打磨、抛光、涂挂、抛光、涂挂、烧结烧结等等成型加工：成型成型加工：成型头头（激光（激光头头或或喷头喷头）按各截面）按各截面轮轮廓信息廓信息扫扫描描间间隔一隔一般取般取0.05m-0.5mm ，常用常用0.1mm各各层层固化粘固化粘结结：树树脂或塑料的脂或塑料的链链式反式反应应固化、无固化、无化学反化学反应应的熔融的熔融粘粘结结固化和用粘固化和用粘结剂结剂将片体粘将片体粘结结的方法。的方法。图图3、 RP成型成型过过程程图图3、RP技技术术的特点和影响的特点和影响新新产产品开品开发发的一般的一般过过程：程：模具：制模、模具：制模、试试模、修模，模、
5、修模，时间时间，成本，成本设计设计试试制制试验试验征求用征求用户户意意见见RP：设计设计、成型，成型，时间时间，成本，成本市市场场推推销销生生产产修改定型修改定型RP技技术术的主要特点：的主要特点：（1）可以制造任意复）可以制造任意复杂杂的三的三维维几何几何实实体体（2）快速性）快速性 :几个小几个小时时到几十个小到几十个小时时就可制造出零件就可制造出零件（3）高度柔性：无需任何）高度柔性：无需任何专专用用夹夹具或工具具或工具（4）产产品品结结构与性能的及构与性能的及时时快速快速优优化化（5）进进行小批量生行小批量生产产（6）RP技技术术有利于有利于环环保保二、二、RP技技术术加工方法和加工方
6、法和设备设备目前目前RP技技术术的快速成型工的快速成型工艺艺方法有十多种。方法有十多种。现简现简要要介介绍绍四种比四种比较较成熟且常用的四种成型方法：光固化成型成熟且常用的四种成型方法：光固化成型（SLA）、分）、分层实层实体制造（体制造（LOM）、）、选择选择域激光粉末域激光粉末烧烧结结成型（成型（SLS）、熔融沉）、熔融沉积积成型（成型（FDM）。）。1、SLA光固化法是第一个投入商光固化法是第一个投入商业应业应用的用的RP技技术术,它以美国它以美国3D Systems 公司生公司生产产的的SLA系列成型机系列成型机为为代表。代表。SLA技技术术是基于液是基于液态态光敏光敏树树脂的光聚合原
7、理工作的，脂的光聚合原理工作的，这这种液种液态态材料材料在一定波在一定波长长和和强强度的紫外光照射下能迅速度的紫外光照射下能迅速发发生光聚合反生光聚合反应应，分子量急分子量急剧剧增大，材料也就从液增大，材料也就从液态转变态转变成固成固态态。SLA工作原理工作原理图图4、SLA工作原理工作原理图图SLA优优点：点：(1)原材料的利用率将近原材料的利用率将近100% ；(2)尺寸精度高尺寸精度高( 0. 1 mm) ；(3)表面表面质质量量优优良；良；(4)可以制作可以制作结结构十分复构十分复杂杂的模型。的模型。SLA缺点：缺点：(1)成型成型过过程中伴随着物理和化学程中伴随着物理和化学变变化，所
8、以制件化，所以制件较较易弯曲，易弯曲，需要支撑，如需要支撑，如图图5；(2)可使用的材料种可使用的材料种类较类较少；少；(3)液液态树态树脂具有气味和毒性，并且需要避光保脂具有气味和毒性，并且需要避光保护护，以防止，以防止提前提前发发生聚合反生聚合反应应，选择时选择时有局限性。有局限性。图图5、SLA成型中加入支撑示意成型中加入支撑示意图图2、LOMLOM工工艺艺由美国由美国Helisys 于于1986 年研制成功。年研制成功。LOM工工艺艺采用薄片材料，如采用薄片材料，如纸纸、塑料薄膜等。片材表面事先涂覆、塑料薄膜等。片材表面事先涂覆上一上一层热层热熔胶。其主要零部件有：工作平台、熔胶。其主
9、要零部件有：工作平台、CO2激光器、激光器、加加热辊热辊、供料与收料、供料与收料辊辊等。等。热压辊热压热压辊热压片材片材激光器切割出激光器切割出零件截面零件截面轮轮廓廓和工件外框和工件外框工作台下降工作台下降滚滚筒筒转动转动图图6、LOM原理原理图图工作台上升工作台上升图图7、多余网格部分的去除、多余网格部分的去除头头盖骨盖骨薄壳件薄壳件LOM 2030 H机器外机器外观观LOM优优点：点：（1）成型效率高，）成型效率高，LOM工工艺艺只需在片材上切割出零件截只需在片材上切割出零件截面的面的轮轮廓，而不用廓，而不用扫扫描整个截面，因此成型厚壁零件的速描整个截面，因此成型厚壁零件的速度度较较快，
10、易于制造大型零件；快，易于制造大型零件；（2）无）无翘翘曲曲变变形，工形，工艺过艺过程中不存在材料相程中不存在材料相变变，因此没有，因此没有热应热应力、膨力、膨胀胀和收和收缩缩不易引起不易引起翘翘曲曲变变形；形；（3）无需加支撑，工件外框与截面）无需加支撑，工件外框与截面轮轮廓之廓之间间的多余材料在的多余材料在加工中起到了支撑作用，所以加工中起到了支撑作用，所以LOM工工艺艺无需加支撑。无需加支撑。LOM缺点：材料浪缺点：材料浪费严费严重，表面重，表面质质量差。量差。3、SLSSLS工工艺艺最初由美国德克最初由美国德克萨萨斯大学奥斯汀分校斯大学奥斯汀分校(UIIiversity of Texa
11、s at Austin)的的Carl Deckard 于于1989 年在年在其其硕硕士士论论文中提出，后由文中提出，后由Texas 大学大学组组建的建的DTM公司于公司于1992 年推出了年推出了该该工工艺艺的商的商业业化生化生产设备产设备Sinterstation 。该该工工艺实艺实用高功率的激光加用高功率的激光加热热，把粉末熔化在一起形，把粉末熔化在一起形成零件，成零件，SLS工工艺艺的重要吸引力是可用于多种的重要吸引力是可用于多种热热塑性塑料塑性塑料的成型的成型,如尼如尼龙龙、聚碳酸、聚碳酸酯酯、聚丙、聚丙烯烯酸酸酯类酯类、聚苯乙、聚苯乙烯烯、聚聚氯氯乙乙烯烯、高密度聚乙、高密度聚乙烯烯
12、等。等。SLS工作原理：工作原理：铺铺粉粉激光器激光器扫扫描描图图8、SLS工作原理工作原理图图SLS方法中的工方法中的工艺艺参数参数对对粉末的熔融有很大影响，如粉末的熔融有很大影响，如激光功率、光斑大小、激光功率、光斑大小、扫扫描速度、描速度、扫扫描描间间距、距、单层单层厚度、厚度、粉床温度等都会影响粉床温度等都会影响烧结烧结件的性能。件的性能。激光功率激光功率较较低低时时,烧结烧结件的拉伸件的拉伸强强度和冲度和冲击击强强度均随度均随激光功率的增加而增加。激光功率激光功率的增加而增加。激光功率过过大大时时引起粉末的氧化引起粉末的氧化降解降解,从而降低了从而降低了烧结烧结件的件的强强度。度。扫
13、扫描速度描速度决定了激光束决定了激光束对对粉末的加粉末的加热时间热时间,在激光功在激光功率相同的情况下率相同的情况下,扫扫描速度越低描速度越低,激光激光对对粉末的加粉末的加热时间热时间越越长长,传输传输的的热热量多量多,粉末熔化粉末熔化较较好好,烧结烧结件的件的强强度高。但度高。但过过低低的的扫扫描速度描速度导导致粉末表面的温度致粉末表面的温度过过高高,不不仅仅不能提高不能提高烧结烧结件的件的强强度度,还还会影响成型速度。会影响成型速度。单层层单层层厚厚指指铺铺粉厚度粉厚度,即工作缸下降一即工作缸下降一层层的高度。的高度。对对于于某一制品某一制品,采用采用较较大的大的单层单层厚度厚度,所需制造
14、的所需制造的总层总层数少数少,制造制造时间时间短。但由于激光在粉末中的透射短。但由于激光在粉末中的透射强强度随厚度的增加而度随厚度的增加而急急剧剧下降下降,单层单层厚度厚度过过大大,会会导导致致层层与与层层之之间间黏黏结结不好不好,甚至甚至出出现现分分层层,严严重影响成型件的重影响成型件的强强度。度。SLS的的优优点是无需支撑点是无需支撑,成型的零件机械性能好成型的零件机械性能好,强强度度高。缺点是粉末比高。缺点是粉末比较较松散松散,烧结烧结后精度不高后精度不高,尤其是尤其是Z轴轴方方向的精度向的精度难难以控制。以控制。4、FDMFDM工工艺艺由美国工程由美国工程师师ScottCrump 于于
15、1988 年研制成年研制成功。功。FDM的材料一般是的材料一般是热热塑性材料，以塑性材料，以丝丝状供料。材料状供料。材料在在喷头喷头内被加内被加热热熔化，熔化，喷头喷头沿零件截面沿零件截面轮轮廓和填充廓和填充轨轨迹运迹运动动，同，同时时将熔化的材料将熔化的材料挤挤出，材料迅速凝固，并与周出，材料迅速凝固，并与周围围的的材料凝材料凝结结。加加热丝热丝状材料状材料喷头扫喷头扫描并描并喷喷出半流出半流动动状材料状材料材料固化材料固化图图9、FDM原理原理图图喷头喷头是是实现实现FDM工工艺艺的关的关键键部件，部件，喷头结喷头结构构设计设计和控和控制方法是否合理，直接关系到成型制方法是否合理，直接关系
16、到成型过过程能否程能否顺顺利利进进行，并行，并影响成型的影响成型的质质量量 ，另一方面，另一方面为为了提高生了提高生产产效率可以采用效率可以采用多多喷头喷头，美国，美国3D公司推出的公司推出的Actua2100, 其其喷头喷头数多达数多达96个。个。在成型有支撑制件在成型有支撑制件时单喷头时单喷头和双和双喷头喷头的比的比较较：密密实实剥离剥离单喷头单喷头双双喷头喷头成型材料成型材料支撑材料支撑材料疏松疏松水溶性或低水溶性或低熔点材料熔点材料溶于水或加溶于水或加热热目前，目前，FDM系系统统采用柱塞式采用柱塞式喷头喷头（如（如图图10）和螺杆式）和螺杆式挤挤出出喷头喷头（如（如图图11）。）。图
17、图10、柱塞式、柱塞式喷头喷头图图11、螺杆式、螺杆式喷头喷头FDM的的优优点：点：(1)由于由于热热融融挤压头挤压头系系统统构造原理和操作构造原理和操作简单简单，维护维护成本低，成本低，系系统统运行安全；运行安全；(2)原材料在成型原材料在成型过过程中无化学程中无化学变变化，制件的化，制件的翘翘曲曲变变形小；形小；(3)原材料利用率高，且材料寿命原材料利用率高，且材料寿命长长。FDM的缺点：的缺点：(1)成型件的表面有成型件的表面有较较明明显显的条的条纹纹；(2)沿成型沿成型轴轴垂直方向的垂直方向的强强度比度比较较弱；弱；(3)需要需要设计设计与制作支撑与制作支撑结结构，如构，如图图12。图
18、图12、FDM快出成型支撑快出成型支撑结结构构图图三、快速成型技三、快速成型技术术的的应应用用快速成型技快速成型技术术的最初的最初应应用主要集中在用主要集中在产产品开品开发发中的中的设设计评计评价、价、 功能功能试验试验上。上。 设计设计人人员员根据快速成型得到的根据快速成型得到的试试件原型件原型对产对产品的品的设计设计方案方案进进行行试验试验分析、分析、 性能性能评评价价 ,借此借此缩缩短短产产品的开品的开发发周期、周期、 降低降低设计费设计费用。用。经过经过十几来的十几来的发发展展 ,快速成型技快速成型技术术早已突破了其最初意早已突破了其最初意义义上的上的 “原型原型”概概念念 ,向着快速
19、零件、向着快速零件、 快速工具等方向快速工具等方向发发展。展。目前目前RP技技术术已得到了工已得到了工业业界的普遍关注界的普遍关注, 尤其在家用尤其在家用电电器、汽器、汽车车、玩具、玩具、轻轻工工业产业产品、建筑模型、医品、建筑模型、医疗疗器械及器械及人造器官模型、航天器、人造器官模型、航天器、军军事装事装备备、考古、工、考古、工业业制造、雕制造、雕刻、刻、电电影制作以及从事影制作以及从事CAD 的部的部门门都得到了良好的都得到了良好的应应用用. 其用途主要体其用途主要体现现在以下在以下6个方面。个方面。1、新、新产产品研制开品研制开发阶发阶段的段的试验验证试验验证2、新、新产产品投放市品投放
20、市场场前的前的调调研和宣研和宣传传3、基于快速成型技、基于快速成型技术术的快速制模（的快速制模（RT）技）技术术由于由于RP方法方法对对使用材料的限制，并不能使用材料的限制，并不能够够完全替代完全替代最最终终的的产产品。在新品。在新产产品功能品功能检验检验、投放市、投放市场试场试运行和准确运行和准确获获得用得用户户使用后的反使用后的反馈馈信息等方面，仍需要由信息等方面，仍需要由实际实际材料制材料制造的造的产产品。因此，品。因此， 需要利用需要利用RP原型作母模来翻制模具，原型作母模来翻制模具，这这便便产产生了基于生了基于RP的快速模具制造技的快速模具制造技术术（RT）。）。RP+RT技技术术提
21、供了一条从模具的提供了一条从模具的CAD模型直接制造模型直接制造模具的新概念和方法。它将模具的概念模具的新概念和方法。它将模具的概念设计设计和加工工和加工工艺艺集集成在一个成在一个CADCAM系系统统内，并行工程的内，并行工程的应应用，用，为为信息信息流的流的畅畅通流通流动创动创造了良好的条件。造了良好的条件。RT方法的分方法的分类类：按功能用途可分按功能用途可分为为：塑料模、：塑料模、铸铸(型型)模、冲模、冲压压模、模、锻锻造模及石墨造模及石墨电电极研磨母模。极研磨母模。按制模材料可分按制模材料可分为简为简易模易模(也称作也称作软软模、模、经济经济模或非模或非钢钢制模制模)和和钢钢制硬模。制
22、硬模。根据不同的制模工根据不同的制模工艺艺方法，快速模具可分直接快速模方法，快速模具可分直接快速模具和具和间间接快速模具。接快速模具。直接快速模具，亦即快速成型模具，以快速成型件直直接快速模具，亦即快速成型模具，以快速成型件直接作接作为为成形模具。成形模具。间间接快速模具，亦即型腔复制模具，以接快速模具，亦即型腔复制模具，以快速成型件快速成型件为为母模，通母模，通过过型腔复制制作模具，包括硅橡胶型腔复制制作模具，包括硅橡胶复制、金属冷复制、金属冷喷喷涂、精密涂、精密铸铸造、造、树树脂材料型腔复制等。脂材料型腔复制等。目前，基于目前，基于RP的的RT的方法多的方法多为间为间接制模法，依据材接制模
23、法，依据材质质不同，不同，间间接制模法生接制模法生产产出来的模具一般分出来的模具一般分为软质为软质模具和模具和硬硬质质模具两大模具两大类类。软质软质模具制造方法主要有模具制造方法主要有树树脂脂浇浇注法、金属注法、金属喷喷涂法、涂法、电镀电镀法、硅橡胶法、硅橡胶浇铸浇铸法等。法等。（1）硅橡胶）硅橡胶浇浇注法注法制作制作过过程程为为：原型的原型的表面表面处处理理涂刷脱模涂刷脱模剂剂，固定，固定原型并放原型并放臵型框臵型框硅橡胶硅橡胶计计量、真空量、真空脱泡后脱泡后进进行混合行混合硅橡胶固硅橡胶固化后，刀化后，刀剖开模，剖开模，取出原型取出原型浇浇注硅橡注硅橡胶混合体胶混合体以以艺术艺术品宝塔品宝
24、塔为为原型制作硅橡胶模的原型制作硅橡胶模的过过程：程：宝宝塔塔的的三三维维模模型型制作制作型框型框并固并固定原定原型型拆拆除除型型框框模模型型分分层层处处理理硅硅橡橡胶胶的的浇浇注注宝宝塔塔实实物物模模型型硅硅橡橡胶胶的的固固化化原原型型去去除除修修模模（2）树树脂脂浇浇注法注法硅橡胶模具硅橡胶模具仅仅适用于制品数量适用于制品数量较较少的生少的生产产，若制品数，若制品数量量较较大大时时，可用快速原型翻制，可用快速原型翻制环环氧氧树树脂模具。脂模具。该该方法是将方法是将液液态态的的环环氧氧树树脂与有机或无机材料复合作脂与有机或无机材料复合作为为基体材料，以基体材料，以原型原型为为母模母模浇浇注模
25、具的一种制模方法。其工注模具的一种制模方法。其工艺过艺过程程为为：采用技采用技术术制作原型；制作原型；将原型将原型进进行表面行表面处处理并涂刷脱模理并涂刷脱模剂剂；设计设计制作模框；制作模框；选择选择和和设计设计分型面；分型面；浇浇注注树树脂；脂；开模并取出原型。开模并取出原型。用用树树脂脂浇浇注法快速制作模具，工注法快速制作模具，工艺简单艺简单、成本低廉。、成本低廉。树树脂型模具脂型模具传热传热性能好、性能好、强强度高且型面不需加工，适用于度高且型面不需加工，适用于注塑模、薄板拉伸模、吸塑模及聚氨注塑模、薄板拉伸模、吸塑模及聚氨酯发酯发泡成形模等。泡成形模等。（3）金属）金属喷喷涂法涂法金属
26、金属喷喷涂法是以原型作基体涂法是以原型作基体样样模，将低熔点金属或合模，将低熔点金属或合金金喷喷涂到涂到样样模表面上形成金属薄壳，然后背模表面上形成金属薄壳，然后背衬衬充填复合材充填复合材料而制作模具的方法。料而制作模具的方法。金属金属喷喷涂法工涂法工艺简单艺简单、周期短，型腔及其表面精、周期短，型腔及其表面精细细花花纹纹可一次同可一次同时时成形。模具耐磨性能好、尺寸精度高。制作成形。模具耐磨性能好、尺寸精度高。制作过过程中要注意的是解决好涂程中要注意的是解决好涂层层与原型表面的与原型表面的贴贴合和脱离合和脱离问问题题。（4）电电成形制模法成形制模法电电成形制模法又称成形制模法又称电铸电铸制模
27、法。其原理和制造制模法。其原理和制造过过程与程与金属金属喷喷涂法比涂法比较类较类似，又称似，又称电铸电铸制模法。它是采用制模法。它是采用电电化学化学原理，通原理，通过电过电解液使金属沉解液使金属沉积积在原型表面，然后背在原型表面，然后背衬衬其他其他充填材料来制作模具的方法。充填材料来制作模具的方法。电电成形法制作的模具复制性好且尺寸精度高，适合于成形法制作的模具复制性好且尺寸精度高，适合于精度要求精度要求较较高、形高、形态态均匀一致和形状、花均匀一致和形状、花纹纹不不规则规则的型腔的型腔模具，如人物造型模具、儿童玩具和鞋模等。模具，如人物造型模具、儿童玩具和鞋模等。软质软质模具的寿命一般模具的
28、寿命一般为为50-5000件，件，对对于上万件乃至于上万件乃至几十万件的几十万件的产产品，仍然需要品，仍然需要传统传统的的钢质钢质模具，硬模具，硬质质模具指模具指的就是的就是钢质钢质模具，利用模具，利用RP成型制作成型制作钢质钢质模具的主要方法模具的主要方法有熔模有熔模铸铸造法、造法、电电火花加工法、陶瓷型精密火花加工法、陶瓷型精密铸铸造法等。造法等。4、新材料的研究、新材料的研究在开在开发发RP加工方法的加工方法的过过程中，需要使用一些特殊的材程中，需要使用一些特殊的材料，甚至是开料，甚至是开发发出适用于此方法的新材料，所以在研究出适用于此方法的新材料，所以在研究RP加工方法的加工方法的过过
29、程中也研制了新的材料。同程中也研制了新的材料。同时对时对于新研于新研究的材料，究的材料，RP技技术术提供了提供了检验检验此材料和其制品性能的一此材料和其制品性能的一种方法。种方法。5、修复医学上的、修复医学上的应应用用快速成型技快速成型技术术在修复医学上的在修复医学上的应应用主要集中在人工假用主要集中在人工假体、人工活性骨等方面。比如体、人工活性骨等方面。比如应应用快速成型制作出假体的用快速成型制作出假体的原型原型,而后翻制金属假体，植入人体而后翻制金属假体，植入人体,取代受取代受伤伤的器官而达的器官而达到康复的目的。快速成型系到康复的目的。快速成型系统统能能够够制作出多孔性制作出多孔性结结构
30、构,首首先使用可降解材料制成内部多孔疏松的代用骨先使用可降解材料制成内部多孔疏松的代用骨, 疏松孔中疏松孔中填以活性因子填以活性因子, 臵入人体臵入人体, 即可代替人体骨骼即可代替人体骨骼,经过经过一段一段时时间间可降解材料被人体降解、吸收、可降解材料被人体降解、吸收、钙钙化形成新骨。化形成新骨。6、小批量和特殊复、小批量和特殊复杂杂零件的直接生零件的直接生产产对对于复于复杂杂的或小批量生的或小批量生产产的塑料、陶瓷、金属及其复的塑料、陶瓷、金属及其复合材料的零部件合材料的零部件, SLS 方法可以直接快速成型。零件的直方法可以直接快速成型。零件的直接快速成型接快速成型对对航空、航天及国防工航
31、空、航天及国防工业业有非常重要的有非常重要的应应用价用价值值。四、快速成型技四、快速成型技术术中的中的问题问题从从结结构上来构上来说说,快速成型技快速成型技术术可分可分为为硬件、硬件、软软件、材件、材料以及成型工料以及成型工艺艺四大四大组组成部分。在成部分。在RP技技术术中的中的问题问题也是也是与与这这四个四个组组成部分相关。成部分相关。1、硬件方面、硬件方面RP设备设备昂昂贵贵的价格的价格严严重制重制约约了了RP技技术术的推广和的推广和应应用用,尤其是尤其是对对于那些于那些资资金金实实力不太雄厚的中小型企力不太雄厚的中小型企业业。这这就使就使得各得各RP设备设备的供的供应应商和研究机构将开商
32、和研究机构将开发发低成本的快速成低成本的快速成型型设备设备作作为为主要目主要目标标加以研究。加以研究。2、软软件方面件方面在在RP技技术术中中,软软件主要分件主要分为为两大两大类类：一是成型系：一是成型系统统的的控制控制软软件件,主要完成零件主要完成零件环环切数据的切数据的扫扫描矢量填充描矢量填充,激光光激光光束的束的驱动驱动和光斑和光斑补偿补偿等工作；一是等工作；一是CAD模型与成型系模型与成型系统统之之间间的接口的接口软软件件,主要完成主要完成STL文件文件显显示、切示、切层层和加支撑等和加支撑等功能。功能。软软件件处处理的精度和速度理的精度和速度,软软件件对对复复杂杂模型的模型的处处理能
33、理能力就成力就成为应为应用中的一个主要瓶用中的一个主要瓶颈颈。国外的。国外的RP公司和研究公司和研究机构机构对对此都非常重此都非常重视视并投入大量人力和并投入大量人力和资资金金进进行行软软件的研件的研究和开究和开发发。3、材料方面、材料方面目前目前RP成型材料的成型性能大多不太理想成型材料的成型性能大多不太理想,成型件的成型件的物理性能物理性能还还不能完全不能完全满满足功能性、半功能性零件的要求足功能性、半功能性零件的要求,必必须须借助于后借助于后处处理或二次开理或二次开发发才能生才能生产产出令人出令人满满意的意的产产品。品。而由于材料技而由于材料技术术开开发发的的专门专门性性,一般一般RP成
34、型材料的价格都成型材料的价格都比比较贵较贵,造成生造成生产产成本提高。成本提高。4、成型工、成型工艺艺方面方面成型成型过过程中零件的程中零件的变变形是影响形状精度及尺寸精度的形是影响形状精度及尺寸精度的最主要因素最主要因素,而造成而造成变变形的主要原因是由于形的主要原因是由于树树脂的收脂的收缩缩在在层层层层堆堆积时积时所所产产生的生的层间层间粘接粘接应应力所致和未固化的残留液力所致和未固化的残留液态树态树脂在后固化脂在后固化过过程中的收程中的收缩缩所致。所致。可以从成型工可以从成型工艺艺条件入手尽量减小制品的条件入手尽量减小制品的这这些缺陷，些缺陷，成型工成型工艺艺主要主要应应解决好解决好扫扫
35、描加工工描加工工艺过艺过程中的程中的协协同同问题问题，加工加工过过程中的程中的协协同同问题问题包括：包括：扫扫描机构的描机构的惯惯性性问题问题，扫扫描描机构与加工工具机构与加工工具动动作作时时刻的一致性，刻的一致性，扫扫描速度与激光功率描速度与激光功率的的实时实时匹配。匹配。五、五、RP技技术术的展望的展望快速成型技快速成型技术术是一种正在是一种正在进进一步一步发发展和完善且已展和完善且已经获经获得了广泛得了广泛应应用的技用的技术术。可以。可以预见预见，随着，随着CAD技技术术的广泛的广泛应应用用, 市市场竞场竞争将日争将日趋趋激烈激烈, 快速成型技快速成型技术术RP将日将日趋趋完善。完善。快
36、速成型技快速成型技术术将将发发展展为为一种能被企一种能被企业业普遍采用的技普遍采用的技术术手段手段, 并将并将给给企企业带业带来巨大的来巨大的经济经济效益效益, 这应这应引起各方面的高度引起各方面的高度重重视视。国家有关部国家有关部门门和企和企业应业应充分重充分重视视RP技技术术, 加快开加快开发发我我国商品化国商品化RP系系统统并大力推广并大力推广应应用。注重用。注重RP信息的收集、信息的收集、传传播与交流播与交流, 拓拓宽宽RP研究的深度和广度。研究的深度和广度。该项该项技技术术完全可完全可以立足于国内以立足于国内, 国国产产RP系系统统有望占有国内市有望占有国内市场场并并进进入国入国际际市市场场, 这这将使我国企将使我国企业业更有信心面更有信心面临临激烈的国激烈的国际竞际竞争争, 使中使中国国经济飞经济飞速向前速向前发发展。展。谢谢谢谢！图图1、三、三维维模型的近似模型的近似处处理理图图2、三、三维维模型的切片模型的切片处处理理
