文档介绍：快速成型技术在飞机模型设计制造中的应用
——如何在教学中引入高新设计制造技术

卢耀晖,吴正洪,周继伟
(国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南长沙 410073)

关键词:现代设计制造技术快速成型本科教学毕业设计
摘要:文章以本科毕业设计为例,着重论述了将现代设计与制造技术融入到本科毕业设计的重要性与可
能性,提出了具体的解决办法,并在实践中取得了很好的效果。

1. 前言
近年来,机械制造业得到了飞速发展,这对高校机械类课程的本科教学提出了重大挑战。
众所周知,教学内容及方法应与相关技术及产业紧密联系,教学才可能拥有其生存和发展的
空间,但是如何将高新的设计制造技术融入到教学内容中却是各大高校一直在思索的问题。
要实现两者的完好结合主要有以下几大困难:
(1) 新技术一般建立在多方面知识的基础上,而本科生专业基础不扎实,知识面也较窄;
(2) 新技术所采用的机床往往价格昂贵,本科生实践知识缺乏,没有机床操作经验,容
易出现故障;
(3) 新技术及相关设备更多的被用于科研开发或对外生产,以获得更好的经济效益,对
学生、特别生本科生开放极少。
我校是一所以教学科研为主的军事院校,工科类本科毕业生分配到国防战线的重要岗
位,因此将最新的科研成果融入到本科教学当中具有十分重要的意义。为此,我们机械工程
教学组在长期的教学工作中不断摸索,在实践中取得了较好的效果。下面以我校机电类本科
毕业设计“现代加工技术在军事装备研制中的运用”为例,谈一谈我们的方法与体会。
2. 快速成型简介
快速成型技术概述
快速成型(Rapid Prototyping Technology)是最近二十年发展起来的应用于制造业的
高新技术。该技术将计算机辅助设计(CAD)、C)、激光技术和先进材料技术集成
于一体;依据由 CAD 构造的产品三维模型,对其进行分层切片,得到各层截面的轮廓;按照
这些轮廓,激光束选择性地切割一层层的纸(或固化一层层的液态树脂,或烧结一层层的粉
末材料),或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料,形成各截面并逐步叠加成三
维产品。它将一个复杂的三维加工简化成一系列二维叠加的组合,与传统的去除成形形成鲜
明的对照。根据成形工艺的不同,快速成形有如下工艺方法:立体印刷(Stereo Lithography
Apparatus——SLA)、分层实体制造(Laminated Object Manufacturing—LOM)、熔化沉
积成形(Fused Deposition Modeling——FDM )、选择性激光烧结(Selected Laser
Sintering—SLS ) 、三维打印(Three—Dimensional Printing——3D—P )、固基光敏液相
法(Solid Ground Curing——SGC )、热塑性材料选择性喷洒。
快速成型技术的优点
作为一种新型的加工方法,快速成型有以下的优点:
(1) 快速成形采用离散/堆积成形的原理,自动完成从数字模型(CAD 模型)到物理模型
(原型和零件)的转换。它将一个十分复杂的三维制造过程简化为二维过程的叠合,
所以可针对任意复杂形状的零件