文档介绍：快速原型技术
目录
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快速原型原理
几种典型的快速原型工艺简介
快速原型工艺的发展趋势
20世紀80年代末以來出现了一种崭新的不同于传统观念的制造技术——快速原型制造技术,被认为是最近20年来制造领域的一次重大突破。
因其具有产品制造的集成化、自动化、快速化等突出优点,能适应速度经济时代对市场需求的快速响应,已经广泛应用于产品原型制造、模具制造行业中,并已经取得了良好的效果。
目前主要的快速原型工艺方法有光固化(SLA)、分层实体成型(LOM)、粉末烧结成型(SLS)、熔融挤压成型(FDM)几种。

传统的加工方法(根据零件的成型过程)
一类是其成型过程中以减少为特征,通过各种方法将零件毛坯上多余的材料去除(如切削加工、磨削加工等),从而得到所需工件。
另一类是材料的质量在成型过程中基本保持不变,如通过各种压力成型方法以及各种铸造方法得到的工件。
然而为了适应市场日新月异的变化以及解决产品生命周期缩短带来的挑战,企业必须重视新产品的不断开发和研制。
正是在这种情况下,快速原型技术也就应运而生。
快速原型英文名字为Rapid Prototyping(快速原型制造、快速原型、快速成形),常常简称为RP。
快速原型技术的工艺过程
第一步:设计出所需零件的计算机三维模型
第二步:根据工艺要求,按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元
第三步:将离散后的模型在Z向按一定的厚度进行分层
第四步:输入加工参数,自动生成数控代码,最后由原型机成形一系列的层片并自动粘接得到一个三维实体
逐层快速成型
三维样品
表面处理
用三维激光扫描设备对
已有的实物数字化
用CAD软件设计
工件的3D模型
模型近似处理,文件格式转换成STL格式
对3D模型逐层切片,求每层截面轮廓
逐层快速成型
最终工作
前处理
分层叠加成型
后处理
RP的技术原理
三维样品
表面处理
快速原型技术的特点
RP采用了一种全新的“增加材料”的加工方法,与传统的“去除材料”的加工方法完全不同。
它将复杂的三维实体分解成简单的平面二维加工的组合,因此它完全不需要传统的加工机床和加工模具,进而相比传统加工而言能节省70%~80%的加工工时和降低60%~80%的成本。
广泛的应用
领域
良好的经济
效益
成形速度快
材料适用性好
无人干预或
较少人干预
无需专用夹具
或工具
制造任意复杂
形状的三维
实体
RP的特点
快速原型的技术特点

目前快速原型技术的工艺方法已经有几十种,并且新的工艺方法还在不断出现。RP系统由选取的物料分为三大类:液态(如SLA、SGC、HISD等)、粉末粒子(SLS、3DP)和薄层材料(LOM、SFP).。
其中商品化比较好的快速原型主要还是SLA、LOM、SLS、FDM、3DP这几项技术。下面分别对它们进行简要介绍。
光固化成型
SLA工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理而工作的。
采用一定波长和强度的紫外激光束有选择地照射液态光敏聚合物,被照射的也太光敏聚合物迅速发生聚合反应,分子量急剧增大发生相变,由液态固化生成三维实物。