RP（Rapid Prototyping）技术简介-快速成型机技术论文-佳工机电网

RP（Rapid Prototyping）技术简介

作者：陕西恒通智能机器有限公司

在制造业中各类零件的传统制造工艺按加工后原材料体积变化与否分为成型与拼合法(Forming and Joining)和材料去除法(Material Removing)两大类。成型法按被加工材料的自然状态又可分为固态成型法（锻造、冲剪、挤压、拉拔等）、液态成型法（铸造）和半液态成型法（注塑）。拼合法又可分为机械联接、粘接术和焊接三种方式。材料去除法则有人们所熟知的车、铣、刨、磨等工艺，加工后原材料体积减小。

八十年代初，一种全新的制造概念—材料累加法(Material Increase Manufacturing)被提了出来。由于CAD技术和光、机、电控制技术的发展，这种新型的零件生产工艺就成为RP（快速成型）的主要实现手段。

80年代后期发展起来的快速成型技术，被认为是近20年来制造领域的一次重大突破，其对制造行业的影响可与50~60年代的数控技术相比。RP综合了机械工程、CAD、数控技术、激光技术及材料科学技术，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，从而可以对产品设计进行快速评估，修改及功能试验，大大缩短产品的研制周期。而以RP系统为基础发展起来并已成熟的快速工装模具制造(Quick Tooling/Molding)、快速精铸技术(Quick Casting)则可实现零件的快速制造(Quick Manufacturing )。

光固化立体造型（SL—Stereolithography）

该技术以光敏树脂为原料，将计算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截面的轮廓为轨迹对液态树脂逐点扫描，使被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应，从而形成零件的一个薄层截面。当一层固化完毕，移动工作台，在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂以便进行下一层扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上，如此重复直到整个零件原型制造完毕。
SL法是第一个投入商业应用的RP技术。目前全球销售的SL设备约占RP设备总数的70％左右。这种方法的特点是精度高、表面质量好。原材料利用率将近100％，能制造形状特别复杂（如空心零件）、特别精细（如手饰、工艺品等）的零件。

分层物件制造(LOM—Laminated Object Manufacturing)

LOM工艺将单面涂有热溶胶的纸片通过加热辊加热粘接在一起，位于上方的激光器按照CAD分层模型所获数据，用激光束将纸切割成所制零件的内外轮廓，然后新的一层纸再叠加在上面，通过热压装置和下面已切割层粘合在一起，激光束再次切割，这样反复逐层切割一粘合一切割……直至整个零件模型制作完成。

选择性激光烧结(SLS—Se1ected Laser Sintering)

该法采用CO2激光器作能源，目前使用的造型材料多为各种粉未材料。在工作台上均匀铺上一层很薄（100μ~200μ）的粉未，激光束在计算机控制下按照零件分层轮廓有选择性地进行烧结，一层完成后再进行下一层烧结。全部烧结完后去掉多余的粉未，再进行打磨、烘干等处理便获得零件。目前，成熟的工艺材料为蜡粉及塑料粉，用金属粉或陶瓷粉进行粘接或烧结的工艺还正在实验研究阶段。

熔融沉积造型(FDM—Fused Deposition Modeling)

FDM工艺的关键是保持半流动成型材料刚好在熔点之上（通常控制在比熔点高1℃左右）。FDM喷头受CAD分层数据控制使半流动状态的熔丝材料（丝材直径一般在1.5mm以上）从喷头中挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层。每层厚度范围在0．025～0．762mm，一层叠一层最后形成整个零件模型。

RP工艺技术比较

快速成形制造系统(RP&M—Rapid Prototyping & Manufacturing)的技术特点

快速成型法具有以下特点和优点：

1.特别适合于形状复杂，精细的零件加工；
2.减少了对熟练技术操作者的需求；
3.成功地解决了CAD中三维造型“看得见、摸不着”的问题；
4.生产柔性高，只需改CAD数据，就可生产不同形状的零件模型；
5.技术集成，设计制造一体化；
6.不需专门的工装夹具和模具，大大缩短了新产品试制时间；
7.零件的复杂程度和生产批量与制造成本基本无关. (end)

(投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2005-5-21，阅读2399次)

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