快速成型的方法(快速成型技术)
1.快速成型技术有哪些
一、SLA（激光快速成型），成型材料：光敏树脂；
二、FDM（熔融堆积成型），成型材料：ABS,PC,PPSF等；
三、OBJET（高精度快速成型），和SLA成型原理类似，材料：光敏树脂。
四、真空复模，运用硅胶材料制作简易模具，进行小批量的浇注成型。
五、低压灌注，适用于结构接单的大件制作。
快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术， 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。
快速成型技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"， 类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。
快速成型可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下，直接接受产品设计（CAD）数据，快速制造出新产品的样件、模具或模型。因此，RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。由传统的"去除法"到今天的"增长法"，由有模制造到无模制造。
2.快速成型材料种类及工艺方法
目前快速成型主要工艺方法。
本文仅介绍目前工业领域较为常用的工艺方法。 1熔积成型法（Fused DePOSTTTION Modeling） 在熔积成型法（ FDM）的过程中，龙门架式的机械控制喷头可以在工作台的两个主要方向移动，工作台可以根据需要向上或向下移动。
热塑性塑料或蜡制的熔丝从加热小口处挤出。最初的一层是按照预定的轨迹以固定的速率将熔丝挤出在泡沫塑料基体上形成的。
当第一层完成后，工作台下降一个层厚并开始迭加制造一层。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制作复杂的零件时，必须添加工艺支撑。下一层熔丝将铺在没有材料支撑的空间。
解决的方法是独立于模型材料单独挤出一个支撑材料，支撑材料可以用低密度的熔丝，比模型材料强度低，在零件加工完成后可以将它拆除。 在FDA4机器中层的厚度由挤出丝的直径决定，通常是从0. 50mm到0. 25mm（从0. 02in到0. O1 in）这个值代表了在垂直方向所能达到的最好的公差范围。
在x-y平面，只要熔丝能够挤出到特征上，尺寸的精确度可以达到0. 025mm(O.OO1in)。 FDM的优点是材料的利用率高，材料的成本低，可选用的材料种类多，工艺干净、简单、易于操作且对环境的影响小。
缺点是精度低，结构复杂的零件不易制造，表面质量差，成型效率低，不适合制造大型零件。该工艺适合于产品的概念建模以及它的形状和功能测试，中等复杂程度的中小成型，由于甲基丙烯酸ABS材料具有较好的化学稳定型，可采用伽马射线消毒，特别适于医用。
2光固化法（Stereolithography ） 光固化法是目前应用最为广泛的一种快速成型制造工艺，它实际上比熔积法发展的还早。光固化采用的是将液态光敏树脂固化（硬化）到特定形状的原理。
以光敏树脂为原料，在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。 成型开始时工作台在它的最高位置（深度a），此时液面高于工作台一个层厚，零件第一层的截面轮廓进行扫描，使扫描区域的液态光敏树脂固化，形成零件第一个截面的固化层。
然后工作台下降一个层厚，使先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂然后重复扫描固化，与此同时新固化的一层牢固地粘接在前一层上，该过程一直重复操作到达到b高度。此时已经产生了一个有固定壁厚的圆柱体环形零件。
这时可以注意到工作台在垂直方向下降了距离ab。到达b高度后，光束在x-y面的移动范围加大从而在前面成型的零件部分上生成凸缘形状，一般此处应添加类似于FDM的支撑。
当一定厚度的液体被固化后，该过程重复进行产生出另一个从高度b到c的圆柱环形截面。但周围的液态树脂仍然是可流动的，因为它并没有在紫外线光束范围内。
零件就这样由下及上一层层产生。而没有用到的那部分液态树脂可以在制造别的零件或成型时被再次利用。
可以注意到光固化成型也像FDM成型法一样需要一个微弱的支撑材料，在光固化成型法中，这种支撑采用的是网状结构。零件制造结束后从工作台上取下，去掉支撑结构，即可获得三维零件。
光固化成型所能达到的最小公差取决于激光的聚焦程度，通常是0.00125mm(0.0005in)。倾斜的表面也可以有很好的表面质量。
光固化法是第一个投人商业应用的RF（快速成型）技术。目前全球销售的SL（光固化成型）设备约占Rl'设备总数的70%左右。
SL（光固化成型）工艺优点是精度较高，一般尺寸精度控制在10. 1 mm；表面质量好，原材料的利用率接近100%，能制造形状特别复杂、特别精细的零件，设备的市场占有率很高。缺点是需要设计支撑，可以选择的材料种类有限，容易发生翘曲变形，材料价格较贵。
该工艺适合成型制造比较复杂的中小件。 3激光选区烧结（Selective Laser Sinering） 激光选区烧结（Selective Laser Sintering，简称SLS）是一种将非金属（或普通金属）粉末有选择地烧结成单独物体的工艺。
该法采用CO：激光器作为能源，目前使用的在加工室的底部装备了两个圆筒： 1）一个是粉末补给筒，它内部的活塞被逐渐地提升通过一个滚动机构给零件造型筒供给粉末； 2）另一个是零件造形筒，它内部的活塞（工作台）被逐渐地降低到熔结部分形成的地方。 首先在工作台上均匀铺上一层很薄（l00~200μm）的粉末，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，从而使粉末固化成截面形状，一层完成后工作台下降一个层厚，。
3.快速成型技术有哪些特点
快速成型技术的特点：1、制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用；2、原型的复制性、互换性高；3、制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越；4、加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般制造费用降低50%，加工周期节约70%以上；5、高度技术集成，可实现了设计制造一体化。
快速成型技术又称快速原型制造（Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM）技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，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，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。
即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。基本原理：快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。
1、从成形角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加。从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的几何信息，再与成形工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。
2、从制造角度看，它根据CAD造型生成零件三维几何信息，控制多维系统，通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。应用：1、在新产品造型设计过程中的应用快速成形技术为工业产品的设计开发人员建立了一种崭新的产品开发模式。
运用RPM技术能够快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的实物模型（样件），这不仅缩短了开发周期，而且降低了开发费用，也使企业在激烈的市场竞争中占有先机。2、在机械制造领域的应用由于RPM技术自身的特点，使得其在机械制造领域内，获得广泛的应用，多用于制造单件、小批量金属零件的制造。
有些特殊复杂制件，由于只需单件生产，或少于50件的小批量，一般均可用RPM技术直接进行成型，成本低，周期短。3、快速模具制造传统的模具生产时间长，成本高。
将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合，可以大大缩短模具制造的开发周期，提高生产率，是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。快速成形技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种，直接制模是指采用RPM技术直接堆积制造出模具，间接制模是先制出快速成型零件，再由零件复制得到所需要的模具。
4、在医学领域的应用近几年来，人们对RPM技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础，利用RPM技术制作人体器官模型，对外科手术有极大的应用价值。
5、在文化艺术领域的应用在文化艺术领域，快速成形制造技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。6、在航空航天技术领域的应用在航空航天领域中，空气动力学地面模拟实验（即风洞实验）是设计性能先进的天地往返系统（即航天飞机）所必不可少的重要环节。
该实验中所用的模型形状复杂、精度要求高、又具有流线型特性，采用RPM技术，根据CAD模型，由RPM设备自动完成实体模型，能够很好的保证模型质量。7、在家电行业的应用目前，快速成形系统在国内的家电行业上得到了很大程度的普及与应用，使许多家电企业走在了国内前列。
快速成形技术的应用很广泛，可以相信，随着快速成形制造技术的不断成熟和完善，它将会在越来越多的领域得到推广和应用。发展方向：从目前RPM技术的研究和应用现状来看，快速成型技术的进一步研究和开发工作主要有以下几个方面：1、开发性能好的快速成型材料，如成本低、易成形、变形小、强度高、耐久及无污染的成形材料。
2、提高RPM系统的加工速度和开拓并行制造的工艺方法。3、改善快速成形系统的可靠性，提高其生产率和制作大件能力，优化设备结构，尤其是提高成形件的精度、表面质量、力学和物理性能，为进一步进行模具加工和功能实验提供基础。
4、开发快速成形的高性能RPM软件。提高数据处理速度和精度，研究开发利用CAD原始数据直接切片的方法，减少由STL格式转换和切片处理过程所产生精度损失。
5、开发新的成形能源。6、快速成形方法和工艺的改进和创新。
直接金属成形技术将会成为今后研究与应用的又—个热点。7、进行快速成形技术与CAD、CAE、RT、CAPP、CAM以及高精度自动测量、逆向工程的集成研究。
8、提高网络化服务的研究力度，实现远程控制。
4.快速成型
一、快速成形技术的概念
快速成形，又称实体自由成型技术（Rapid Prototyping ，简称RP制造）：快速成型技术是基于离 散/堆积成型原理，在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。是将计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机数字控制（CNC）、激光、精密伺服驱动等先进技术和新材料集于一体，基于计算机三维实体造型，构成工件三维设计模型。在对三维模型进行处理后，形成截面轮廓信息，得到各层截面的二维轮廓图，并按照这些轮廓图，构成各个截面轮廓。随后利用快速成形机将各种材料按三维模型的截面轮廓信息进行扫描，对其进行分层切片，并进行分层自由成形，逐步顺序叠加成三维工件，并使材料粘结、固化、烧结，逐层堆积成为实体原型。
二、快速成形技术的主要技术特征
快速成型技术的主要技术特征是成型的快捷性，能高度柔性和高度集成地自动且精确地将设计思想（CAD模型）转变成一定功能的产品原型或直接制造零部件。该项技术不仅能缩短产品研制开发周期，减少产品研制开发费用，而且对迅速响应市场需求，提高企业核心竞争力具有重要作用。
三、快速成形技术的主要技术优点
1、大大缩短新产品研制周期，可使模型或模具制造时间缩短数倍甚至数十倍；
2、制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用；原型的复制性、互换性高，制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越，提高制造复杂、精密零件的能力；
3、加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般制造费用降低50%，加工周期节约70%以上；
4、及时发现产品设计错误并尽早更改，避免传统方法中待模具制造出来并批量生产后再进行修改所造成的损失，减少开发风险，提高成功率；高度技术集成，可实现设计制造一体化，支持并行工程的实施，使产品设计、样品制造、市场订货等工作能同步进行；
5、降低开模风险和新产品研发成本，与快速制模技术（RT）相结合可迅速实现单件及小批量生产，使新产品上市时间大大提前，迅速占领市场。
四、快速成形技术在工业领域的应用
1、制造产品样本。
2、转换技术：即采用快速制模（RT）、快速制造（RM）技术将快速成形产品样件转换成“最终”的制品。目前常用的快速制模方法有软模（硅胶模）、桥模（环氧树脂模）和硬模（金属模具）。
3、用快速成形系统制作电脉冲机床电极
4、车辆零件开发与试制；消费类产品开发与试制；玩具产品开发与试制；电子产品开发与试制；医疗产品研发和术前手术方案制定；文物和工艺品的复原与设计。
5.快速成型制造技术的实现方法有哪些
1、光固化成形（简称：SLA或AURO）光敏树脂为原料
2、熔融挤压成形（简称：FDM或MEM）ABS丝为原料
3、分层实体成形（简称：LOM或SSM）纸为原料
4、粉末烧结成形（简称：SLS或SLS）蜡粉为原料
光固化成形原理：
光固化成形是最早出现的快速成形工艺。其原理是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。这种液态材料在一定波长（x=325nm）和强度（w=30mw）的紫外光的照射下能迅速发生光聚合反应， 分子量急剧增大， 材料也就从液态转变成固态。
