快速成型技术现状---[请教]

DrakeDu

有谁有关于中国现阶段＂快速成型技术＂现状的信息，要是有的话，帮助小弟下啊！！

介绍下啊！！

一剑飘红

最好也同时介绍一下国外的＂快速成型技术＂现状。谢谢！

天气

快速原型和快速制造领域发展和应用的趋势

作者：清华大学 颜永年
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纵观当前快速成形技术发展现状，可明显看出如下发展和应用趋势：

; `# k1 S' L7 {* K( e由于大量的原创性发明来自于中小企业，针对他们的需求设计制造快速成形设备成为该领域的一个重要方向。成形空间较小、价格较低、可靠性更高、操作简便甚至无需培训、材料和运行费便宜成为适于中小企业应用的RP设备所必备的条件。为此，国内外主要RP设备制造公司相继推出新设备，它们分别是Z Corporation公司的 Z310 plus、Stratasys 公司的Dimension系列和Prodigy plus、北京太尔时代公司的太尔 Print 3D和太尔mini Print 3D等。如太尔mini Print 3D，成形空间为130×130×130mm3，使用材料为ABS塑料，颜色多种（如白、红、黄等）、强度高、弹性好、操作简便;一键打印，无需培训;耗材仅为国外的1/2;设备小巧美观，无噪音和污染，宜于办公室使用;智能支撑，支撑易剥离;软件ModelWizard功能强大。
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特种性能金属材料关键件的直接快速制造是快速成形技术发展的另一重要趋势，其特征：（1）成形材料为特种性能金属材料（钛、钨及高温合金）；（2）直接得到功能零件；（3）主要应用于航天、国防、医疗等领域。成形方法有三种：（1）激光选区烧结和熔化技术（SLS、SLM）；（2）激光熔覆快速制造技术（LENS、DMD、LAM、DLF等）；（3）电子束选区熔化技术（EBSM、EBM）。激光烧结的成形件强度不够高，而激光熔覆则强度高，但功率大（≥2KW）。电子束选区熔化技术具有能量利用率高、可成形材料广泛、真空环境无污染、成形速度快等特点，正受到更多的关注和研究。
微纳米加工正成为快速制造的新领域，日本大阪大学我国学者将双光子吸收与光固化RP相结合，用非线性方法获得了尺寸小于光学亚衍射限，达到120nm的微结构，完成了“纳米牛”。美国University of Illinois将微笔喷射与RP相结合，成型网状三维结构，丝径为0.5～5.0μm 清华大学利用激光捕获粒子或者细胞，与RP相结合，进行微米级结构堆积成型。
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铸造工业是快速制造发展的老领域，近几年成绩颇丰。目前主要有基于微滴喷射的RP铸型制造和基于激光束的RP铸型制造两大类，前者的研究单位有清华大学和佛山峰华公司的无木模铸型制造技术（PCM）和美国ProMetal公司的快速铸型制造技术（RST）；后者主要有我国华中科技大学和北京隆源公司及德国EOS公司的覆膜砂激光选区烧结技术（Direct Cast）。PCM技术成本低、无需木模，型、芯同时成形、无起模斜度、易于制造含自由曲面的大型铸型（≈1500mm），而Direct Cast易达到较高的精度，铸型尺寸小（一般小于500mm），成本较高，能量利用效率低。
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$ R( e0 Z' I) _8 L3 {2 q隐形牙畸正领域正在成为快速制造应用的重要领域。北京时代天使生物科技有限公司采用CXM-I型牙颌石膏模型层析设备和Auro-350光固化设备（北京殷华公司制造）和牙颌畸形过程计算机辅助诊断与矫治设计系统（OrthoDS，清华大学激光快速成形中心开发）完成研发，并投入运营。

生物材料快速制造是发展极快的RP新领域。清华大学开发的低温沉积制造LDM工艺将快速成形的离散-堆积原理与热致相分离法相结合完成具有精细分级结构的组织工程支架低温下成形，保持了生物材料的活性。采用LDM工艺完成了孔隙率达90％的聚酯-磷酸钙骨支架，与第四军医大学合作，进行了大段骨的损伤修复和大段人工骨诱导羊腰椎椎体间脊柱融合。多分支多层血管支架研究的进展也是生物材料RP成形技术的成就之一。
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- Y3 u( ^6 Z9 [基于RP工艺，清华大学于2003和2005年分别完成第一代和第二代细胞三维受控组装机，多种类型的细胞及仿生外基质材料在计算机控制下，按设计的结构被排布成一种特殊的（合适的）空间结构，形成类组织前体，经培养而发育成具有特定生理、生化和力学功能的组织。细胞三维受控组装技术，是构建复杂组织器官、生物传感器和微生理系统的重要前沿技术。 (end)

天气

快速成形法(Rapid PrototyPing，又称为快速出样件技术或快速原型法)是国外80年代中后期发展起来的一种新技术，它与虚拟制造技术(Virtual Manufacturing)一起，被称为未来制造业的两大支柱技术。快速成形技术对缩短新产品开发周期，降低开发费用具有极其重要的意义，有人称快速成形技术是继NC技术后制造业的又一次革命。目前RP技术已成为各国制造科学研究的前沿学科和研究焦点。

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2 q2 U6 c4 o0 K) G图1 快速成形法原理


图2 快速成形法与反求工程

+ r! _3 y- d- n' F! d一、快速成形法的基本原理
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快速成形技术是综合利用CAD技术、数控技术、激光加工技术和材料技术实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。它采用软件离散一材料堆积的原理实现零件的成形，如图2-3-1所示。 具体过程如下：首先利用高性能的CAD软件设计出零件的三维曲面或实体模型；再根据工艺要求，按照一定的厚度在Z向(或其它方向)对生成的CAD模型进行切面分层，生成各个棱面的三维平面信息；然后对层面信息进行工艺处理，选择加工参数，系统自动生成刀具移动轨迹和数控加工代码；再对加工过程进行仿真，确认数控代码的正确性；然后利用数控装置精确控制激光束或其它工具的运动，在当前工作层(三维)上采用轮廓扫描，加工出适当的截面形状；再铺上一层新的成形材料，进行下一次的加工，直至整个零件加工完毕。可以看出，快速成形技术是个由三维转换成二维(软件离散化)，再由二维到三维(材料堆积)的工作过程。
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9 D1 @  K7 q" L$ m快速原型法不仅可用于原始设计中快速生成零件的实物，也可用来快速复制实物(包括放大、缩小、修改和复制)。其工作原理是，用三维数字化仪采集三维实物信息，在计算机中还原生成实物的三维模型，必要时用三维CAD软件进行修改和缩放，然后进行三维离散化并送到成型机生成实物。整个过程如图2-3-2所示。

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图3 LSL快速成形技术工作原理

% Q1 j. c6 ]3 a二、快速成形技术的主要工艺方法

LSL(Laser Stero Lithography)法 LSL法是以各类树脂为成形材料，以氦-镉激光器为能源，以树脂受热固化为特征的快速成形方法。具体做法是，由CAD系统设计出零件的三维模型，然后分属设定工艺参数，由数控装置控制激光束的扫描轨迹。当激光束照射到液态树脂时，被照射的液态树脂固化。当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面，然后移动工作台。加上一层新的树脂，进行第二层扫描，第二层就牢固地粘贴到第一层上，就这样一层一层加工直至整个零件加工完毕。图3表示了LSL快速成形技术工作原理。
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8 s0 [) ?7 f/ ]4 ^" Q: R* dLOM(Laminated Object Manufacturing)法 LOM法的特点是以片材(如纸片、塑料薄膜或复合材料)为材料，利用CO2激光器为能源，用激光束切割片材的边界线，形成某一层的轮廓。各层间的粘接利用加热、加压的方法，最后形成零件的形状。该方法的特点是材料广泛，成本低。

9 N8 V, C5 f5 {# a. y) l; V$ I% zSLS(Selective Laser Sintering)法 SLS法采用各种粉末(金属、陶瓷、蜡粉、塑料等)为材料，利用滚子铺粉，用CO2高功率激光器对粉末进行加热，直至烧结成块。利用该方法可以加工出能直接使用的金属件。
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, R  b( J/ e1 ^& v# {/ {: N7 @% BFDM(Fused Deposition Modeling)法 该方法使用蜡丝为原料，利用电加热方式将蜡丝熔化成蜡液，蜡液由喷嘴喷到指定的位置固化。一层层地加工出零件，该方法污染小，材料可以回收。
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三、快速成形法的特点和适用范围

. D& I# \2 o3 E+ {0 ?0 |快速成形法具有下列特点和优点：
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6 e1 t6 d7 H: M' O更适合于形状复杂的、不规则零件的加工；

( {) g  E2 \. Z- g7 U减少了对熟练技术工人的需求；

) Y4 Y+ S0 |% C' Q: d& A6 i' l没有或极少废弃材料，是一种环保型制造技术；

成功的解决了计算机辅助设计中三维造型“看得见，摸不着”的问题；
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) z6 |- W% y+ ^7 x/ \系统柔性高，只需修改CAD模型就可生成各种不同形状的零件；

技术集成，设计制造一体化；

/ ]9 f' o' ^( h4 J' E9 l具有广泛的材料适应性；
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不需要专用的工装夹具和模具，大大缩短新产品试制时间；
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零件的复杂程度与制造成本关系不大。
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* T+ a/ V! u) i' Y. X' X6 j以上特点决定了快速成形法主要适合于新产品开发，快速单件及小批量零件制造，复杂形状零件的制造，模具设计与制造，也适合于难加工材料的制造，外形设计检查，装配检验和快速反求工程等。 (end)

天气

帮你下了点，压缩了，包含的内容见图片，希望你能对你有所帮助

天气

真郁闷，刚刚压缩软件坏了，还好又下了个好用的。。

chenanok

个人不喜欢FDM,做出来的东西太粗糙,后续的加工太麻烦.特别是小件更加难.

憨老马

天气大虾真是一位称职的斑竹啊！向您学习。

zjs19802002

目前国内的激光快速成型技术还在摸索阶段。

rijintech

唉，我99年的毕业论文就是快速成型技术，并设计了原型机呢，不争气啊，
' f$ \# k0 Q, B; |+ I' U$ J现在好像除了软件处理方面稍有一点进步，还是老样子。
+ w* z4 l  o6 S$ T# Q$ s: y  o6 ~想想心痛。

, ^+ }( a% o; ~* X9 x* [7 g中国人很多项目热衷关注，缺少专注。