快速成型技術(shù)現(xiàn)狀---[請教]

DrakeDu

有誰有關(guān)于中國現(xiàn)階段＂快速成型技術(shù)＂現(xiàn)狀的信息,，要是有的話,，幫助小弟下�,。,�,！

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介紹下啊�,�,！

一劍飄紅

最好也同時介紹一下國外的＂快速成型技術(shù)＂現(xiàn)狀。謝謝,！

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快速原型和快速制造領(lǐng)域發(fā)展和應(yīng)用的趨勢
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作者：清華大學(xué) 顏永年

縱觀當(dāng)前快速成形技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,，可明顯看出如下發(fā)展和應(yīng)用趨勢：
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& G, n% q0 I- r8 H, E由于大量的原創(chuàng)性發(fā)明來自于中小企業(yè)，針對他們的需求設(shè)計制造快速成形設(shè)備成為該領(lǐng)域的一個重要方向,。成形空間較小,、價格較低、可靠性更高,、操作簡便甚至無需培訓(xùn),、材料和運行費便宜成為適于中小企業(yè)應(yīng)用的RP設(shè)備所必備的條件。為此,，國內(nèi)外主要RP設(shè)備制造公司相繼推出新設(shè)備,，它們分別是Z Corporation公司的 Z310 plus、Stratasys 公司的Dimension系列和Prodigy plus,、北京太爾時代公司的太爾 Print 3D和太爾mini Print 3D等,。如太爾mini Print 3D，成形空間為130×130×130mm3,，使用材料為ABS塑料，顏色多種（如白,、紅,、黃等）、強度高,、彈性好,、操作簡便;一鍵打印，無需培訓(xùn);耗材僅為國外的1/2;設(shè)備小巧美觀,，無噪音和污染,，宜于辦公室使用;智能支撐，支撐易剝離;軟件ModelWizard功能強大,。

特種性能金屬材料關(guān)鍵件的直接快速制造是快速成形技術(shù)發(fā)展的另一重要趨勢,，其特征：（1）成形材料為特種性能金屬材料（鈦、鎢及高溫合金）；（2）直接得到功能零件,；（3）主要應(yīng)用于航天,、國防、醫(yī)療等領(lǐng)域,。成形方法有三種：（1）激光選區(qū)燒結(jié)和熔化技術(shù)（SLS,、SLM）；（2）激光熔覆快速制造技術(shù)（LENS,、DMD,、LAM、DLF等）,；（3）電子束選區(qū)熔化技術(shù)（EBSM,、EBM）。激光燒結(jié)的成形件強度不夠高,，而激光熔覆則強度高,，但功率大（≥2KW）。電子束選區(qū)熔化技術(shù)具有能量利用率高,、可成形材料廣泛,、真空環(huán)境無污染、成形速度快等特點,，正受到更多的關(guān)注和研究,。
4 i7 ^9 n0 ^" e8 s" i8 S0 C% q9 ]微納米加工正成為快速制造的新領(lǐng)域，日本大阪大學(xué)我國學(xué)者將雙光子吸收與光固化RP相結(jié)合,，用非線性方法獲得了尺寸小于光學(xué)亞衍射限,，達到120nm的微結(jié)構(gòu)，完成了“納米�,！�,。美國University of Illinois將微筆噴射與RP相結(jié)合，成型網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu),，絲徑為0.5～5.0μm 清華大學(xué)利用激光捕獲粒子或者細(xì)胞,，與RP相結(jié)合，進行微米級結(jié)構(gòu)堆積成型,。
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0 W' R+ _, |+ W鑄造工業(yè)是快速制造發(fā)展的老領(lǐng)域,，近幾年成績頗豐。目前主要有基于微滴噴射的RP鑄型制造和基于激光束的RP鑄型制造兩大類,，前者的研究單位有清華大學(xué)和佛山峰華公司的無木模鑄型制造技術(shù)（PCM）和美國ProMetal公司的快速鑄型制造技術(shù)（RST）,；后者主要有我國華中科技大學(xué)和北京隆源公司及德國EOS公司的覆膜砂激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)（Direct Cast）。PCM技術(shù)成本低,、無需木模,，型,、芯同時成形、無起模斜度,、易于制造含自由曲面的大型鑄型（≈1500mm）,，而Direct Cast易達到較高的精度，鑄型尺寸�,。ㄒ话阈∮�500mm）,，成本較高，能量利用效率低,。

) H9 y% G1 i' d' D1 R( X: [隱形牙畸正領(lǐng)域正在成為快速制造應(yīng)用的重要領(lǐng)域,。北京時代天使生物科技有限公司采用CXM-I型牙頜石膏模型層析設(shè)備和Auro-350光固化設(shè)備（北京殷華公司制造）和牙頜畸形過程計算機輔助診斷與矯治設(shè)計系統(tǒng)（OrthoDS，清華大學(xué)激光快速成形中心開發(fā)）完成研發(fā),，并投入運營,。

. m) Q/ @  O& T" N生物材料快速制造是發(fā)展極快的RP新領(lǐng)域。清華大學(xué)開發(fā)的低溫沉積制造LDM工藝將快速成形的離散-堆積原理與熱致相分離法相結(jié)合完成具有精細(xì)分級結(jié)構(gòu)的組織工程支架低溫下成形,，保持了生物材料的活性,。采用LDM工藝完成了孔隙率達90％的聚酯-磷酸鈣骨支架，與第四軍醫(yī)大學(xué)合作,，進行了大段骨的損傷修復(fù)和大段人工骨誘導(dǎo)羊腰椎椎體間脊柱融合,。多分支多層血管支架研究的進展也是生物材料RP成形技術(shù)的成就之一。
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基于RP工藝,，清華大學(xué)于2003和2005年分別完成第一代和第二代細(xì)胞三維受控組裝機,，多種類型的細(xì)胞及仿生外基質(zhì)材料在計算機控制下，按設(shè)計的結(jié)構(gòu)被排布成一種特殊的（合適的）空間結(jié)構(gòu),，形成類組織前體,，經(jīng)培養(yǎng)而發(fā)育成具有特定生理、生化和力學(xué)功能的組織,。細(xì)胞三維受控組裝技術(shù),，是構(gòu)建復(fù)雜組織器官、生物傳感器和微生理系統(tǒng)的重要前沿技術(shù),。 (end)

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快速成形法(Rapid PrototyPing,，又稱為快速出樣件技術(shù)或快速原型法)是國外80年代中后期發(fā)展起來的一種新技術(shù)，它與虛擬制造技術(shù)(Virtual Manufacturing)一起,，被稱為未來制造業(yè)的兩大支柱技術(shù),�,？焖俪尚渭夹g(shù)對縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期,，降低開發(fā)費用具有極其重要的意義，有人稱快速成形技術(shù)是繼NC技術(shù)后制造業(yè)的又一次革命,。目前RP技術(shù)已成為各國制造科學(xué)研究的前沿學(xué)科和研究焦點,。
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+ e: x' Y) p- M/ \+ }圖1 快速成形法原理


% T/ ~4 E, F" S( `& T0 |4 p( x圖2 快速成形法與反求工程

一,、快速成形法的基本原理

0 d7 Z) t! J# x  W, o1 f  v8 f快速成形技術(shù)是綜合利用CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù),、激光加工技術(shù)和材料技術(shù)實現(xiàn)從零件設(shè)計到三維實體原型制造一體化的系統(tǒng)技術(shù),。它采用軟件離散一材料堆積的原理實現(xiàn)零件的成形，如圖2-3-1所示,。 具體過程如下：首先利用高性能的CAD軟件設(shè)計出零件的三維曲面或?qū)嶓w模型,；再根據(jù)工藝要求，按照一定的厚度在Z向(或其它方向)對生成的CAD模型進行切面分層,，生成各個棱面的三維平面信息,；然后對層面信息進行工藝處理，選擇加工參數(shù),，系統(tǒng)自動生成刀具移動軌跡和數(shù)控加工代碼,；再對加工過程進行仿真，確認(rèn)數(shù)控代碼的正確性,；然后利用數(shù)控裝置精確控制激光束或其它工具的運動,，在當(dāng)前工作層(三維)上采用輪廓掃描，加工出適當(dāng)?shù)慕孛嫘螤�,；再鋪上一層新的成形材料,，進行下一次的加工，直至整個零件加工完畢,�,？梢钥闯觯�快速成形技術(shù)是個由三維轉(zhuǎn)換成二維(軟件離散化),，再由二維到三維(材料堆積)的工作過程,。
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  l- Q1 @, d/ j9 L; p快速原型法不僅可用于原始設(shè)計中快速生成零件的實物，也可用來快速復(fù)制實物(包括放大,、縮小,、修改和復(fù)制)。其工作原理是,，用三維數(shù)字化儀采集三維實物信息,，在計算機中還原生成實物的三維模型，必要時用三維CAD軟件進行修改和縮放,，然后進行三維離散化并送到成型機生成實物,。整個過程如圖2-3-2所示。
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圖3 LSL快速成形技術(shù)工作原理
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5 L7 d" S: x$ s4 \* Y' v; H二,、快速成形技術(shù)的主要工藝方法

LSL(Laser Stero Lithography)法 LSL法是以各類樹脂為成形材料,，以氦-鎘激光器為能源，以樹脂受熱固化為特征的快速成形方法,。具體做法是,，由CAD系統(tǒng)設(shè)計出零件的三維模型,，然后分屬設(shè)定工藝參數(shù)，由數(shù)控裝置控制激光束的掃描軌跡,。當(dāng)激光束照射到液態(tài)樹脂時,，被照射的液態(tài)樹脂固化。當(dāng)一層加工完畢后,，就生成零件的一個截面,，然后移動工作臺。加上一層新的樹脂,，進行第二層掃描,，第二層就牢固地粘貼到第一層上，就這樣一層一層加工直至整個零件加工完畢,。圖3表示了LSL快速成形技術(shù)工作原理,。
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+ y4 G/ X: D7 ^' e7 I) f, [% {# jLOM(Laminated Object Manufacturing)法 LOM法的特點是以片材(如紙片、塑料薄膜或復(fù)合材料)為材料,，利用CO2激光器為能源,，用激光束切割片材的邊界線，形成某一層的輪廓,。各層間的粘接利用加熱,、加壓的方法，最后形成零件的形狀,。該方法的特點是材料廣泛,，成本低。

SLS(Selective Laser Sintering)法 SLS法采用各種粉末(金屬,、陶瓷,、蠟粉、塑料等)為材料,，利用滾子鋪粉,，用CO2高功率激光器對粉末進行加熱，直至燒結(jié)成塊,。利用該方法可以加工出能直接使用的金屬件,。
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FDM(Fused Deposition Modeling)法 該方法使用蠟絲為原料，利用電加熱方式將蠟絲熔化成蠟液,，蠟液由噴嘴噴到指定的位置固化,。一層層地加工出零件，該方法污染小,，材料可以回收,。

三、快速成形法的特點和適用范圍

快速成形法具有下列特點和優(yōu)點：
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4 x. r# E1 ^/ z3 B更適合于形狀復(fù)雜的,、不規(guī)則零件的加工,；
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+ W- }& k- V; g0 {8 g5 |! }減少了對熟練技術(shù)工人的需求；
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沒有或極少廢棄材料,，是一種環(huán)保型制造技術(shù),；
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成功的解決了計算機輔助設(shè)計中三維造型“看得見，摸不著”的問題,；

系統(tǒng)柔性高,，只需修改CAD模型就可生成各種不同形狀的零件；

技術(shù)集成,，設(shè)計制造一體化,；
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具有廣泛的材料適應(yīng)性；

不需要專用的工裝夾具和模具,，大大縮短新產(chǎn)品試制時間,；

零件的復(fù)雜程度與制造成本關(guān)系不大。
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' M1 Q- A. y2 [/ s9 S' Z2 R8 ~以上特點決定了快速成形法主要適合于新產(chǎn)品開發(fā),，快速單件及小批量零件制造,，復(fù)雜形狀零件的制造，模具設(shè)計與制造,，也適合于難加工材料的制造,，外形設(shè)計檢查，裝配檢驗和快速反求工程等,。 (end)

天氣

幫你下了點,，壓縮了,，包含的內(nèi)容見圖片，希望你能對你有所幫助

天氣

真郁悶，剛剛壓縮軟件壞了,，還好又下了個好用的,。。

chenanok

個人不喜歡FDM,做出來的東西太粗糙,后續(xù)的加工太麻煩.特別是小件更加難.

憨老馬

天氣大蝦真是一位稱職的斑竹啊,！向您學(xué)習(xí),。

zjs19802002

目前國內(nèi)的激光快速成型技術(shù)還在摸索階段。

rijintech

唉,，我99年的畢業(yè)論文就是快速成型技術(shù),，并設(shè)計了原型機呢,，不爭氣啊，
現(xiàn)在好像除了軟件處理方面稍有一點進步,，還是老樣子,。
. q+ |& a( v( g* ?% {1 n& q想想心痛。

( E7 H: |2 X6 @中國人很多項目熱衷關(guān)注,，缺少專注,。