快速成型技术研究发展现状及其应用前景.pdfVIP

维普资讯 第 1；卷 第 3期 山 东 工 程 学 院 学 报 Vo】．15．No 3 2001年 9月 JournalofShandongInstitute0fTechnology se口t ／2001 快速成型技术研究发展现状及其应用前景 杨思一 尹 占民 仪垂杰 张开 旺 山东工程学院 ，山东淄博 255012 摘要 综合论述 了快速成型技术的国内外研究发展概况 ，介绍了快速成 型技术的几种主 要成型方法，并对其优缺点进行 了比较，着重介绍 了快速成型技术在新产品开发过程中和模具 制造过程 中的应用，展示 了其发展应用前景 。 关键词 快速成型技术，先进制造技术 ，快速制模 中图分类号：TH16 文献标识码 ：A 前 言 快速成型(rapidprototyping，RP)技术是在计算机技术 、数控技术 、激光技术和新材料的基础上发展起 来的一种先进制造技术 。它具备如下特点：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；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 5O ，加工周期缩短 70 以上；高度技术集成 ，实现了设计制造一体化 ；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 ，因而 ，得到广泛应用 快速成型技术 自8o年代问世以来 ，在成型系统、材料方面 有了长足的进步 ，同时推动了快速制模技术 (rapidtooling，RT)和快速制造技术 (rapidmanufacturing，RM) 的发展。近年来 ，该技术在工业造型、制造、建筑 、艺术 、医学、航空、航天、考古和影视等领域得到迅速 良好 应用。[ 1 快速成型技术的国内外发展现状 快速成型技术是一种用材料逐层或逐点堆积出制件的制造方法 分层制造三维物体的思想雏形 ，最早 出现在制造技术并不发达的19世纪 早在 1892年．Blanther主张用分层方法制作三维地图模型。1979年 东京大学的中川成雄教授，利用分层技术制造了金属冲裁模、成型模和注塑模。光刻技术的发展对现代 RP 技术的出现起到了催化作用。 2O世纪 7O年代末到 8O年代初期 ，美国3M 公司的AlanJ．Hebert(1978年)、日本 的小玉秀男(1980 年)、美国UvP公司的CharlesW．Hull(198B年)和 日本 的丸谷洋二 (1983年)，在不 同的地点各 自独立地 提 出了RP的概念，即利用连续层的选区固化产生三维实体的新思想。CharlesW．Hull在UVP的继续支持 下 ，完成了一个能 自动建造零件的称之为stemIiIhographyApparatus(SIA)的完整系统sIA一1，1986年 该系统获得专利，这是RP发展的一个里程碑 。同年，CharlesW．Hull和UVP的股东们一起建立 了3DSys— teN公司，随后许多关于快速成型的概念和技术在 3DSystem公司中发展成熟 。与此同时，其它的成型原 理及相应的成型机也相继开发成功 。1984年MichaelFeygin提出了分层实体制造 (IaminatedObjectMan— ufaeturing，IOM)的方法，并于 1985年组建Hel[sys公司，1990年前后开发了第一台商业机型 I0M一 1015。1986年 ，美国Texas大学的研究生C．I)eekard提 出了SelectiveLasersinteri“g(sLs)的思想 ，稍后组 建了DTM 公司，于 1992年开发了基于SIS的商业成型机(Sinterstation)。ScottCrump在 1988年提出 收文 日期 ：2o01—06—05 作者简彳r：杨思 I962--)一男(投)，山衷冠县人．山东工程学院机械学院教授t主要从事材料加工工程和先进制造技术研究 维普资讯 第 3期 杨思一等：快速成型技术研究发展现状及其应用前景 15