逆向工程与快速成型技术应用作者陈雪芳孙春华编第4章快速成型技术的原理和工艺课件.pptVIP

第4章 快速成型技术的原理和工艺 4.1 快速成型的概念和特点 4.2 快速成型制造的分类 4.2 快速成型技术的应用 4.3 快速成型技术的研究现状及发展趋势 4.1 快速成型的概念和特点 4.1.1 快速成型制造的基本概念 4.1.2 快速成型的过程 4.1.3 快速成型技术的特点 物体成型有四种基本方式 去除成形 受迫成形 堆积成形 生长成形 去除成型： 运用分离的方法，把一部分材料有序地从基体上分离出去而成型的方法。 传统的车、铣、刨、磨、钻、电火花加工、激光切割等都属于去除成型。是目前最主要的成型方式。 受迫成型： 利用材料的可成型性在特定的外界约束（边界约束或外力约束）下成型。 传统的锻压、铸造、粉末冶金等都属于受迫成型。多用于毛坯制造。但也有直接用于最终零件成型，精密铸造、精密锻造属净成型或近净成型。 堆积成型： 把材料（气、液、固相）有序地堆积起来的成型。RP属于堆积成型（先离散再堆积）近净成型工艺。 生长成型： 利用材料的活性进行成型的方法。自然界中的生物（植物、动物）个体发育均属于生长成型。这是最高层次的成型方法。  快速成型基于离散/堆积的思想，将一个物理实体复杂的三维加工，离散成一系列二维层片,然后逐点、逐面进行材料的堆积成型。 是一种降维制造或者称增材制造技术。 4.1.3 快速成型技术的特点 2）快速原型产品单价与原型的复杂程度和原型的数量均无关 2）高度柔性。成型过程无需专用工具或夹具，通过对CAD模型的修改重组就可获得新零件的设计和加工信息 。 3）快速性。从CAD设计到原型(或零件)加工完毕，只需几十分钟至几十小时 4）成形过程中信息过程和材料过程的一体化，尤其适合成形材料为非均质的原型。 5）CA技术的高度集成。 集成了CAD、CAM、CNC、激光、材料等技术。与反求工程（RE）、网络技术等结合，成为产品开发的有力工具。 4.2 快速成型制造的分类 4.3 快速成型技术的应用 4.3.1 快速成型在新产品开发中的应用 4.3.2 快速成型在模具制造中的应用 4.3.3 快速成型在快速铸造中的应用 4.3.4 快速成型在艺术领域的应用 4.3.5 快速成型在医学领域的应用 4.3.1快速成型在新产品开发中的应用 在现代产品设计中，设计手段日趋先进，计算机辅助设计使得产品设计快捷、直观，但由于软件和硬件的局限，设计人员仍无法直观地评价所设计产品的效果和结构的合理性以及生产工艺的可行性。每一个设计环节都可能存在着一些人为的设计缺陷，如果不及早发现就会影响后续工作。RP 原型将CAD 数字模型可视化，可以进行设计评价、干涉检验，甚至某些功能测试，将设计缺陷消灭在初步设计阶段，减少损失。 1. 概念模型的可视化、零件的观感评价 2. 结构设计验证与装配效验 3. 性能和功能测试 4.3.2 RP在模具制造中的应用 快速模具制造技术(Rapid Tooling ,简称RT)是用快速成型工艺及相应的后续加工，来快速制作模具的技术。 1. 可以根据CAD 模型直接将复杂的型腔曲面制造出来。 2. 在最终生产模具开模之前进行新产品试制与小批量生产，可以大大提高产品开发的一次成功率,节约开发费用 3. 制造周期仅为原来的1/3～1/10 左右,生产成本仅为原来的1/3～1/5 4.3.2 RP在模具制造中的应用 利用快速原型技术制造快速模具可以分为直接模具制造与间接模具制造两大类。主要用于制造塑料模、冲压模和铸模等。把熔模铸造、喷涂法、陶瓷模法、研模法、电铸法等先进模具制造技术和快速原型制造结合起来，就可以快速地制造出各种简易模具和永久性钢模来。 直接模具 指的是利用不同类型的快速原型技术直接制造出模具本身，然后进行一些必要的后处理和机加工以获得模具所要求的机械性能、尺寸精度和表面粗糙度。直接快速模具制造是用SLS、FDM、LOM、3DP等工艺直接制造出树脂模、陶瓷模、金属模等模具。 间接快速制模 指利用快速原型制造技术首先制作模芯，然后用此模芯复制硬模具(如铸造模具)，或采用喷涂金属法获得轮廓形状，或者制作母模复制软模具（如硅胶模）等。对快速原型制造技术得到的原型表面进行特殊处理后代替木模，直接制造石膏型或陶瓷型，或是由原型经硅橡胶模过渡转换得到石膏型或陶瓷型，再由石膏型或陶瓷型浇注出金属模。 举例：硅橡胶模快速模具制造 优点： 硅胶模具有很好的弹性、复印性和一定的强度, 便于脱模，能够制作结构复杂、花纹精细、无拔模斜度甚至具有倒拔模斜度以及具有深凹槽类的零件，制作浇注完成后均可直接取出 。 硅橡胶可用作