快速成型技术的发展及关键技术.docxVIP

摘要　成形材料的开发应用,可提升成形质量、拓宽原型应用的领域、开发新的成形工艺.软件是快速成形技术的灵魂,第三方软件介入是当前快速成形技术软件开发的一个明显趋势.基于快速成形思想的各种新的工艺方法、研究与工艺装备开发,以及桌面化设备和功能原型成形设备的开发,是新的快速成形设备研制的两大趋势.关键词　快速成形,成形材料,软件技术,工艺装备Abstract　By developing and applying material of forming or shaping, forming quality can be promoted, prototype appli-cation can be broadened, and new RP process can be developed. Software is the core of rapid prototyping technology. Thefield of rapid prototyping technology where commercial software involved is an obvious trend of software technique development at present. The research on various new technological method and technological equipment based on the principleof rapid prototyping as well as the development of desktop equipment and functionalizing equipment, are two R D bigtrends in developing new RP equipment.Keywords　rapid prototyping, forming material, software technique, process equipment引言快速成形制造(RPM)是20世纪80年代末、90年代初由美国开发的高新制造技术,其重要意义可与数控(CNC)技术相比。该技术采用材料累加的新成形原理,直接通过CAD数据制成三维实体模型。这一技术不需要传统的机床、夹具、刀具,便可快速而精密地制造出任意复杂形状的零件模型,从而实现了“自由制造”。快速成形出现给工业产品的造型开发、工艺品的模型设计提供了最为便捷的制造工具,使产品的开发速度数十倍地提高。而且越是复杂结构的物体,其制造速度提高越显著。1快速成形技术的国内外研究现状快速成形技术(Rapid Prototyping Technology,以下简称RP技术)是20世纪80年代中后期发展起来的一项新兴的先进制造技术,其核心思想是基于降维离散的方法,把任意复杂的三维实体通过切片处理,转换为二维平面的制造和沿成形方向做一维的层片叠加,实现物理原型的快速制造.我国快速成形技术自20世纪世纪90年代初开始发展,西安交通大学、北京隆源公司等院校和企业在典型的快速成形设备、软件、材料等方面的研究和产业化方面的获得了重大进展。随后国内许多高校和研究机构也开展了相关研究,重点在金属成形方面开展研究。我国快速成形技术的研究工作基本与国际同步。在快速成形技术新设备研发和应用方面我国则落后于国外。由于我国在这方面的投入少,企业的应用开发能力弱,故相对于欧美国家,在新技术的开发上已显落后。在应用上,我们许多行业缺少后续技术研发,例如在快速制造的原型向模具和功能零件转化方面没有形成系统技术体系,企业没有很好地将此技术应用在产品开发方面。国外快速成形技术在航空领域超过8%的应用量,而我国在这方面的应用量则非常低。快速成形尤其适合于航空航天产品中的零部件单件小批量的制造,具有成本低和效率高的优点。国外在航空航天器的研制中不断尝试应用快速成形技术,显示出了巨大发展潜力。在我国重大的专项研究和航空航天事业发展中,快速成形这一技术都有广泛的用途。因此,通过“产学研用”结合,通过不断与企业合作,拓展应用领域,将是快速成形制造技术发展的根本方向。2快速成型系统的构成和原理2.1　系统构成快速成型系统主要由硬件和软件两部分组成。其中,硬件由工业控制计算机、激光选区烧结器、光路及其扫描系统、成型室及送料室组成;软件由操作系统、CAD软件、CAD切层软件、激光选区烧结控制软件等组成。（一）快速成型技术的原理快速成型技术是将计算机技术、CAD、机械工程、数控技术、检测技术、激光技术和材料科学等集合为一体的高新技术。近年来，该技术在国内外得到了迅速的发展，并将成为21世纪制造业的重要组成部分。其原理是根据对三维CAD电子模型进行分层切片处理，得到一