快速成形技术原理及应用实例.pdf

第9卷第3期湖南工业职业技术学院学报Vol19No13
2009年6月JOURNALOFHUNANINDUSTRYPOLYTECHNICJun12009

快速成形技术原理及应用实例

张国平
(湖南机电职业技术学院,湖南长沙410151)

[摘要]快速成形技术是一种全新的制造技术。文章介绍了快速成形技术的基本原理,提出了快速成形技术的特点以及几种典
型的快速成形工艺。在人工骨骼制造中,多种快速成形工艺得到了应用与实践。
[关键词]快速成形技术;人造骨骼
[中图分类号]TH122[文章标识码]A[文章编号]1671-5004(2009)03-001-03

ThePrincipleofRapidPrototypingTechnologyandAPracticalApplication
ZHANGGuo-ping
(HunanMechanical&ElectricalCollegeoftechnology,Changsha410151,Hunan)
[Abstract]RapidPrototypingTechnology(RPT)isanewmanufacturingtechnology.WefirstdescribetheprincipleofRPT,thenpresentthe
featuresofRPTanddiscussedthetypicalRapidPrototypingProcesses.ThegeneralRapidPrototypingProcesseshaveappliedinartificialboneman2
ufacturing.
[Keywords]rapidprototypingtechnology(RPT);artificialbone

年代出现的新型技术,是面向设计(产品开发)的制造技术。
一、引言
RP技术是基于离散、堆积成形原理的新型数字化成形技术。
从90年代开始,市场环境发生了巨大变化。一方面表现它将CAD、CAM、计算机辅助控制(CNC)、精密伺服驱动和新
为消费者需求日趋主体化、个性化和多样化;另一方面则是产材料等先进技术集成于一体,由CAD模型直接驱动的快速制
品制造商们都着眼于全球市场的激烈竞争。面对市场,不但要造复杂形状三维物理实体技术的总称。首先,采用CAD软件
很快地设计出符合人们消费需求的产品,而且必须很快地生设计出所需零件的计算机三维曲面或实体模型(数字模型或
产制造出来,抢占市场。制造业的经营战略已从过去的“规模称电子模型);然后根据工艺要求,按照一定的规则将该模型
效益第一”、“价格竞争第一”转变为“市场响应速度第一”,时离散为一系列有序的单元,一般在Z向将其按一定厚度进行
间因素被提到了首要地位。因此,面对一个迅速变化且无法预离散(习惯称为分层),把原来的三维电子模型变成一系列的
料的买方市场,以往传统的大批量生产模式对市场的响应就二维层片;再根据每个层片的轮廓信息,进行工艺规划,选择合
显得越来越迟缓与被动。快速响应市场需求,己成为制造业发
展的重要走向。
为此,这些年来工业化国家一直在不遗余力地开发先进
制造技术,以提高制造工业的发展水平,以便在激烈的全球竞
争中占有一席之地。与此同时,计算机、微电子、信息化、自动
图1快速成型系统的工作流程
化、新材料和现代化企业管理技术的发展日新月异,产生了一
Figure1SystematicjobofRPtechnologicalprocess
批新的制造技术和制造模式,制造工程与科学取得了前所未
适加工参数,自动生成数控代码;最后,由成形机接受控制指
有成就。快速成形(RP)技术正是在这种需求下迅速发展起来
令,按照这些指令,激光束选择性地固化一层的液态树脂(或
的一种全新的制造技术。它将传统的“去除”加工法(由毛坯
切割一层纸、烧结一层塑料或喷头选择性地向材料喷射粘结
切去多余材料形成零件)改为“堆积”加工法(将材料逐层堆积
剂等)制造一系列层片,并自动将它们联接起来,得到一个三
形成零件),快速成形技术的发展,使得产品设计、制造的周期
维物理实体。然后对完成的三维产品进行必要的后处理,如深
大大缩短,提高了产品设计、制造的一次成品率,降低产品开发
度固化、修磨、着色,使之达到原型或零件的要求。这样就将一
成本,从而给制造业带来了根本性的变化。
个物理实体复杂的三维加工离散成一系列层片的加工,大大
二、快速成形技术原理简介降低了加工难度,并且成形过程的难度与待成形的物理实体
形状和结构的复杂程度无关。图1表示快速成形技术系统的
工艺过程
11工作流程。
快速成形(RapidPrototyping简称:RP)技术是20世纪80

[收稿日期]2009-05-20
[作者简介]张国平(1964-),男,湖南石门人,