快速成形制造技术.ppt

快速成形与制造技术
RPT
Rapid Prototyping Technology
一、快速成形技术的产生
快速原型( Rapid Prototyping,RP)技术,又
称快速成形技术,是20世纪80年代后期首先在美国
产生并商品化,90年代在全球迅速发展起来的制造
新技术。快速原型是继60年代NC技术之后制造领域
的又一重大突破,是先进制造技术群中的重要组成
部分。
技术背景
20世纪80年代以来,计算机技术
材料科学、CAD/CAM、精密传动技术
激光技术以及结构科学等的飞速发展
与交叉渗透,为快速原型技术(RPT)
的发生和发展奠定了坚实的技术基础
市场背景
由于全球市场一体化的形成,制造业的竞争剧
烈,产品开发周期的长短影响到一个企业的生死
存亡。因此,客观上需要一种可以直接地将设计
数据快速地转化为三维实体的技术。这样,不但
可以快速直观地验证设计的正确性,而且可以向
客户、甚至仅仅是有意向的潜在客户提供未来产
品的实体模型,从而达到迅速占领市场的目的。
早期发展
美国3M公司的AanJ. Heber(1978)
日本的小玉秀男(1980)
美国UVP公司的 Charles (1982)
日本的丸谷洋二(1983)
在不同的地点各自独立地提出了RP的概念,即用分
层制造产生三维实体的思想
Charles ,完成了一个能自动建造零件的
称之为 Stereolithography Apparatus(SLA)的完整系统SLA-1,1986年
该系统获得专利,这是RP发展的一个里程碑。同年, Charles
VP的股东们一起建立了3 D System公司。与此同时,其它的成形原理及
相应成形系统也相继开发成功。
1984年 Michael Feygin提出了薄材叠层( Laminated0 bject
Manufacturing,以下简称LOM)的方法,并于1985年组建 Helisys公司,
1992年推出第一台商业成形系统LOM-1015
1986年,美国 Texas大学的研究生C. Deckard提出了选择性激光烧结
( Selective Laser Sintering,简称SLS)的思想,稍后组建了DTM公司
于1992年开发了基于SLS的商业成形系统 Interstation。 Scott crump在
1988年提出了熔融成形( Fused Deposition Modeling,简称FDM的思想
,1992年开发了第一台商业机型3 D-Modeler。
美国的3 D Systems公司于1988年生产出了世
界上第一台现代快速成型机——SLA-250(液
态光敏树脂选择性固化成型机),开创了快
速成型技术发展的新纪元。
国内快速原型技术发展概况
我国RP研究工作起步于90年代初。1994年以
来,我国已有20几家企业或机构从国外引进RP机器
但由于引进价格昂贵,如美国3 System公司生
产的及SLA250系统售价20万美元,SLA500价格高
达40万美元,加之材料也依靠进口,使生产成本过
高,往往是国内企业无法承受的。
为了解决中国制造业对RP的迫切需求,1991
年以来,在中国政府资助和支持下,一些高等院校
和研究机构积极开展RP研究,并取得较大的进展
清华大学、西安交通大学、南京航天大学、华中理工大学
上海交通大学、华北工学院等在成形理论、工艺方法
设备、材料、软件等方面做了大量的研究、开发工作
有些单位已开发出商品化、能做出复杂原型的RP系统
例如北京隆源公司开发的AFS300激光快速成形机(选择
性激光烧结系统)、华中的HRP系统、清华大学研制的多
功能快速造型系统 MRPMS和基于FDM的熔融挤出成形系
统(MEM250)等。
此外,国内的家电行业在快速成形系统的应用上,走在了
国内前列。如广东的美的、华宝、科龙、江苏的春兰、小
天鹅,青岛的海尔等,都先后采用快速成形系统来开发新
,收到了很好的效
目前,国内由政府资助,正在深圳、天津
等地建立一批向企业提供快速成形技术的服务
机构,推动快速成形技术在我国的广泛应用
在模具制造业,可以利用快速成形技术制得的
快速原型,结合硅胶模、金属冷喷涂、精密铸
造、电铸、离心铸造等方法生产模具;快速成
形件也可以直接或间接制得EDM电极,用于电
火花加生产模具;快速成形技术制得的快速原
型也可以直接作为模具。