长春工业大学：工程训练中心（PPT课件讲稿）快速成型成型实训 Rapid prototyping

快速成型成型实训 Rapid prototyping

快速成型成型实训 Rapid prototyping 1

概述： 快速成形技术(Rapid Prototyping,简称RP)2O世纪 80年代发展起来的，它综合了机械工程、CAD、数控技术、 激光技术及材料科学技术，可以自动、直接、快速、精确地 将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从 而大大缩短产品的研制周期。因而，被认为是近20来制造领 域的一个重大突破。影响力与数控技术相当

◼ 概述： 快速成形技术(Rapid Prototyping，简称RP)20世纪 80年代发展起来的，它综合了机械工程、CAD、数控技术、 激光技术及材料科学技术，可以自动、直接、快速、精确地 将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从 而大大缩短产品的研制周期。因而，被认为是近20来制造领 域的一个重大突破。影响力与数控技术相当

■发展： 我国在90年代先后有武汉华中科技大学快速制造中心、 北京航空航天大学激光研究中心、西安交大先进制造技术研 究所、北京殷华实业有限公司、陕西省激光快速成形与模具 制造工程研究中心等在快速成形工艺研究、设备开发、数据 处理及控制软件、新材料的研发等方面做了大量有成效的工 作

◼ 发展： 我国在90年代先后有武汉华中科技大学快速制造中心、 北京航空航天大学激光研究中心、西安交大先进制造技术研 究所、北京殷华实业有限公司、陕西省激光快速成形与模具 制造工程研究中心等在快速成形工艺研究、设备开发、数据 处理及控制软件、新材料的研发等方面做了大量有成效的工 作

■基本思路： 1.CAD模型建立 (a)工件 2.STL文件生成 3.分层切片 4.快速堆积成形 (b)切片(c)分层自由成型(d)叠加零件 CAD造型系统 CAD模型 STL文件 三维数字化仪等 RPS 分层切片

◼ 基本思路： 1. CAD模型建立 2. STL文件生成 3. 分层切片 4. 快速堆积成形 (a)工件 (b)切片 (c)分层自由成型 (d)叠加零件

■快速成型与普通成型的区别： 设计 设计 模具 毛还 (大于工件) 堆积式快速成型 去 半成品 式切 削加 半成品 模具 、工件 工件 样品 传统加工 快速成型

◼ 快速成型与普通成型的区别： 传统加工 快速成型

■快速成型方法分类（本章内容）： 6.1立体光造型技术(SLA) 6.2选择性激光烧结技术(SLS) 6.3激光薄片叠层制造技术(LOM) 6.4熔沉积快速成型技术(FDM) 6.5其它快速成型方法

◼ 快速成型方法分类（本章内容）： 6.1 立体光造型技术 (SLA ) 6.2 选择性激光烧结技术 (SLS) 6.3 激光薄片叠层制造技术 (LOM) 6.4 熔融沉积快速成型技术(FDM) 6.5 其它快速成型方法

6.1立体光造型技术（SLA) 立体光造型技术，又称光敏树脂液相固化成形或立体光 刻)。最早由Charles Hul发明并于1984年获得专利，1988 年 美国3D系统公司推出商品化的世界上第一台快速成形机。 ■基本原理： SL工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作。这种 液态材料在一定波长和功率的紫外线光（如：入=325nm 紫外线)的照射下能迅速发生光聚合反应，相对分子量急 剧增大，材料也由液态变成固态

6.1 立体光造型技术 ( SLA ) 立体光造型技术，又称光敏树脂液相固化成形或立体光 刻）。最早由Charles Hul发明并于1984年获得专利，1988 年 美国3D系统公司推出商品化的世界上第一台快速成形机。 ◼ 基本原理： SL工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作。这种 液态材料在一定波长和功率的紫外线光（如：λ = 325 nm 紫外线）的照射下能迅速发生光聚合反应，相对分子量急 剧增大，材料也由液态变成固态

基本原理图 扫描器 光学系统 激光器 扫描控制 计算机 升降控制 成型零件 升降台 液态光敏树脂 容器 图SLA基本原理图

◼ 基本原理图 图 SLA基本原理图

■优缺点 》优点 SLA方法是目前快速成形技术领域中研究得最多的方法 也是技术上最为成熟的方法。该方法成型精度高、表面质量 好、原材料利用率将近100%，能制造出形状特别复杂（如 空心零件)、特别精细（如首饰、装饰品等）的零件。 制造出来的原型件，可快速翻制各种模具。 >缺点 需要支撑，树脂收缩导致精度下降，材料昂贵，光固化 树脂有一定的毒性等

◼ 优缺点 ➢ 优点 SLA方法是目前快速成形技术领域中研究得最多的方法， 也是技术上最为成熟的方法。该方法成型精度高、表面质量 好、原材料利用率将近100%，能制造出形状特别复杂（如 空心零件）、特别精细（如首饰、装饰品等）的零件。 制造出来的原型件，可快速翻制各种模具。 ➢ 缺点 需要支撑，树脂收缩导致精度下降，材料昂贵，光固化 树脂有一定的毒性等

■应用： (1)可直接制作树脂功能件，用作结构验证和功能测试 (2)可制作比较精细和复杂零件 (3)可制造出有透明效果的制件 (4)制造出来的原型可以翻制各种模具

◼ 应用： （1）可直接制作树脂功能件，用作结构验证和功能测试 （2）可制作比较精细和复杂零件 （3）可制造出有透明效果的制件 （4）制造出来的原型可以翻制各种模具