快速成形技术的应用.pdf

快速成形技术的发展是近30年来制造

领域的突破性进展，它不仅在制造原理

上与传统方法迥然不同，更重要的是在

目前产业策略以市场响应速度为第一的

状况下，快速成形技术可以缩短产品开

发周期，降低开发成本，提高

企业的竞争力。

目前快速成形技术已经在机械行业、汽

车行业、医疗行业及相关的其他行业得

到应用，并带来了显著的效益

(1)在产品设计中的应用

现代产品的设计与制造已经依托计算机

软件技术、硬件技

术和数字控制技术等进行了CAD和

CAM的高度集成，显著提高了新产品的

开发质量和效率。然而，在CAD和

CAM之间一直存在一个缝隙，即产品

CAD模型在CAM之前总不能正确无误。

快速成

形技术的出现恰好弥补了两者之间的这

个缝隙。正因如此，快速成形的早期

用主要集中在产品设计阶段概念模型的

设计评价、装配校核、性能与功能测试

等方面，并且这几个方面的应用至今仍

占据着较大的需求。

(2)

在模具制造中的应用

因快速成形所用材料及工艺水平的限制，

目前大多数快速原型还不能够完全替代

最终产品，于是产生了利用快速成形的

模型作为母模来翻制模具并生产实际材

料产品的技术，即基于快速成形的快速

模具制

造技术(Rapid

Tooling,RT)。快速模具技术是快速成形

技术应用最为成功的案例之一。RT技术

的突出优点是其带来的显著的经济效益，

与传统的数控加工模具相比，模具开发

周期可缩短50%或更多

，费用可降低至1/3～1/5，甚至更低

基于RP的快速模具制造方法一般可以分

为直接法和间接法两大类。直接制模法

是直接利用RP技术制造模具，经过一些

必要的后处理和机加工工艺，使模具获

得所要求的机

械性能、尺寸精度和表面粗糙度。间接

制模法是利用RP原型间接地翻制模具。

目前直接制模法尚处于研究阶段，而

接制模法国内外已有多种成熟工艺。但

是，随着大功率激光烧结、激光同轴送

粉、三维焊接(3Dweld

ing)、均匀微滴喷射(UPS)及其他激光净

成形技术的发展，直接快速模具制造技

术将逐渐成为快速模具技术的主流。

(3)在铸造领域的应用

面对当今世界市场的激烈竞争，产品的

更新速度加快，铸造模

具的加工现状很难适应当前的形势。RP

技术的出现，为解决这个问题提供了一

条颇具前景的思路。RP技术在铸造领域

一直有着比较活跃的应用，为单件或

小批量铸造产品的制造带来了显著的经

济效益。例如，用快速成形

技术制作熔模铸造用蜡模，速度快，精

度高，并且能够适应结构复杂的薄壁件

在陶瓷型精密铸造中用RP原型来翻制陶

瓷型，可用来铸造大型的精密金属

铸件等

(4)在医学和组织工程领域的应用

快速成形技

术自20世纪80年代末问世以来，迅速

得到医学领域的高度重视，成为快速成

形技术应用研究的热点之一，具有非常

诱人的前景。RP技术在医疗领域的应用

目前主要集中于医疗诊断、外科手术规

划等，可有效提高诊

断和手术水平。在组织工程领域方面，

快速成形技术主要用于设计和制作可植

入假体，以及为制作具有生物活性的人

工骨或人工器官提供真三维的约束支架

等。随着生物与材料科学的发展，快速

成形产品在医学和组织工程领域的

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