快速成型的原理

快速成型(RP)技術(shù)是一種集計(jì)算機(jī)、數(shù)控、激光和材料技術(shù)于一體的新型制造技術(shù)。本文通過介紹快速成型系統(tǒng)的原理方法和特點(diǎn)，闡述其工藝特點(diǎn)及開發(fā)和應(yīng)用，探討快速成型技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中起到的重要作用和產(chǎn)生的巨大效益，分析快速成型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并提出快速成型技術(shù)未來的發(fā)展方向和深遠(yuǎn)意義。

1 前言

當(dāng)今時(shí)代，制造業(yè)市場需求不斷向多樣化、質(zhì)量高、高性能、低成本、高科技的方向發(fā)展，一方面表現(xiàn)為消費(fèi)者興趣的短時(shí)效和消費(fèi)者需求日益主體化、個(gè)性化和多元化；另一方面則是區(qū)域性、市場壁壘的淡化或打破，要求制造業(yè)的廠商必須著眼于全球市場的激烈競爭。因此快速地將多樣化、性能好的產(chǎn)品推向市場成為了制造業(yè)廠商把握市場先機(jī)的關(guān)鍵，由此導(dǎo)致了制造價(jià)值觀從面向產(chǎn)品到面向顧客的重定位，制造戰(zhàn)略重點(diǎn)從成本與質(zhì)量到時(shí)間與響應(yīng)的轉(zhuǎn)移，也是各國致力于CIMS (Computer Integrated Manufacture System)、并行工程、敏捷制造等現(xiàn)代制造模式的研究與實(shí)踐的原因。

快速成型(Rapid Prototyping)技術(shù)正是在這種時(shí)代的需求下應(yīng)運(yùn)而生的。它是由三維CAD模型直接驅(qū)動(dòng)的快速制造任意復(fù)雜形狀三維實(shí)體的總稱。它集成了CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)和材料技術(shù)等現(xiàn)代科技成果，是新型制造技術(shù)的重要組成部分。

2 快速成型的原理及特點(diǎn)

快速成型技術(shù)采用離散/堆積成型原理，根據(jù)三維CAD模型，對于不同的工藝要求，按照一定厚度進(jìn)行分層，將三維數(shù)字模型變成厚度很薄的二維平面模型。再將數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理，加入加工參數(shù)，產(chǎn)生數(shù)控代碼，在數(shù)控系統(tǒng)控制下以平面加工方式連續(xù)加工出每個(gè)薄層，并使之粘結(jié)而成形。實(shí)際上也是基于“生長”或“添加”材料原理一層一層地離散疊加，從底到頂完成零件的制作過程。它是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、逆向工程技術(shù)、分層制造技術(shù)、材料去除成形、材料增加成形技術(shù)以及它們的集成的總稱。