众文网1.快速成型技术论文
快速成型技术及其向产品化生产发展所面临的技术问题 作者：梁江波 葛正浩 厉成龙 前言 在新产品的开发过程中，总是需要在投入大量资金组织加工或装配之前对所设计的零件或整个系统加工一个简单的例子或原型。
这样做主要是因为生产成本昂贵，而且模具的生产需要花费大量的时间准备，因此，在准备制造和销售一个复杂的产品系统之前，工作原型可以对产品设计进行评价、修改和功能验证。 一个产品的典型开发过程是从前一代的原型中发现错误，或从进一步研究中发现更有效和更好的设计方案，而一件原型的生产极其费时，模具的准备需要几个月，因此一个复杂的零件用传统方法加工非常困难。
快速成型（Rapid Prototyping）技术是近年来发展起来的直接根据CAD模型快速生产样件或零件的成组技术总称，它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其它方法将材料堆积而形成实体零件。
由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加。因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任何复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。
一个更为人们关注的问题是一个产品从概念到可销售成品的流程速度。众所周知，在市场竞争中，产品在竞争对手之前进入市场更为有利可图并能享有更大的市场氛围。
同时，还有一个更为令人关心的问题是产品的高质量。由于这些原因，努力使高质量的产品快速进人市场就显得极为重要。
快速成型技术问世以来，已实现了相当大的市场，发展非常迅速。人们对材料逐层添加法这种新的制造方法已逐步适应。
该技术通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段结合，已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。 1快速成型技术的优点 1）快速成型作为一种使设计概念可视化的重要手段，计算机辅助设计零件的实物模型可以在很短时间内被加工出来，从而可以很快对加工能力和设计结果进行评估。
2）由于快速成型技术是将复杂的三维型体转化为两维截面来解决，因此，它能制造任意复杂型体的高精度零件，而无须任何工装模具。 3）快速成型作为一种重要的制造技术，采用适当的材料，这种原型可以被用在后续生产操作中以获得最终产品。
4）快速成型操作可以应用于模具制造，可以快速、经济地获得模具。 5）产品制造过程几乎与零件的复杂性无关，可实现自由制造，这是传统制造方法无法比拟的。
2快速成型的基本原理 基于材料累加原理的快速成型操作过程实际上是一层一层地离散制造零件。为了形象化这种操作，可以想象一整条面包的结构是一片面包落在另一片面包之上一层层累积而成的。
快速成型有很多种工艺方法，但所有的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件，区别是制造每一层的方法和材料不同而已。 2. 1快速成型的一般工艺过程原理 2.1.1三维模型的构造 在三维CAD设计软件（如Pro/E\UG\SolidWorks\SolidEdge等）中获得描述该零件的CAD文件，如图1(a)中所示的三维零件。
目前一般快速成型支持的文件输出格式为5TL模型，即对实体曲面近似处理，即所谓面型化（Tessallation）处理，是用平面三角面片近似模型表面。这样处理的优点是大大地简化了GAD模型的数据格式，从而便于后续的分层处理。
由于它在数据处理上较简单，而且与CAD系统无关，所以很快发展为快速成型制造领域中CAD系统与快速成型机之间数据交换的准标准，每个三角面片用4个数据项表示，即3个顶点坐标和法向矢量，而整个CAD模型就是这样一组矢量的集合。 在三维CAD设计软件对C.AD模型进行面型化处理时，一般软件系统中有输出精度控制参数，通过控制该参数，可减小曲面近似处理误差。
如Pro/E软件是通过选定弦高值（eh-chord height）作为逼近的精度参数，如图1为一球体，给定的两种ch值所转化的情况。对于一个模型，软件中给定一个选取范围，一般情况下这个范围可以满足工程要求。
但是，如果该值选的太小，要牺牲处理时间及存贮空间，中等复杂的零件都要数兆甚至数十兆左右的存贮空间。并且这种数据转换过程中无法避免地产生错误，如某个三角形的顶点在另一三角形边的中间、三角形不封闭等问题是实践中经常遇到的，这给后续数据处理带来麻烦，需要进一步检查修补。
图1 不同ch值时的效果 （a） ch=0.05 (b) ch=0.2 2.1.2三维模型的离散处理 通过专用的分层程序将三维实体模型（一般为5TL模型）分层，分层切片是在选定了制作（堆积）方向后，需对CAD模型进行一维离散，获取每一薄层片截面轮廓及实体信息。通过一簇平行平面沿制作方向与CAD模型相截，所得到的截面交线就是薄层的轮廓信息，而实体信息是通过一些判别准则来获取的。
平行平面之间的距离就是分层的厚度，也就是成型时堆积的单层厚度。在这一过程中，由于分层，破坏了切片方向CAD模型表面的连续性，不可避免地丢失了模型的一些信息，导致零件尺寸及形状误差的产生。
2.快速成型技术的研究现状与发展的论文
快速成型技术与首饰设计 内容摘要：计算机的应用极大地改变了首饰设计的技术手段，改变了首饰设计的程序与方法。
高精度、高效率的快速成型技术在首饰设计中的应用，缩短了首饰产品开发周期，降低了成本，提高了产品设计质量。快速成型技术在首饰设计中的应用，是信息时代首饰设计的发展趋势。
； 关 键 词：计算机技术 快速成型技术 首饰设计 由于计算机的快速发展和普及，首饰设计进入了新的信息化时代。一方面，计算机的应用极大地改变了首饰设计的技术手段、程序及方法。
另一方面，以计算机技术为代表的高新技术开辟了首饰设计的崭新领域。先进的技术必须与优秀的设计结合起来，才能使技术人性化，真正服务于人类。
首饰设计对推动高新技术的进步，特别是快速成型技术起到了极大的推动作用。 一、快速成型技术概观 快速成型制造技术是20世纪90年代发展起来的一项高新技术。
它基于离散和堆积原理，将零件的CAD模型按一定方式离散，成为可加工的离散面、离散线、离散点，而后采用物理或化学手段，将这些离散的面、线段和点堆积而形成零件的整体形状。具体的方法是，依据零件的三维CAD模型，经过格式转换后，对其进行分层切片，得到各层截面的两维轮廓形状。
按照这些轮廓形状，用激光束选择性地固化一层层的液态光敏树脂，或切割一层层的纸或金属薄片，或烧结一层层的粉末材料，以及用喷射源选择性地喷射黏结剂或热熔性材料，形成各截面的平面轮廓形状，并逐步叠加成三维立体零件。快速成型技术不同于传统的“去除”加工方法，它是采用新的“增长”加工方法，即先用点和线制作一层“薄片毛干坯”，然后用多层薄片逐步叠加成复杂形状的零件。
快速成型的基本原理是将复杂的三维加工分解成简单二维加工的叠加，所以也称为“叠层制造”。目前快速成型的主要方法有：激光固化成型（SLA）；选择性激光烧结成型（SLS）；激光层压成型（LOM）；融积成型（FDM）。
二、快速成型技术在首饰行业中的应用 目前，在首饰行业中得到应用的快速成型机主要有：美国Solidscape公司T6X系列、日本MEIKO公司的激光成型机，它们的工作原理是采用融积成型法（FDM）。Solidscape公司T6X系列采用喷蜡式建模技术，其中两个不同的喷蜡装置，可喷出热塑性塑料作建造原料和承托物料。
日本MEIKO公司的激光成型机所用的原料是树脂，其制作出来的树脂模可直接压制胶模型。 美国solidscape公司的T6X系列设备中的T66这一设备，处理首饰原版的工艺过程如下： 1.运用首饰CAD设计软件建立首饰品的三维图形； 2.将图形文件转换为快速成型软件可以处理的STL文件格式； 3.快速成型数据处理软件对模型进行分层处理（切出各个等高面上的截面形状）； 4.对各个截面进行处理，找出需要支撑的部位、形状并形成支撑； 5.以适当的参数对各截面进行填充，使之在MII的喷嘴运动下形成有一定厚度的薄层； 6.将处理好的设备驱动数据传递给MII，开始快速成型加工； 7.待整个模型加工完毕，将蜡件取下，放到加热室烘烤，温度高于红蜡熔点，而比绿蜡熔点低，因而红蜡融化，而绿蜡不变化。
将融完红蜡的模型放到专用清洗液中清洗，除去残留的红蜡，吹干后即得到完整的绿蜡件，可以直接用于熔模铸造。 与传统的首饰设计制作相比，快速成型技术有着以下的特点： 1.大大缩短新产品研制周期，加快产品推向市场的时间； 2.成倍降低新产品的研发成本；3.提高新产品投产的一次成功率； 4.支持同步（并行）工程的实施； 5.支持技术创新，改进产品外观设计。
三、快速成型技术与首饰设计发展的互动性 首饰设计不同于其他设计，它是立体的物质实体性设计，在设计展开的不同阶段，具体创意靠效果图检验不出实体体量关系，必须辅以立体模型对设计方案加以不断检测和修改。传统的首饰设计制作方法是：设计师用手绘的方法画出三视图和效果图，起版师运用锯、锉、焊接等传统工艺进行手工制作。
起版是首饰制造过程中最重要的一环，只有通过起版师傅的手工制作才能将设计师设计的作品由图纸变为实物，起版质量的好坏直接关系到首饰成品的质量。运用快速成型技术代替传统手工模型制作能够更加精确、快速、直观、完整地传递产品的信息。
更重要的是建立起一种并行结构的设计系统，将设计、结构分析、制造三位一体优化集成于一个系统，使不同分工的人员能及时相互反馈信息，从而缩短开发周期，并保证设计、制造的高质量。 首饰设计是技术、艺术与市场相结合的学科，先进的技术推动设计向前发展，近年来发展起来快速成型技术必将推动首饰设计向前迈进一大步。
在信息时代，首饰设计从设计、模型制作实行计算机一体化高度柔性、CAD模型直接驱动、成型过程中信息过程和材料过程一体，使成型材料非均质的原型；成型的快速性，技术的高度集成等优点，使快速成型技术能够高精度、高效率、低成本地制造这些模型。同时，由于设计本身的专业特性，首饰设计也将对目前的快速成型技术及设备的成型空间、成型材料、软件的兼容等方面提出新的要求，首饰设计也将促进快速成型技术。
3.毕业论文：浅谈快速成型技术的应用 （模具类
摘要：介绍快速成型技术的原理，重点讨论了与快速成型相关的技术，并试图将此技术充分应用于产品设计评价，以期缩短产品的开发周期。
关键词：快速成型；RP；反求工程引言随着科技进步和全球市场一体化的形成，现在工业正面临产品的生命周期越来越短的代写论文问题，作为一种新产品开发的重要手段，快速成型能够迅速将设计思想转化为产品的现代先进制造技术。它为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段，提高产品研发的效率。
1快速成型技术原理在工业产品设计过程中，设计师往往希望能快速由三维CAD模型，得到产品的实物模型，快速成型技术可以满足这种需求。快速成型（Rapid Prototyping,RP）技术是一种基于离散/堆积成型思想的新型成型技术，它根据零件或物体的三维模型数据，快速、精确地制造出零件或物体的实体模型。
2关键技术2.1制造工艺目前，世界上已有几十种不同的快速成型工艺方法，比较成熟的就有十余种。其中光固化成型法（Stereo Lithography Apparatus,SLA）、叠层实体制造法（Laminated Object Manufactur-ing,LOM）、熔融沉积法（Fused Deposition Model-ing,FDM）、选择性激光烧结法（Selective LaserSintering,SLS）和3DP(Three DimensionalPrinting and Gluing，也称3DPG)五种方法，在世界范围内应用最为广泛。
对于RP制造工艺的研究，一方面是在原有技术基础上进行改进，另一方面是研究新的成型技术。新的成型方法，如三维微结构制造、生物活性组织的工程化制造、激光三维内割技术、层片曝光方式等。
2.2成型材料成型材料是决定快速成型技术发展的基本要素之一，它直接影响到原型的精度、物理化学性能以及应用等。与RP制造的4个目标（概念型、测试型、模具型、功能零件）相适应，使用的材料不同，概念型对材料成型精度和物理化学特性要求不高，主要要求成型速度快。
如对光固化树脂，要求较低的临界曝光功率、较大的穿透深度和较低的粘度。测试型对于材料成型后的强度、刚度、耐温性、抗蚀性等有一定要求，以满足测试要求。
如果用于装配测试，则对于材料成型的精度还有一定要求。模具型要求材料适应具体模具制造要求，如对于消失模铸造用原型，要求材料易于去除。
快速功能零件要求材料具有较好的力学性能和化学性能。从解决的方法看，一个是研究专用材料以适应专门需要；另一个是根据用途分类，研究几类通用材料以适应多种需要。
2.3加工精度影响成型件精度的主要因素有两方面：一是由CAD模型转换成STL格式文件以及随后的切片处理所产生的误差；二是成型过程中制件翘曲变形，成型后制件吸入水分，以及由于温度和内应力变化等所造成的无法精确预计的变形。为了解决第一类问题，正在研制直接切片软件和自适应切片软件。
所谓直接切片是不将CAD模型转换成STL格式文件，而直接对CAD模型进行切片处理，得到模型的各截面层轮廓信息，从而可以减少三角面近似化带来的误差，所谓自适应切片是快速成型机能根据成型零件表面的曲率和斜率自动调整切片的厚度，从而得到高品质的光滑表面。为解决第二类问题，正在研究、开发新的成型方法、新的成型材料及成型件表面处理方法，使成型过程中制件的翘曲变形小，成型后能长期稳定不变形。
2.4与RP技术相关软件软件是RP系统的灵魂，其中作为CAD到RP接口的数据转换和处理软件是其关键。不同CAD系统所采用的内部数据格式不同，RP系统无法一一适从，这就要求有一种中间数据格式既便RP系统接受又便于不同CAD系统生成，STL(Stereo Lithography)格式应运而生了，STL文件是用大量空间小三角形面片来近似逼近实体模型。
由于STL格式具有易于转换、表示范围广、分层算法简单等特点，为大多数商用快速成形系统所采用，现己成为快速成形行业的工业标准。但是，STL模型也存在许多不足之处：2.4.1精度不足。
由于STL模型用大量小三角形面片来近似逼近CAD模型表面，造成STL模型对产品几何模型的描述存在精度损失，并且在对多张曲面进行三角化时，在曲面的相交处往往产生裂缝、孔洞、覆盖及相邻面片错位等缺陷。2.4.2数据冗余度大。
STL模型不包含拓扑信息，三角形面片的公用点、边单独存储，数据的冗余度大。随着网络时代的到来，STL模型数据冗余大的不足也使其不利于远程RF的数据传输，难以有效支持远程制造。
3快速成型技术的应用3.1在外观及人机评价中的应用新产品开发的设计阶段，虽然可借助设计图纸和计算机模拟，但并不能展现原型，往往难以做出正确和迅速的评价，设计师可以通过制作样机模型达到检验的目的。传统的模型制作中主要采用的是手工制作的方法，制作工序复杂，手工制作的样机模型不仅工期长，而且很难达到外观和结构设计要求的精确尺寸，因而其检查外观及人机设计合理性的功能大打折扣。
快速成型设备制作的高精度、高品质样机与传统的手工模型相比较可以更直观地以实物的形式把设计师的创意反映出来，方便产品的外观造型和人机特性评价。现在的快速成型加工得到的成型件都是单一颜色，颜色主要由材料决定，为了。
4.最近要写关于先进制造论文, 谁能给一点有关快速成形技术的介绍
你这个选题很好. 快速成形， 英文是Rapid Prototyping， 是当代先进制造技术的一种. 快速成形技术是计算机辅助设计及制造技术、逆向工程技术、分层制造技术（SFF）、材料去除成形（MPR）材料增加成形（MAP）技术以及它们的集成. 通俗一点说， 快速成形就是利用在三维造型软件中已经设计的数字三维模型， 通过快速成型设备（快速成形机）， 制造实体的三维模型的技术. 快速成形技术有以下特点：（1） 制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用（2） 原型的复制性、互换性高（3） 制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越（4） 加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般与传统加工模型的工艺相比， 快速成形在制造费用上可以降低80%，加工周期可以节约70%以上（5） 高度技术集成，可实现了设计制造一体化曾经和目前仍然为主流的快速成形技术有以下几种：1、立体光刻技术 （SL/SLA）SLA的工作原理是以液态光敏树脂 （例如一种特殊的环氧树脂）为造型材料，采用紫外激光器为能源：一种是氦一福激光器 （波长 325nm，功率15~50MW），另一种是氨离子激光器（波长351~365nm，功率 100~500MW ），激光束光斑大小为0.05~3mm。
由CAD设计出三维模型后将模型进行水平切片，分成为成千上万个薄层，生成分层工艺信息，按计算机所确定的轨迹，控制激光束的扫描轨迹，使被扫描区域内的液态光敏树脂固化，形成一层薄固体截面后，升降机构带动工作台下降一层高度，其上复盖另一层液态光敏树脂，接着进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢固地粘在前一层上，就这样逐层叠加直到完成整个模型的制作。一般每个薄层的厚度0.07~0.4mm，模型从树脂中取出后，进行最终硬化处理加以打光、电镀、喷漆或着色等即可。
发展趋势：稳步发展. SL/SLA技术的缺点在于材料成本和设备维护成本十分高昂。因为紫外激光器的使用寿命只能维持在1年左右， 同时作为成形材料的光敏树脂也需要每年更换， 仅此两项便需要每年50万人民币以上的维护成本. 此外， SL/SLA快速成形设备结构复杂， 零件众多， 日常的维护保养也十分不易. 但是， 由于SL/SLA技术的成形精度非常高， 可以制造十分细小的模型或表面特征， 这一项优势似的SL/SLA技术仍然具有十分广阔的应用前景. 2. 薄材叠层成形技术 （LOM）薄材叠层成形技术是通过对原料纸进行激光切割与粘合的方式来形成零件的。
其工艺是先将单面涂有热熔胶的纸通过加热辊加压粘结在一起，此时位于其上方的激光器按照分层CAD模型所获得的数据，将一层纸切割成所制零件的内外轮廓，然后新的一层纸再叠加在上面，通过热压装置，将下面已经切割的层粘合在一起，激光再次进行切割。切割时工作台连续下降，切割掉的纸片仍留在原处，起支撑和固化作用，纸片的一般厚度为0.07~0.1mm。
该方法特点是成形速率高，成本低廉。发展趋势：已经淘汰. LOM技术是快速成形技术发展过程中曾今为了寻找成本相对低廉， 精度相对合理的解决方案的一种尝试性探索. 客观而言， LOM设备的成形精度适中， 可以制造一些具有表面纹路的模型， 同时， 成形速度也相对较快. 但是， 由于LOM技术的材料利用率很低（10%-20%）， 使得实际的材料成本并不便宜. 此外， LOM设备的稳定性和安全性也存在严重隐患， 在实际运行过程中， 纸质、木质和PVC材料在激光照射极易着火， 引起事故. 因此， 目前LOM技术在全世界范围内已经几乎停止使用.3. 选区激光粉末烧结技术 （SLS）选择性激光烧结 （SLS）的成形方法是。
在层面制造与逐层堆积的过程中，用激光束有选择地将可熔化粘结的金属粉末或非金属粉末 （如石蜡、塑料、树脂沙、尼龙等）一层层地扫描加热，使其达到烧结温度并烧结成形；当一层烧结完后，工作台降下一层的高度，铺下一层的粉末，再进行第二层的扫描，新烧结的一层牢固地粘结在前一层上，如此重复，最后烧结出与CAD模型对应的三维实体。选择性激光烧结 （SLS）突出的优点在于它是以粉末作为成形材料，所使用的成形材料十分广泛，从理论上来说，任何被激光加热后能够在粉粒间形成原子间连接的粉末材料都可以作为SLS的成形材料。
发展趋势：停滞不前. 4、熔融沉积成形技术 （MEM） MEM的基本原理是：加热喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息作X--Y平面运动和高度Z方向的运动，丝材 （如塑料丝、石腊质丝等）由供丝机构送至喷头，在喷头中加热、熔化，然后选择性地涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层截面轮廓，层层叠加最终成为快速原型。用此法可以制作精密铸造用蜡模、铸造用母模等。
发展趋势：快速发展. MEM是在相对近期发展处的快速成形技术， 其有点在于安全性高， 设备稳定性高， 成形精度高而运行成本低. 因为含有特殊配方的ABS工程塑料本身的物理和化学性质， 使得MEM技术制作的模型具有很好的强度和韧度， 可以经受锻造、钻孔、打磨等高强度的测试. 加之ABS丝材成本相对低廉， 设备设计简洁， 维护方便等优势， 使得MEM技术目前后来居上， 成本工人的应用最广泛的快速成形。
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