PAGEPAGE4十、快速成形制造技术（P189)（一）产生年代及影响20世纪80年代后期发展起来的快速成形技术(RapidPrototyping简称RP)，是近20年里制造技术领域一次重大突破，对制造行业的影响可与数控技术的出现相比。（二）含义及称谓RP系统综合机械工程、CAD、数控技术、激光技术及材料科学技术，自动直接快速、精确地将设计思想物化为具有一定功能的原型或直接制造零件／模具，有效地缩短产品的研究开发周期。快速成形技术的不同的称谓：自由成形制造、材料添加制造、直接CAD制造、即时制造等等。（三）国内外研究与发展状况1.快速成形技术在国外迅速发展世界上研究RP技术的机构越来越多，1996年世界上已有230多家机构开展了RP的研究，目前互联网上有数百家大学、研究机构和企业介绍了研究和开发技术的状况。在RP领域，美国一直处于领先地位，各种工艺大多在美国最先出现。日本仅次于美国。欧洲也有许多研究机构和厂家开展研究。2.我国RP方面的研究最早是由清华大学于1992年开始首次从事RP技术的研究工作。目前华中理工大学、西安交通大学、北京隆源自动成型有限公司和清华大学等单位做了大量卓有成效的工作，有些单位开发的RP设备已接近或达到商品化机器的水平。南京航空航天大学、泉州华侨大学、大连理工大学、航空工艺研究所、哈尔滨工业大学、河北工业大学等十多家高等院校和科研机构也正在陆续开展RP的工艺、材料和应用方面的研究工作。（四）快速成形原理和特点1.原理是在计算机控制下，基于离散／堆积原理采用不同方法堆积材料最终完成零件的成型与制造的技术。（传统方法：在型腔内成型毛坯，然后切削加工，获得零件）2.特点（1）高度柔性快速成形技术的最突出特点就是柔性好，它在计算机管理和控制下可以制造出任意复杂形状的零件，把可重编程、重组、连续改变的生产装备用信息方式集成到一个制造系统中。（2）技术的高度集成快速成形技术是计算机技术、数控技术、激光技术与材料技术的综合集成。在成形概念上，它以离散／堆积为指导，在控制上以计算机和数控为基础，以最大的柔性为目标。（3）设计制造一体化快速成形技术的另一个显著特点就是CAD／CAM一体化。由于采用了离散／堆积分层制造工艺，能够很好地将CAD、CAM结合起来。（4）快速性由于激光快速成形是建立在高度技术集成的基础之上，从CAD设计到原型的加工完成只需几小时至几十小时，这一特点尤其适合于新产品的开发与管理。（5）自由成形制造由于传统加工技术的复杂性和局限性，要达到零件的直接制造仍有很大距离。RP技术大大简化了工艺规程、工装准备、装配等过程，很容易实现由产品模型驱动直接制造或称自由制造。（6）材料的广泛性各种RP工艺的成形使用的材料也不相同，如有用金属、纸、塑料、光敏树脂、蜡、陶，可将他们结合在一起。（五）RP的主要工艺方法1.立体印刷（StereolithgraphyApparatus，SLA）（1）产生SLA工艺又叫立体光刻，于1984年获美国专利。1988年美国3DSystems公司推出商品化样机SLA一1，这是世界上第一台快速原型成形机。SLA系列成形机占据着快速成形设备市场的较大份额。（2）原理SLA工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。见下图，液态光敏树脂材料在一定波长和强度的紫外光的照射下能迅速发生光聚合反应，分子量急剧增大，材料从液态转变成固态。液槽中盛满液态光固化树脂，成型开始时，工作平台在液面下一个确定的深度，液面始终处于激光的焦平面，聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描，即逐点固化。当一层扫描完成后，未被照射的地方仍是液态树脂。升降台带动平台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂，刮平器将粘度较大的树脂液面刮平，然后再进行下一层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕，得到一个三维实体模型。（3）SLA的优缺点SL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。优点：成形零件精度较高，加工精度能达到0．1mm。缺点：有自身的局限性，如需要支撑，树脂收缩导致精度下降，光固化树脂有一定的毒性等。2.分层实体构造(LaminatedObjectManufacturingLOM)LOM工艺原理图如下：（1）产生LOM工艺即叠层实体制造，也称为分层实体制造，1986年在美国研制成功。（2）原理LOM工艺采用薄片材料，如纸、塑料薄膜等。片材表面事先涂覆上一层热熔胶。加工时，热压辊热压片材，使之与下面已成形的工件粘接；用C02激光器在刚粘接的新层上切割出零件截面轮廓和工件外框，并在截面轮廓与外框之间多余的