快速成型技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r與應(yīng)用

王哲

摘 要 快速成型技術(shù)是一種結(jié)合計算機、數(shù)控、機械、激光和材料技術(shù)于一體的先進制造技術(shù)。本文闡述了快速成型技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，并簡單分析了快速成型技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞 快速成型 發(fā)展?fàn)顩r 應(yīng)用

中圖分類號：TH16 文獻標(biāo)識碼：A

快速成型技術(shù)是一種快速而又精確的工藝技術(shù)，隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展與市場的激烈競爭，各國制造業(yè)不僅致力于擴大生產(chǎn)規(guī)模、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且還將注意力逐漸放在快速開發(fā)新品種以及加快市場的響應(yīng)速度上?？焖俪尚图夹g(shù)可以加工形狀復(fù)雜尺寸精度要求高的各種零件，在產(chǎn)品設(shè)計和制造領(lǐng)域，應(yīng)用快速成型技術(shù)，能顯著地縮短產(chǎn)品投放市場的周期，降低成本，提高質(zhì)量。

1快速成型技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

近幾年來快速成型技術(shù)的水平有了質(zhì)量的飛躍，逐漸趨向成熟，研發(fā)的重點已從工業(yè)和設(shè)備研究向工業(yè)化、實用化和產(chǎn)品化方向進行。未來快速成型技術(shù)的發(fā)展方向會想著智能化、網(wǎng)絡(luò)化以及集成化的方向發(fā)展。同時，進一步研制出更為經(jīng)濟可靠、精密高的快速成型工藝與設(shè)備，研發(fā)出各種通用的原材料以擴大快速成型技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

我國于20世紀(jì)90 年代初也開始了快速成型技術(shù)的研究，盡管起步較晚，但也取得了豐碩的成果。國內(nèi)各種快速成型技術(shù)在研發(fā)、設(shè)備的生產(chǎn)以及市場、應(yīng)用與服務(wù)方面都起得了很大的進步。國內(nèi)許多企業(yè)已經(jīng)有了應(yīng)用快速成型技術(shù)的設(shè)想或方案，應(yīng)用行業(yè)主要集中在工業(yè)產(chǎn)品的樣件制造領(lǐng)域，例如模具、玩具、家電、汽車燈新產(chǎn)品，新工藝的開發(fā)與包裝，以及外觀要求較高的零件或元器件的快速加工與制作上。美國和德國是世界上最重要的快速成型設(shè)備生產(chǎn)國，1999年美國生產(chǎn)的設(shè)備就占世界的絕大多數(shù)，美國和德國的快速成型技術(shù)發(fā)展水平及其趨勢基本代表了世界的發(fā)展水平及趨勢。

2快速成型技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

目前比較成熟的快速成型技術(shù)和相應(yīng)系統(tǒng)已有十余種，其中較為成熟的技術(shù)有：薄型材料切割成型、絲狀材料熔融沉積成型、液態(tài)光固化成型）、粉末材料燒結(jié)成型、粉末材料三維打印成型等。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1快速成型技術(shù)在模具生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用

模具是現(xiàn)代工藝生產(chǎn)中主要的工藝設(shè)備，它以其特定的機構(gòu)通過一定的方式使原材料成型，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等的一系列的優(yōu)點。利用模具來成型產(chǎn)品在工藝生產(chǎn)中的比重越來越大，模具成型優(yōu)越性很多，可以完成一些很復(fù)雜的零件成型，有很多小型零件或復(fù)雜的零件在像車床和數(shù)控機床上是無法完成的，但利用模具來生產(chǎn)可能很簡單，但是模具本身的生產(chǎn)是一個困難的過程，生產(chǎn)一個模具從設(shè)計到生產(chǎn)到投入是一個漫長的過程，它的生產(chǎn)周期很長，模具的凹摸和凸模有時是很復(fù)雜的，一般的方法不容易生產(chǎn)出來，用制造生產(chǎn)出來也很難，再加上精度不好，所以就要有更好的解決方法。

快速成型的出現(xiàn)解決了在生產(chǎn)模具方面的很多問題，因為快速成型的優(yōu)越性，無論怎么復(fù)雜的零件，只要能設(shè)計出來，就可以通過快速成型技術(shù)將實體加工出來。目前，主要用于鑄造模具和塑料模具，制造方法可分為間接制造和直接制造兩種方式。間接制模是由快速成型技術(shù)制造零件原型，與傳統(tǒng)的制造工藝相結(jié)合的制模方法；直接制模是利用快速成型技術(shù)將模具直接制作成型，它不需要制作原型樣件是一種與傳統(tǒng)的制模工藝完全不同的方法。

2.2快速成型技術(shù)在加速新產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用

新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計階段，雖然可以借助設(shè)計圖紙和計算機模擬，但不能展現(xiàn)所設(shè)計的原型，往往難以做出正確的判斷。采用快速成型技術(shù)可在很短時間將設(shè)計的圖型制成三維實體原型。然后可以根據(jù)這個實體對它的外觀及裝配關(guān)系做出評定、模擬實驗分析、并且可以迅速地得到消費者的反饋信息，這樣，可以把可能出現(xiàn)的問題解決在設(shè)計階段，使新產(chǎn)品開發(fā)的費用和時間減少很多。

2.3快速成型技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

世界上許多國家都十分重視快速成型技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，該方法是將數(shù)字成像技術(shù)為基礎(chǔ)的CT診斷方法與快速成型技術(shù)相結(jié)合，把通過CT所獲得的人體掃描圖像經(jīng)過計算機得到三維重組數(shù)據(jù)提供給系統(tǒng)，得到人體局部或心臟器官原型，這樣就可以顯示該部病變情況和實體機構(gòu)，有利于診斷和復(fù)雜手術(shù)方案的確定，還可以利用快速成型技術(shù)制造假肢和一些骨骼，提供給一些病患者，恢復(fù)其原有功能。

快速成型技術(shù)是一門強大的、先進的、多學(xué)科的交叉制造技術(shù)，他將推動相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在未來快速成型技術(shù)所應(yīng)用的領(lǐng)域會越來越廣，在工業(yè)生產(chǎn)中的地位會越來越高，快速成型技術(shù)與其他技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用是整個制造業(yè)的發(fā)展趨勢。

參考文獻

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