快速成型制造技术(RPM).ppt

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LOGOLOGO快速成型制造技快速成型制造技术（术（RPM）RPM）绪论绪论机械制造工艺中的成型技术机械制造工艺中的成型技术去除成型去除成型1受迫成型受迫成型2堆积成型堆积成型3生成成型生成成型4机械制造工艺是成型工艺，即是在成形学指导下，研究与机械制造工艺是成型工艺，即是在成形学指导下，研究与开发产品制造的技术、方法和程序，依据现代成形学的观开发产品制造的技术、方法和程序，依据现代成形学的观点从物质的组织方式上，可把成形方式分为如下四类：

点从物质的组织方式上，可把成形方式分为如下四类：

绪论绪论机械制造工艺中的成型技术机械制造工艺中的成型技术它是运用分离的办法，把一部分材料（裕量材它是运用分离的办法，把一部分材料（裕量材料）有序地从基体中分离出去而成形的办法。

料）有序地从基体中分离出去而成形的办法。

例如车、铣、刨、磨及现代的电火花加工、激例如车、铣、刨、磨及现代的电火花加工、激光切割、打孔等加工方法均属于去除成形。

光切割、打孔等加工方法均属于去除成形。

去除成形最先实现了数字化控制，是目前的主去除成形最先实现了数字化控制，是目前的主要制造成形方式。

要制造成形方式。

1去除成型去除成型绪论绪论机械制造工艺中的成型技术机械制造工艺中的成型技术它是利用材料的可成形性（如塑性等），在特它是利用材料的可成形性（如塑性等），在特定外围约束（边界约束或外力约束）下成形的方定外围约束（边界约束或外力约束）下成形的方法。

法。

铸造、锻压和粉末冶金等均属于受迫成形。

受铸造、锻压和粉末冶金等均属于受迫成形。

受迫成形多用于毛坯成形和特种材料成形等。

迫成形多用于毛坯成形和特种材料成形等。

2受迫成形受迫成形绪论绪论机械制造工艺中的成型技术机械制造工艺中的成型技术它是运用合并与连接的办法，把材料它是运用合并与连接的办法，把材料（气、液、气、液、固相固相）有序地合并堆积起来的成形方法。

有序地合并堆积起来的成形方法。

快速原型制造（快速原型制造（RPM）即属于堆积成形，其过）即属于堆积成形，其过程是在计算机控制下完成的，最大特点是不受成程是在计算机控制下完成的，最大特点是不受成形零件复杂程度的限制，广义地讲，形零件复杂程度的限制，广义地讲，焊接焊接也属堆也属堆积成表范畴积成表范畴。

3堆积成形堆积成形绪论绪论机械制造工艺中的成型技术机械制造工艺中的成型技术它是利用材料的活性进行成形的方法。

自然系它是利用材料的活性进行成形的方法。

自然系统中生物个体发育均属于生成成形。

统中生物个体发育均属于生成成形。

目前人为系统中还没有此种成形方式，但随着目前人为系统中还没有此种成形方式，但随着活性材料、仿生学、生物化学、生命科学的发展，活性材料、仿生学、生物化学、生命科学的发展，人们也可能会运用这种成形方式进行人为成形人们也可能会运用这种成形方式进行人为成形。

4生成成形生成成形RPMRPM的的的的发发展展展展趋势趋势RPMRPM的特的特点点快速成型快速成型快速成型快速成型制造技制造技制造技制造技术术RPMRPMRPMRPM的的的的应应用用用用RPMRPM的的的的工工工工艺艺RPMRPM原理原理RPMRPM的的的的发发展展展展快速成型制造技术（快速成型制造技术（RPM）PRM技术的发展技术的发展Step1Step2Step3国际上首台快速成形机于国际上首台快速成形机于1987年诞生于美年诞生于美国，是由美国国，是由美国3DSystems公司制造的快速公司制造的快速成形系统成形系统SLA-1，采用立体光刻法的快速成，采用立体光刻法的快速成形制造系统（形制造系统（RPMS）。

1998年在我国上海举行的第七届年在我国上海举行的第七届国际模具技术和设备展览会上，国际模具技术和设备展览会上，美国、日本、德国、新加坡等国美国、日本、德国、新加坡等国都展出了都展出了RPM设备。

设备。

清华大学现已开发出清华大学现已开发出“M-RPMS-II”型型多功能快速成形制造系统，这是我国多功能快速成形制造系统，这是我国自主知识产权的世界唯一拥有两种自主知识产权的世界唯一拥有两种RPM工艺的系统。

工艺的系统。

RPM技术不是使用一技术不是使用一般意义上的模具或刀具，般意义上的模具或刀具，而是利用光、热、电而是利用光、热、电等物理手段实现材料的等物理手段实现材料的转移与堆积转移与堆积快速成形制造技术快速成形制造技术名名词解解释内内涵涵RPM技术的原理技术的原理它它是一种基于离散是一种基于离散堆堆积成形思想的新型成成形思想的新型成形技形技术，是，是综合利用合利用CAD技技术、数控技、数控技术、激光加工技激光加工技术和材料技和材料技术实现从零件从零件设计到三到三维实体原型制造一体化体原型制造一体化的系的系统技技术分分层增增加加材材料料RPM的技术原理的技术原理MIMMIMSFFSFFDCMDCMLMLMRPMRPM制造制造制造制造技术技术技术技术RPM技术的原理技术的原理RPM技术的不同称谓技术的不同称谓实体自由成形制造实体自由成形制造（SolidSolidFreeformFabricationFreeformFabrication，SFFSFF）直接直接CADCAD制造制造（DirectCADDirectCADManufacturingManufacturing，DCMDCM）即时制造即时制造（InstantInstantManufacturingManufacturing，IMIM）分层制造分层制造（LayeredLayeredManufacturingManufacturing，LMLM）材料添加制造材料添加制造（MaterialMaterialIncreaseManufacturingIncreaseManufacturing，MIMMIM）IMPRM技术的特点技术的特点高柔性高柔性高柔性高柔性快速性快速性快速性快速性自由成型性自由成型性自由成型性自由成型性设计制造一体设计制造一体设计制造一体设计制造一体化化化化仅需改变仅需改变CAD模型，重模型，重新调整和设置参数即可新调整和设置参数即可生产出不同形状的零件生产出不同形状的零件模型。

模型。

无需使用模具，夹具无需使用模具，夹具能够制造任意复杂原型能够制造任意复杂原型从从CAD数模或实体反求获数模或实体反求获得的数据到制成原形，一得的数据到制成原形，一般仅需要数小时或十几小般仅需要数小时或十几小时，速度比传统成型加工时，速度比传统成型加工方法快的多方法快的多CAD模型直接驱动，模型直接驱动，设计制造高度一体化设计制造高度一体化精度不如传统加工精度不如传统加工:

数据模型分层处理时不可避免的一些数据丢失外加数据模型分层处理时不可避免的一些数据丢失外加分层制造必然产生台阶误差，堆积成形的相变和凝固过程产生的内应分层制造必然产生台阶误差，堆积成形的相变和凝固过程产生的内应力也会引起翘曲变形，这从根本上决定了力也会引起翘曲变形，这从根本上决定了RP造型的精度极限造型的精度极限PRM技术的常用工艺技术的常用工艺立体光刻（立体光刻（SLA）分层实体制造（分层实体制造（LOM）选择性激光烧结（选择性激光烧结（SLS）熔融沉积成形（熔融沉积成形（FDM）4123典型快速成型工艺典型快速成型工艺RPM技术的应用技术的应用反求工反求工程程快速模具快速模具制造制造快速制快速制造金属造金属零件零件医学中医学中用于器用于器官模型官模型制作制作在在RPM技术中的技术中的反求，就是要在反求，就是要在现有实物的基础现有实物的基础上求出三维的上求出三维的CAD模型。

通过模型。

通过反求工程可以快反求工程可以快速、准确地测速、准确地测量量RPM原型，找原型，找出产品设计中的出产品设计中的不足，重新设计不足，重新设计快速模具快速模具（RT）制造主）制造主要用于制造铸造要用于制造铸造模具和塑料模具。

模具和塑料模具。

分为：

分为：

间接制模间接制模和直接制模和直接制模.RPM技术与铸造技术与铸造技术相结合是由技术相结合是由RPM原型转化为原型转化为金属零件的最佳金属零件的最佳途径。

途径。

方法：

方法：

RPM原型原型翻制压型、直接翻制压型、直接复制铸模或烧失复制铸模或烧失型铸造熔模型铸造熔模以数字成像技术为以数字成像技术为基础的基础的CT（断层（断层成像）、成像）、MRI（核（核磁共振）等诊断方磁共振）等诊断方法与法与RPM系统相结系统相结合，即把所获得的合，即把所获得的人体扫描的分层截人体扫描的分层截面图像，经计算机面图像，经计算机三维重建后的数据三维重建后的数据提供给提供给RPM系统，系统，得到人体局部或内得到人体局部或内脏器官。

脏器官。

.RPM技术的发展趋势技术的发展趋势新工艺与新工艺与装备的开装备的开发发成型材料的系成型材料的系列化标准化列化标准化新型材料新型材料的研究的研究第三方软第三方软件的开发件的开发成型精度成型精度的研究的研究成型成型成型成型材料材料材料材料成型工成型工成型工成型工艺及软艺及软艺及软艺及软件件件件LOGOLOGO