國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

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1、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢引言快速成型技術(shù)(RapidPrototyping,簡稱RP)是國際上二十世紀(jì)八、九十年代發(fā)展起來的一種新型的制造技術(shù)"。它基于增材制造的原理(MateriallncreaseManufacturing,簡稱MIM),根據(jù)零件的CAD模型肓接成型復(fù)雜的零部件或模具，不需要任何工裝，突破了傳統(tǒng)去材法或變形法加工的許多限制，堪稱制造領(lǐng)域人類思維的一次飛躍。其匯集了計算機(jī)科學(xué)、CAD/CAM、數(shù)控技術(shù)、計算機(jī)圖形學(xué)、激光技術(shù)、新材料等諸多工程領(lǐng)域的先進(jìn)成果，解決T,傳統(tǒng)加工方法中復(fù)雜零件的快速制造難題，能自動、快速、準(zhǔn)確地將設(shè)計轉(zhuǎn)化成一定功能的產(chǎn)品原型或直接制造零件，對縮短企

2、業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)周期、節(jié)約開發(fā)資金、提高金業(yè)的市場競爭力均具有重人的意義。RP技術(shù)的研究與開發(fā)在國外得到了廣泛重視。木文將從以下兒方麗對該技術(shù)的最新成果作一綜述，并對未來的發(fā)展趨勢加以探討。1快速成型新設(shè)備最近兒年，快速成型新設(shè)備的研制與開發(fā)集中體現(xiàn)在兩個方血，一是原有RP的設(shè)備完善與提高，推出性能更高、功能更強(qiáng)的改進(jìn)型；二是新型RP設(shè)備的涌現(xiàn)。在原有設(shè)備的完善與發(fā)展方而，徳國EOS公同樹脂光照成型設(shè)備STEREOSMAX60O的制作范F貝為600mmX600mmX400n'fin.激光掃描速度可達(dá)10m/s；粉末燒結(jié)成型設(shè)備EOSINTS一700的制作范圍為700mnlX380mmX380m

3、lTl,激光掃描速度可達(dá)2?5m/S,專門用于鑄造砂型的制作。口木CEMT公司的樹脂光照成型設(shè)備SOUP—1000的制作范圍更人，為1000mmX800mnlX500mnlo美國DTM公司的Sinterstation2500的制作范圍達(dá)300nllnX381mlTlX432mlTl,制作能力比Sinterstation2000兒乎大一倍，在汽車和航空制造業(yè)中將有更大用途。它采用在z方向的動態(tài)聚焦技術(shù)，使激光光斑在大零件的邊緣也能保持較小的圓形，保證整個原型有較高的分辨率。DTM公司最近乂推出了新的快速成型系統(tǒng)Sinterstation2500pluso3DSystems公司的SLA一500

4、/40,其制作速度比SLA一500/30的制作速度快45%SLA—250/50的制作速度比SLA—250/40的快6o%；SLA—350采用Zephyr再涂層技術(shù)，最上而的待成型樹脂用真空吸附式刊板結(jié)構(gòu)涂布供給，不蠱要沉入液態(tài)樹脂中，提高廠速度，在制作的原型中不再混有液態(tài)樹脂。3DSystems公司最近乂推出了性能更為強(qiáng)人的SLA-7000,可以進(jìn)行包括高強(qiáng)度sL樹脂在內(nèi)的各種樹脂的成型。Helisys公司的L0M—2030成型速度比第一代機(jī)快30%Stratasys的FDM一1650采用改進(jìn)的擠出頭和軟件，速度比FDM一1600快3倍。而FDM一8000的制作速度比FDM一165()快1

5、倍,制作范圍達(dá)508nlmX431nlmX610nlm,精度為0?13nlm。目前兒乎所有RP設(shè)備的x-Y精度都已經(jīng)菲常高，共至可達(dá)數(shù)控機(jī)床水平，但Z方向精度牽涉到材料變形和難于直接精確監(jiān)控等因素，--般都人于0.Inlm。新型設(shè)備方面，RIKEN為NrlTrDATACMET公司合作開發(fā)了COSMART(ColorsOlidModelingAdvancedRlKENTechnology)系列的快速成型設(shè)備，主要包括COSMART—S、COSMART—I與SMART—MoCOSMART—S是一臺與SOUP類似的設(shè)備，目前在彩色樹脂成型方而取得很人成績；COSMART—I另外包括一臺WAX合浸

6、裝置和一臺粉末去除裝置，已成功制造出彩色DNA人分子模型，受到業(yè)界的廣泛關(guān)注；SMART—M(SolidHighSpeedMilling)是一臺RPL高速銃相結(jié)合的設(shè)備，反映了快速成型技術(shù)的一個垂要發(fā)展趨勢；此外，AMINOCORPORATION開發(fā)了精密壓制成形設(shè)備，AutostradeCo.Ltd.開發(fā)了類似于SL的設(shè)備E—DARTS,DenkenEngineeringCo.Ltd.開發(fā)了SLP一600設(shè)備，HitachiLtd.Tx一rayCT設(shè)備，ImanishiManufacturingCo.Ltd.開發(fā)了S—Art設(shè)備2快速成型新工藝常用的快速成型技術(shù)有立體光造型(SLA)、熔

7、融沉積制造(FDM)、疊層制造(1DM)、選擇性激光燒結(jié)（SIS）及三維印刷等。各種RP方法各具特點，但是沒冇一種方法能滿足所冇的生產(chǎn)要求，各白都在不斷改進(jìn)中。目前，新的快速成型方法或工藝也是快速成型技術(shù)研究的一個熱點，出現(xiàn)了很多新型的快速成型方法，例如選擇性電鑄、低溫冰型、金屬零件的直接成型等。2.1選擇性電鑄選擇性電鑄是傳統(tǒng)電鑄在快速成型技術(shù)中的新應(yīng)用。不同于傳統(tǒng)的快速成型方法，它利用離子沉積的方法有選擇地沉積金屬離