快速成形与快速模具制造技术

快速成型工艺基本原理：基于离散堆积原理的累加式成型，从成型原理上提出了一种全新的思维模式，即将计算机上设计的零件三维模型，表面三角化处理，存储成STL文件格式，对其进行分层处理，得到各层截面的二维轮廓信息，按照这些轮廓信息自动生成加工路径，在控制系统的控制下，选择性的固化或烧结或切割一层层的成型材料，形成各个截面轮廓薄片，并逐步顺序叠加成三维实体，然后进行实体的后处理，形成原型。

快速成型：1液态（SLA FDM）2粉末粒子(SLS)3薄层材料（LOM）在SLA系统中，扫描器件采用双振镜模块。

设置在激光束的汇聚光路中，由于双振镜在光路中前后布置的结构特点，造成扫描轨迹在X轴向的枕形畸形。

当扫描到正方形图形时，扫描轨迹并非一个标准的正方形，而是出现枕形畸形。

激光扫描方式对成型精度的影响：扫描方式与成型工件的内应力有密切关系，合适的扫描方式可以减少零件的收缩量，避免翘曲和扭曲变形，提高成型精度。

Z字形扫描方式：顺序往复扫描1过程太多，会出现严重的拉丝现象；2会产生严重的振动和噪声，降低加工效率；分区往复扫描：提高成型效率，分散收缩应力，减小收缩变形，提高成型精度；跳跃光栅式扫描可分为长光栅和短光栅式扫描：采用短光栅式扫描更能减小扭曲变形；采用跳跃光栅式扫描有效的提高了成型精度，它使得固话区域有更多的冷却时间，减小了热应力；对平面零件时采用螺旋式扫描方式，且外向内的扫描方式比内向外的扫描方式加工生产零件精度高. 传统的SLA制造技术：利用激光或者其他光源照射光敏树脂，使光敏树脂分子发生光聚合反应形成较大的分子实现树脂的固化。

单光子吸收光聚合反应SPA：光固化过程中树脂分子对光能的吸收是以单个光子为单位。

双光子吸收光聚合反应：以双光子吸收效应代替传统光固化成型过程中单光子吸收的过程。

叠层实体制造技术LOM：（Laminated Object Manufacturing，简称LOM）是几种最成熟的快速成型制造技术之一。

模具新技术新工艺概论一、前言随着制造业的发展，模具行业作为制造业的重要组成部分，也在不断地发展和创新。

模具技术和工艺的不断更新，不仅可以提高产品的质量和产能，还可以降低生产成本和提高企业竞争力。

本文将介绍一些模具行业中的新技术和新工艺。

二、快速成型技术快速成型技术是一种以数字化三维模型为基础，通过计算机控制激光束或喷嘴等装置进行材料加工，从而实现快速制造产品的技术。

这种技术可以大幅度缩短产品开发周期，降低生产成本，并且可以制造出复杂形状的零件。

在模具行业中，快速成型技术可以用于制造小批量、复杂结构的模具。

三、数控加工技术数控加工技术是一种利用计算机程序来控制机床进行自动化加工的技术。

与传统手工操作相比，数控加工技术具有高精度、高效率、可重复性好等优点。

在模具行业中，数控加工技术可以用于制造各种形状的模具零件，如模板、模架等。

此外，数控加工技术还可以用于制造各种形状的产品，如汽车零部件、航空零部件等。

四、电火花加工技术电火花加工技术是一种利用电火花放电进行材料切割的技术。

这种技术可以切割硬度较高的材料，如钢、铁等。

在模具行业中，电火花加工技术可以用于制造复杂结构的模具零件。

与传统机械加工相比，电火花加工可以实现更高精度和更小尺寸的切割。

五、激光焊接技术激光焊接技术是一种利用激光束进行材料焊接的技术。

这种技术可以实现高精度焊接，并且不会对周围材料产生太大影响。

在模具行业中，激光焊接技术可以用于修复或制造模具零件。

六、表面处理技术表面处理技术是一种对材料表面进行改性或涂覆处理的技术。

这种技术可以提高材料表面的硬度和耐腐蚀性，从而延长材料的使用寿命。

在模具行业中，表面处理技术可以用于提高模具零件的耐磨性和抗腐蚀性。

七、新型材料随着科技的不断发展，新型材料不断涌现。

这些新型材料具有更好的机械性能、耐磨性、耐高温等特点。

在模具行业中，新型材料可以用于制造更加耐用和高效的模具零件。

八、总结以上是一些模具行业中的新技术和新工艺。

模具制造快速成型技术探讨概要：要想将新产品的开发成本降低，开发周期缩短，就必须将模具的成本有效控制并降低，因此就必须充分借助快速成型技术进行制模，并且在充分考虑模具原型材料的基础上将电弧喷涂快速制模、硅胶-陶瓷型橡胶模制模、硅橡胶制模及其树脂型复合模具制模手段合理的选择应用随着市场的不断变化与消费者需求的增多，使得当下不得不加快产品更新，进而就必须加快产品研发，基于此，引进快速成型技术则具有重要的意义。

一、快速成型技术的相关特点分析对快速成型技术的特点进行归纳汇总，主要表现为以下几个方面：一是速度快，即从规划到生产的时间短，对新品的管理域开发相当适用；二是柔性高，即改变CAD模型并对设置参数重新调整，便可将不同形状的模型生产；三是选材广，除了塑料树脂类之外，还可以选择陶瓷材料、金属、复合材料、纸类与石蜡类材料进行制模；四是设计制造一体化且高度技术集成，包括了机械控制、材料控制、激光、计算机、计算机技术、综合数据、数控技术等；五是自由成形制造，即零件形状无特殊限制和不受复杂零件形状限制；六是加工制造快速，将新品研制周期与成本大大缩减，同时加工具有自动化、浪费少、噪声小及其振动小的特点；七是原型的互换性及其复制性高；八是产品的复杂程度不影响加工成本和周期；九是制造原型的形状不影响制造工艺。

二、模具制造中快速成型技术的应用一般涉及间接制模和直接制模两种模具制造方法，而要想实现快速制模，就必须保证快速原型具有较高的尺寸精度，然而受成型工艺及其材质等因素的影响，使得直接制模法较为少用。

目前在产品生产中应用较多的快速成型制模技术主要包括了以下几种：一是电弧喷涂快速制模，即依据原型模样充分雾化熔化的金属，之后将其向样模表面喷射，且控制一定的速度，促进模具型腔表面的形成，之后将复合材料背衬充填，支撑选择的材料为硅橡胶或环氧树脂，分离壳与原型，将精密模具获得，再将冷却系统和浇注系统等加入，与模架一同制作注射模具。

3D打印机实训报告 GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-“快速成型与快速模具”3D打印实训报告一、3D打印机的介绍1、3D打印机的介绍3D打印（3D printing）也称为“增材制造（Additive Manufacturing）”，它是新兴的一种快速成型技术。

与传统的减材制造工艺不同，3D打印是以数据设计文件为基础，将材料逐层沉积或黏合以构造成三维物体的技术。

3D打印的思想萌芽和实验探索由来已久，但现代意义上的3D打印技术于20世纪80年代中期诞生于美国。

Charles Hull（3D Systems公司的创始人）和Scott Crump（Stratasys公司的创始人）是3D打印技术的先驱人物。

1986年，Charles Hull发明了第一台3D打印机，之后成立了第一家3D打印公司3D Systems。

1988年，3D Systems公司推出了世界上第一台基于SLA技术的商用3D打印机SLA-250，它的面世标志着3D打印商业化的起步。

Scott Crump研发了另一3D打印主流技术FDM，于1989年申请了美国专利并创立了Stratasys公司，1992年推出第一台基于FDM技术的“3D Modeler”打印机。

经过二十余年的发展，3D打印机在工业领域已经有一定的应用基础。

随着计算能力、设计软件、新材料及互联网进步的不断推动，3D打印技术近年来发展迅速，应用领域不断拓宽，显示出巨大的发展潜力。

3D打印与传统制造业的最大区别在于产品成型的过程上。

在传统的制造业，整个制造流程一般需要经过开模具、铸造或锻造、切割、部件组装等过程成型。

3D打印则免去了复杂的过程，无需模具，一次成型。

因此，3D打印可以克服一些传统制造上无法达成的设计，制作出更复杂的结构。

随着技术的不断进步，3D打印在铸造精度上已经可以与传统方式相媲美，但是在大规模生产上，3D打印目前仍无法获得规模经济，在成本上和效率上不具优势。

基于快速成型技术（RP）的快速模具制造（RT）技术的研究摘要：快速成型技术（RP）的发展带来了一系列的创新制造技术，其中快速模具制造（RT）是一项重要的技术。

RT技术利用RP技术制造出的模具，可以在短时间内快速制造出符合要求的零部件，为制造业的高效生产提供了有力支持。

本文将对RT技术的原理、技术分类和发展趋势进行探讨，并分析了RT技术在现代制造业中的应用，并对其未来的发展方向做出了展望。

关键词：快速成型技术；快速模具制造；RP技术；制造业一、引言随着全球市场的不断扩大和竞争的日益激烈，企业需要加快产品设计和制造的速度，以便更快地满足市场需求。

快速成型技术（RP）的应用为实现这一目标提供了创新的手段，可以在短时间内制造出符合要求的零部件或模型。

然而，RP技术的制造成本较高，并且一些材料的机械性能还不够理想，这都限制了其在实际生产中的应用。

因此，快速模具制造（RT）技术应运而生。

RT技术是一项将RP 技术应用于模具制造的新技术，可以在短时间内制造出符合要求的模具，以便进行大批量零件的生产。

相对于传统的模具制造技术，RT技术具有制造周期短、成本低、设计灵活等优点，并且可以制造出更加复杂的模具。

二、RT技术的原理RT技术主要利用RP技术制造出的模具进行制造。

在传统的模具制造过程中，需要先设计、制造模具，再使用模具制造出零部件。

而在RT技术中，只需要在计算机中设计出模具，然后利用RP技术将模具制造出来，再使用模具制造出零部件。

从而将制造周期大幅缩短，提高制造效率。

RT技术涉及到多种RP技术，例如光固化RP技术、激光快速成型技术、喷墨3D打印技术等。

这些技术都可以用于制造模具，以便在短时间内快速制造出符合要求的零件。

三、RT技术的分类RT技术可以分为直接RT和间接RT两种。

直接RT是指将模具制造完成后，直接在模具内制造零件。

直接RT技术又可以分为热成型、注塑成型、压铸成型等不同的生产工艺。

间接RT是指先通过RP技术制造出原型模具，然后用原型模具制造出硅胶模具，最后再使用硅胶模具制造出生产模具。

基于快速成形技术的快速模具制造技术(doc 10页)2.用快速成形件作母模，复制软模具(Soft tooling)用快速成形件作母模，可浇注蜡、硅橡胶、环氧树脂、聚氨脂等软材料，构成软模具，或先浇注硅橡胶、环氧树脂模(即蜡模的压型)，再浇注蜡模。

其中，蜡模可用于熔模铸造，而硅橡胶模、环氧树脂模等可用作试制用注塑模或低熔点合金铸造模。

3.用快速成形件作母模，复制硬模具(Iron tooling)用快速成形件作母模，或据其复制的软模具，可浇注(或涂覆)石膏、陶瓷、金属基合成材料、金属，构成硬模具(如各种铸造模、注塑模、蜡模的压型、拉伸模)，从而批量生产塑料件或金属件。

这种模具有良好的机械加工性能，可进行局部切削加工，以便获得更高的精度，或镶入嵌块、冷却系统、浇注系统等。

用金属基合成材料浇注成的蜡模的压型，其模具寿命可达1000～1 0000件。

4. 用快速成形系统制作电脉冲机床用电极用快速成型件作母体，通过喷镀或涂覆金属、粉末冶金、精密铸造、浇注石墨粉或特殊研磨，可制作金属电极或石墨电极。

三、基于RP的快速模具制造的应用1. 利用硅橡胶模(Silicon Rubber Mold)制作佛头、线圈硅橡胶有很好的弹性和复制性能，用它来复制模具可不考虑拔模斜度，基本不会影响尺寸精度，而且这种材料有很好的切割性能，用薄片就可容易地将其切开且切面间非常贴合，因此用它来复制模具时可以先不分上下模，整体浇注出软模后，再沿预定的分模面将其切开，取出母模，即可得到上下两个软模。

(1)试验用设备和材料所用的设备：Stratasys的Titan快速成形机、HVC-1真空注型机和恒温箱。

所用的材料：日产KE-1310ST透明硅橡胶、日产CAT-1310固化剂(浇注时，KE-1310ST与CAT-1310以100：10混合)和PX215真空注型硬制聚氨脂树脂(异氰酸脂，多元醇1∶1混合)。

(2)制模工艺路线使用 UG、PRO-E、Solid Edge 等软件进行三维实体造型，以STL 文件格式保存；将文件输入快速成形机作出制件原型，处理后作为硅橡胶母模；组合模框后将硅橡胶和固化剂的混合物浇注于框中，通过真空脱泡、固化后剖切取出母样即得硅胶模；最后在真空注型机中浇注塑料样件。