快速成型技术及原理

快速成型技术的工作原理快速成型技术（Rapid Prototyping Technology，RPT），也称为快速制造技术（Rapid Manufacturing Technology，RMT），是指采用计算机辅助设计（CAD）、数控加工（CNC）和分层制造技术（SLM）等手段，快速制作出具有复杂内部结构的三维实物模型或器件的一种先进制造技术。

快速成型技术主要包括三个方面的内容：现代制造方式、CAD技术和快速成型技术。

快速成型技术的工作原理是将设计图或CAD模型转为STL文件，再将STL文件通过计算机化控制系统控制加工设备的动作，并以逐层堆积、覆盖、切割、加压等方式将逐层依次进行制造，直至完成所需产品的加工制造。

其具体工作流程如下：1.设计阶段首先，使用计算机辅助设计（CAD）软件将所需产品的三维模型绘制出来。

CAD绘图是快速成型技术的关键环节，决定了产品的实际制造效果和制造成本，需要使用专业的CAD软件进行设计。

2.模型处理阶段CAD设计完成后，需要进行一系列的模型处理。

主要包括增补模型壳体、提高模型强度、修复模型错误等。

这一阶段的处理对制造成型的质量和效率有直接的影响。

3.数据修复阶段接下来进入数据修复阶段，对CAD绘制过程中的错误进行修复和清理，以确保STL文件的精度和准确性，避免在制造过程中出现数据错乱和失真等问题。

4.切片阶段STL文件经过数据处理后，需要切成非常小的层面，比如0.1mm，这个过程称为切片。

通过这个过程将模型切成多个水平层面形成多个切片。

每层镶嵌在一起就变成了整个模型。

5.加工阶段加工阶段就是将切片依次导入数控加工机中，喷射实现逐层累加和压实，也就是通常所说的“逐层堆叠”过程。

这个过程就是快速成型技术的核心技术。

6.后处理阶段最后的后处理阶段可以将产品进行研磨、喷漆、涂料处理等等。

完成整个产品制造的过程。

总之，快速成型技术极大地缩短了从概念到产品推向市场的时间。

快速成型技术的高效加工和制造过程为设计师提供更好的自由度，可以随意尝试和实验不同的设计方案，以最快的速度推向市场产品。

快速成型技术原理及应用快速成型技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。

成型原理：基于离散-叠加原理而实现快速加工原型或零件特点：不需机加工设备或者模具即可快速制造形状极为复杂的工件简介：(Rapid Prototyping&Manufacturing, 缩写为RP)是二十世纪八十年代末九十年代初兴起并迅速发展起来的新的先进制造技术. 其特点是可以不需机加工设备或者模具即可快速制造形状极为复杂的工件, 从而在小批量产品生产或新产品试制时节省时间和初始投资.这里所说的快速加工原型是指能代表一切性质和功能的实验件,一般数量较少,常用来在新产品试制时作评价之用. 而这里所说的快速成型零件是指最终产品,已经具有最佳的特性,功能和经济性.快速成型技术(RP)的成型过程: 首先建立目标件的三维计算机辅助设计(CAD 3D)模型, 然后对该实体模型在计算机内进行模拟切片分层,沿同一方向(比如Z轴)将CAD 实体模型离散为一片片很薄的平行平面; 把这些薄平面的数据信息传输给快速成型系统中的工作执行部件,将控制成型系统所用的成型原材料有规律地一层层复现原来的薄平面, 并层层堆积形成实际的三维实体,最后经过处理成为实际零件.经过20多年的发展, 快速成型技术(RP)有较大发展, 应用非常广泛,尤其在汽车制造,航天航空,建筑,家电,卫生医疗及娱乐等领域有强大的应用.目前基于快速成型技术(RP)开发的工艺种类较多, 可以分别按所用材料划分, 成型方法划分等.1) 利用激光或其它光源的成型工艺的成型:---（SL）---（简称LOM)---（简称SLS)---形状层积技术(简称SDM);2) 利用原材料喷射工艺的成型:---（简称FDM)---三维印刷技术(简称3DP)其它类型工艺有:---树脂热固化成型 (LTP)---实体掩模成型 (SGC)---弹射颗粒成型 (BFM)---空间成型 (SF)---实体薄片成型 (SFP)应用：RPM技术的发展水平而言，在国内主要是应用于新产品（包括产品的更新换代）开发的设计验证和模拟样品的试制上，即完成从产品的概念设计（或改型设计），造型设计，结构设计，基本功能评估，模拟样件试制这段开发过程。

四种典型的快速成型技术的成型原理一、激光烧结成型原理激光烧结成型（Selective Laser Sintering，简称SLS）是一种快速成型技术，其成型原理是利用激光束对粉末材料进行烧结，逐层堆积形成所需的三维实体。

激光烧结成型的过程主要包括以下几个步骤：首先，利用计算机辅助设计（CAD）软件将待制造的物体进行三维建模，并将模型数据转化为机器能够识别的格式。

然后，将烧结材料粉末均匀地铺在工作台上，使其表面平整。

接下来，利用激光束控制系统，将激光束按照预定的路径和参数扫描在粉末层表面，使其局部熔融烧结。

激光束的能量使粉末颗粒之间发生熔融和烧结，形成一层固体物质。

再次铺上一层新的粉末材料，重复上述步骤，逐层堆积，直至形成整个三维实体。

最后，将成品从未熔融的粉末中清理出来，并进行后续处理，如热处理或表面处理。

激光烧结成型技术具有成型速度快、制作精度高、制造复杂度高等优点。

由于其成型过程中无需使用支撑材料，可以制造出具有复杂内部结构的零件，因此被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。

二、光固化成型原理光固化成型（Stereolithography，简称SLA）是一种常见的快速成型技术，其成型原理是利用紫外线激光束对光固化树脂进行逐层固化，最终形成所需的三维实体。

光固化成型的过程主要包括以下几个步骤：首先，利用计算机辅助设计（CAD）软件将待制造的物体进行三维建模，并将模型数据转化为机器能够识别的格式。

然后，将液态光固化树脂均匀地铺在工作台上。

接下来，利用紫外线激光束扫描器，将激光束按照预定的路径和参数照射在树脂表面，使其局部固化。

激光束的能量使树脂中的光敏物质发生聚合反应，从而使树脂由液态变为固态。

再次涂覆一层新的液态光固化树脂，重复上述步骤，逐层固化，最终形成整个三维实体。

最后，将成品从未固化的树脂中清洗出来，并进行后续处理，如烘干或光刻。

光固化成型技术具有成型速度快、制造精度高、制造复杂度高等优点。

快速成型技术1、快速成型简介快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。

自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。

RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。

不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。

但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。

形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。

2、RP 技术的原理RP 技术是采用离散∕堆积成型的原理, 由CAD 模型直接驱动的通过叠加成型方出所需要零件的计算机三维曲面或实体模型, 根据工艺要求将其按一定厚度进行分层, 把三维电子模型变成二维平面信息(截面信息), 在微机控制下, 数控系统以平面加工的方式有序地连续加工出每个薄层并使它们自动粘接成型, 图1 为RP 技术的基本原理。

图1 RP 技术的基本原理。

RP 技术体系可分解为几个彼此联系的基本环节: 三维CAD 造型、反求工程、数据转换、原型制造、后处理等。

2.1立体光固化成型(SLA)该方法是目前世界上研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的一种快速成型方法。

SLA 技术原理是计算机控制激光束对光敏树脂为原料的表面进行逐点扫描, 被扫描区域的树脂薄层( 约十分之几毫米) 产生光聚合反应而固化, 形成零件的一个薄层。

工作台下移一个层厚的距离, 以便固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂, 进行下一层的扫描加工, 如此反复, 直到整个原型制造完毕。

由于光聚合反应是基于光的作用而不是基于热的作用, 故在工作时只需功率较低的激光源。

此外,因为没有热扩散, 加上链式反应能够很好地控制, 能保证聚合反应不发生在激光点之外, 因而加工精度高, 表面质量好, 原材料的利用率接近100%, 能制造形状复杂、精细的零件, 效率高。

RP技术简介快速原型制造技术，又叫快速成形技术，（简称RP技术）；英文：RAPID PROTOTYPING（简称RP技术），或RAPID PROTOTYPING MANUFACTUREING，简称RPM。

快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。

自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。

RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。

不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。

但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。

形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。

RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。

RP技术的基本原理是：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。

快速成型机的工艺立体光刻成型sla层合实体制造lom熔融沉积快速成型fdm激光选区烧结法SLS多相喷射固化mjs多孔喷射成型mjm直接壳法产品铸造dspc激光工程净成型lens选域黏着及热压成型SAHP层铣工艺lmp分层实体制造som自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来，已经有十几种不同的成形系统，其中比较成熟的有SLA、SLS、LOM和FDM等方法。

快速成型技术的原理快速成型技术（Rapid Prototyping，RP）是一种利用计算机辅助设计和制造技术，通过逐层堆积材料来制造三维实体模型的先进制造技术。

它是一种以增量方式制造物体的技术，与传统的减量方式（如切削加工）相比，RP技术具有制造过程简单、制造周期短、制造精度高等优点，因此在工程设计、医学、航空航天等领域得到了广泛应用。

快速成型技术的原理主要包括建模、切片、堆积和后处理四个主要步骤。

首先，建模是快速成型技术的第一步。

它利用计算机辅助设计软件（CAD）对产品进行三维建模，将产品的设计图形转换为由许多小体积元素组成的三维模型。

建模的关键是准确地描述产品的几何形状和内部结构，以便后续的切片和堆积操作。

其次，切片是快速成型技术的第二步。

在切片过程中，建模软件将三维模型分解为许多薄层，每一层的厚度通常在几十微米到几毫米之间。

切片的精度和层厚度决定了最终制造出的实体模型的表面粗糙度和精度。

接下来是堆积，也就是快速成型技术的核心步骤。

在堆积过程中，通过逐层堆积材料，将切片后的二维轮廓堆积成三维实体模型。

常见的堆积方法包括激光烧结、熔融沉积、光固化等。

不同的堆积方法适用于不同的材料和精度要求，但它们的共同目标是逐层堆积，逐渐形成最终的产品。

最后是后处理，也是快速成型技术的最后一步。

在堆积完成后，通常需要对实体模型进行后处理，包括去除支撑结构、表面处理、热处理等。

后处理的目的是使实体模型达到设计要求的精度和表面质量。

总的来说，快速成型技术的原理是通过建模、切片、堆积和后处理四个主要步骤，利用计算机辅助设计和制造技术，逐层堆积材料来制造三维实体模型。

这种制造技术具有制造过程简单、制造周期短、制造精度高的优点，因此在工程设计、医学、航空航天等领域得到了广泛应用。

随着材料和技术的不断进步，快速成型技术将在未来发展出更多的应用和可能性。

快速成型技术的特点和工艺原理摘要：快速成形技术是集机械、电子、光学、材料等学科为一体的先进制造技术之一,本文综述了快速成形技术原理与特点，特别在快速成形系统、材料和快速制模方面的最新成就，并分析了快速成形与快速制模技术的发展趋势。

指出该项技术可构成一种应用范围十分广泛、新颖的加工体系，市场前景广阔。

关键词：快速成形技术；三维模型；立体光造型；迭层实体制造;快速制模。

一、前言90年代开始，随着冷战时代的结束，市场环境发生了巨大的变化。

一方面表现为消费者需求日趋主体化、个性化和多样化；另一方面则是产品制造商们都着眼于全球市场的激烈竞争。

面对市场，产品制造商们不但要很快地设计出符合人们消费需求的产品，而且必须很快地生产制造出来，抢占市场。

因此，面对一个迅速变化且无法预料的买方市场，以往传统的大批量生产模式对市场的响应就显得越来越迟缓与被动。

快速响应市场需求，已成为制造业发展的重要走向。

为此，这些年来工业化国家一直在不遗余力地开发先进制造技术，以提高制造工业发展水平，以便在激烈的全球竞争中占有一席之地。

与此同时，计算机、微电子、信息、自动化、新材料、和现代企业管理技术的发展日新月异，这些技术、产业的发展与进步，给产品创意、研究开发、设计、工艺设计、加工准备、制造工艺、装备、装配、质量保证、生产管理和企业经营都有带来了重大变革，产生了一批新的制造技术和制造模式，制造工程与科学取得了前所未有的成就。

快速成形技术就是在这种背景下逐步形成并得以发展。

快速成形技术的发展，使得产品设计、制造的周期大大缩短，提高了产品设计、制造的一次成品率，降低产品开发成本，从而给制造业带来了根本性的变化。

二、技术原理及特点快速成形技术(快速原型技术，RP技术)系统可分为两大类：基于激光或其它光源的成形技术，如：立体光造型（Stereo lithography：SL）、迭层实体制造（Laminated Object Manufacturing：LOM）、选择性激光烧结（Selected Laser Sintering：SLS）、形状沉积制造（Shape Deposition Manufacturing：SDM）等；基于喷射的成形技术，如：熔融沉积制造（Fused Deposition Modeling：FDM）、三维打印制造（Three Dimensional Printing：3DP）等。

简述fdm快速成型工艺的原理及优缺点下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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快速成型技术在医学中的应用随着现代科技的不断发展，快速成型技术在各个领域中得到了广泛的应用，尤其是在医学领域中。

医学工程正在迅速成为一个重要的领域，而快速成型技术在其中扮演者重要的角色。

本文将就快速成型技术在医学中的应用进行详细探讨。

一、快速成型技术的基本原理快速成型技术是一种利用计算机辅助设计、制造和生物医学工程学来制造零件的技术。

其基本原理是依据任意三维几何体的CAD模型，利用计算机辅助制造技术将其分层处理，依次通过向前推进材料或熔融材料的方式，将物体一层层地制造出来，直到形成完整的物体模型，这个过程称为快速成型。

快速成型技术的优点是快速制造、高度精度、低成本、设计灵活多变、无需特殊工具、任何形状均可制造而不需要限制。

这些优点使得快速成型技术在医学领域中大有用武之地。

二、快速成型技术在医学中的应用1、医学模型的制造医学模型制造是快速成型技术在医学领域中的一个可以发挥重要作用的应用。

其主要包括骨头、心脏、肺部等的三维打印模型。

这些模型的制造可以帮助医生更加深入地了解病人的情况。

采用三维打印技术可以为外科医生提供直观的、可触摸的模型，以促进对病人的诊断和治疗。

此外，还可以提高难度手术的成功率并减少医疗事故的发生。

2、手术和创口辅助器材的制造利用快速成型技术制造手术和创口辅助器材也是医疗领域的重要应用。

手术辅助器材可以帮助医生更好地掌握手术的精确度和安全性，同时也可以减少手术风险。

而利用快速成型技术3D打印的创口辅助器材，可以减少手术的痛苦和恢复时间，增加病人的生活质量。

3、人工器官和植入物的制造利用快速成型技术制造人工器官和植入物也是医学领域中的重要应用。

这种技术包括制造人工眼角膜、人工植髓材料、人工关节等。

随着自体提取组织等技术的发展，快速成型技术制造出的人工器官和植入物已经成为当前医学领域中的重要方向之一。

三、快速成型技术在医学中的未来发展随着计算机、材料和制造技术的日益提高，快速成型技术在医学领域中的应用前景也非常广阔。

快速成型技术原理及应用快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP）是一种以计算机辅助设计（CAD）为基础的，通过逐层加工原材料快速构建三维实体模型的技术。

它将传统制造过程中需经历多个环节、耗费大量时间和资源的步骤整合为一个流程，大大提高了产品开发速度和效率。

以下是快速成型技术的原理及应用。

1.CAD设计：首先通过计算机辅助设计软件（CAD）将产品的三维模型进行设计。

设计师可以利用CAD软件进行模型的切片、修正和优化等操作。

2.STL文件生成：在CAD软件中完成模型设计后，将模型导出为STL文件格式。

STL文件包含被切成一层层离散点的模型数据，用于后续快速成型机器的操作。

3.快速成型机器操作：在快速成型机器中，通过计算机的指令将STL文件的数据输入到机器控制系统中。

然后，机器按照层叠的方式，在构筑台上逐层加工原材料，以构建出产品的三维实体模型。

4.完成模型：快速成型机器根据STL文件的数据逐层堆积原材料，最终完成整个三维模型。

随后，可以进行后续的表面处理、热处理、组装等工序。

1.产品设计与开发：快速成型技术可以加快产品设计与开发的速度。

在产品设计阶段，可以使用快速成型技术制作模型进行实物评估，提前发现并解决问题，减少设计修改次数和开发成本。

2.医疗器械制造：快速成型技术可以用于医疗器械的原型制作。

医疗器械的形状复杂，尺寸精确，而且需要定制化的设计。

通过快速成型技术，可以快速制作出符合患者需求的医疗器械原型，方便医生进行手术仿真和团队讨论。

3.航空航天领域：快速成型技术在航空航天领域中应用广泛。

例如，用于制作飞机模型、导弹弹头模型、航天器模型等。

通过快速成型技术，可以快速制作出逼真的模型供试验和研究使用。

4.教育和研究：快速成型技术在教育和研究领域中也有很大的应用。

例如，在工程教育中，可以使用快速成型技术制作物体的模型，帮助学生更好地理解和学习工程知识。

在科学研究中，可以利用快速成型技术制作实验装置的模型，方便研究人员观察和分析。

快速成型（RP）技术快速成型（RP）技术简介RP技术是80年代后期发展起来的快速成型(Rapid Prototyping 简称RP)技术，被认为是近年来制造技术领域的一次重大突破，其对制造业的影响可与数控技术的出现相媲美。

RP系统综合了机械工程、CAD、数控技术，激光技术及材料科学技术，可以自动、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，从而可以对产品设计进行快速评价、修改及功能试验，有效地缩短了产品的研发周期。

而以RP系统为基础发展起来并已成熟的快速模具工装制造( Quick Tooling)技术，快速精铸技术(Quick Casting)，快速金属粉末烧结技术(Quick Powder Sintering)，则可实现零件的快速成品。

RP技术，迴异于传统的去除成型(如车、削、刨、磨)，拼合成型(如焊接)，或受迫成型(如铸、锻，粉末冶金)等加工方法，而是采用基于材料累积制造的思想，把三维立体看成是无数平行的、具有不同形状的层面的叠加，能快速制造出产晶原型。

快速原型制造技术(RP)将计算机辅助设计(CAD)、辅助制造(CAM)、计算机辅助控制(CHC)、精密伺服驱动和新材料等先进技术集于一体，依据计算机上构成的产品三维设计模型，对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓，激光选择性的切割一层层的纸(或固化一层层的液态树脂、烧结一层层的粉末材料或热喷头选择快速地熔覆一层层的塑料或选择性地向粉末材料喷射一层层粘结剂等)，形成各截面轮廓并逐步叠加成三维产品。

目前，它已成为现代制造业的支柱技术，是实现并行工程、集成制造技术和技术开发的必不可少的手段之一。

与传统的切削加工方法相比，快速原型加工具有以下优点：(1)可迅速制造出自由曲面和更为复杂形态的零件，如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等，大大降低了新产品的开发成本和开发周期。

(2)属非接触加工，不需要机床切削加工所必需的刀具和夹具，无刀具磨损和切削力影响。