详析3D打印、快速成型与快速制造技术

详析3D打印、快速成型与快速制造技术

详析3D打印、快速成型与快速制造技术

傻傻分不清楚3D打印、快速成型与快速制造技术解析当前,3D打印、3D打印机、三维打印、快速成型、快速制造、数字化制造这些名词,如同一股旋风,仿佛一夜之间就在学术界、政界、传媒界、金融界、制造界掀起了巨澜。然而至今还没有一篇文章能够全面、完整地对这些名词进行解析,让人们真正认识和了解什么是3D打印、什么是快速制造。

解析一:概念

快速成型(Rapid Prototyping,简称RP),诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种新型技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。目前国内传媒界习惯把快速成型技术叫做3D打印或者三维打印,显得比较生动形象,但是实际上,3D打印或者三维打印只是快速成型的一个分支,只能代表部分快速成型工艺。

快速制造(Rapid Manufacturing,简称RM),有狭义和广义之分,狭义上是基于激光粉末烧结快速成型技术的全新制造理念,实际上属于RP快速成型技术的其中一个分支,它是指从电子数据直接自动地进行快速的、柔性并具有较低成本的制造方式。快速制造它与一般的快速成型技术相比,在于可以直接生产最终产品,能够适应从单件产品制造到批量的个性化产品制造;而广义上,RM快速制造可以包括快速模具技术和CNC数控加工技术在内,因此可以与RP快速成型技术分庭抗礼,各擅胜场。

国际上喜欢用AddiTIve Manufacturing(简称AM)来囊括RP和RM技术,国内翻译为增量制造、增材制造或添加制造。2009年美国ASTM成立了F42委员会,将AM定义为:Process of joining mat-erials to make objects from 3d model data,usua-lly layer upon layer,as opposed to subtracTIve manufacturing methodologies. 即:一种与传统的材料去处加工方法截然相反的,通过增加材料、基于三维CAD模型数据,通常采用逐层制造方式,直接

快速成形技术的快速模具制造技术(doc 6)

快速成形技术的快速模具制造技术(doc 6)

基于快速成形技术的快速模具制造技术 一、引言 近10年来,制造业市场环境发生了巨大的变化,迅速将产品推向市场已成为制造商把握市场先机的重要保障。因此,产品的快速开发技术将成为赢得21世纪制造业市场的关键 快速成形技术(以下简称RP)是一种集计算机辅助设计、精密机械、数控激光技术和材料学为一体的新兴技术,它采用离散堆积原理,将所设计物体的CAD模型转化成实物样件。由于RP技术采用将三维形体转化为二维平面分层制造的原理,对物体构成复杂性不敏感,因此物体越复杂越能体现它的优越性。 以RP为技术支撑的快速模具制造RT(Rapid Tooling)也正是为了缩短新产品开发周期,早日向市场推出适销对路的、按客户意图定制的多品种、小批量产品而发展起来的新型制造技术。由于产品开发与制造技术的进步,以及不断追求新颖、奇特、多变的市场消费导向,使得产品(尤其是消费品)的寿命周期越来越短已成为不争的事实。例如,汽车、家电、计算机等产品,采用快速模具制造技术制模,制作周期为传统模具制造的1/3~1/10,生产成本仅为1/3~1/5。所以,工业发达国家已将RP/RT作为缩短产品开发时间及模具制作周期的重要研究课题和制造业核心技术之一,我国也已开始了快速制造业的研究与开发应用工作。 二、基于RPM的快速模具制造方法 模具是制造业必不可少的手段,其中用得最多的有铸模、注塑模、冲压模和锻模等。传统制作模具的方法是:对木材或金属毛坯进行车、铣、刨、钻、磨、电蚀等加工,得到所需模具的形状和尺寸。这种方法既费时又费钱,特别是汽车、摩托车和家电所需的一些大型模具,往往造价数十万元以上,制作周期长达数月甚至一年。而基于RPM技术的RT直接或间接制作模具,使模具的制造时间大大缩短而成本却大大降低。 1. 用快速成形机直接制作模具 由于一些快速成形机制作的工件有较好的机械强度和稳定性,因此快速成形件可直接用作模具。例如,Stratasys公司TITAN快速成形机的PPSF制件坚如硬木,可承受30 0℃高温,经表面处理(如喷涂清漆,高分子材料或金属)后可用作砂型铸造木模、低熔点合金铸造模、试制用注塑模以及熔模铸造的压型。当用作砂形铸造的木模时,它可用来重复制作50~100件砂型。作为蜡模的成型模时,它可用来重复注射100件以上的蜡模。用FDM快速成形机的ABS工件能选择性地融合包裹热塑性粘结剂的金属粉,构成模具的半成品,烧结金属粉并在孔隙渗入第二种金属(铝)从而制作成金属模。

快速成型3d打印原理技术论文 3d打印快速成型技术

快速成型3d打印原理技术论文 3d打印快速成型技术 3D快速打印技术在近年来得到了快速发展,应用领域也在不断的增加。下面是为大家精心推荐的快速成型3d打印技术论文,希望能对大家有所帮助。 摘要:3D打印又称为增材制造,近年来得到了快速发展,应用领域不断增加。本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析,对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。 关键词:3D打印;应用现状;教学领域 1 引言 3D打印,又称为增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为“第三次工业革命的重要标志”,以其“制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。近年来,随着3D打印技术的逐步成熟、精确,打印材料种类的增加,打印价格的降低,3D打印得到了快速发展,应用领域不断增加,不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用,也逐渐进入了公众视野,走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所,在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用,作为教育工作者,本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上,重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。

2 3D打印概述 2.1 3D打印原理 3D打印(3D printing,又称三维打印),是利用设计好的3D模型,通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产品的技术[1]。一般来说,通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2],其中3D虚拟模型,可以是利用扫描设备获取物品的三维数据,并以数字化方式生成三维模型,或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型,有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型,比如123D Catch[3]。 2.2 3D打印的优势 与传统制造技术相比,3D打印不需事先制模,也不必铸造原型,大大缩短了产品的设计周期,减少了产品从研发到应用的时间,降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险,使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单,产品也更能凸显个性化。另外,3D打印是增材制造,使用金属粉或其他材料,使部件从无到有制造出来,大大减少了原材料和能源的消耗,生产上实行了结构优化。

3D打印与快速成型和快速制造之间的区别和联系

3D打印与快速成型和快速制造之间的区别和 联系 D、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。目前国内传媒界习惯把快速成型技术叫做“3D打印”或者“三维打印”,显得比较生动形象,但是实际上,“3D打印”或者“三维打印”只是快速成型的一个分支,只能代表部分快速成型工艺。快速制造(Rapid Manufacturing,简称RM),有狭义和广义之分,狭义上是基于激光粉末烧结快速成型技术的全新制造理念,实际上属于RP快速成型技术的其中一个分支,它是指从电子数据直接自动地进行快速的、柔性并具有较低成本的制造方式。快速制造它与一般的快速成型技术相比,在于可以直接生产最终产品,能够适应从单件产品制造到批量的个性化产品制造;而广义上,RM快速制造可以包括“快速模具”技术和CNC数控加工技术在内,因此可以与RP快速成型技术分庭抗礼,各擅胜场。国际上喜欢用“Additive Manufacturing”(简称AM)来囊括RP和RM 技术,国内翻译为增量制造、增材制造或添加制造。年美国ASTM 成立了F42委员会,将AM定义为:

“Process of joining mat-erials to make objects from3d model data, usua-lly layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing methodologies、” 即:一种与传统的材料去处加工方法截然相反的,通过增加材料、基于三维CAD模型数据,通常采用逐层制造方式,直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。解析二:几种主流快速成型工艺的成型原理及优缺点 1、激光光固化(SLAStereolithography)该技术以光敏树脂为原料,将计算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截面的轮廓为轨迹对液态树脂连点扫描,便被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应,从而形成零件的一个薄层截面。当层固化完毕,移动工作台,在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂以便进行下一层扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上,如此重复直到整个零件原型制造完毕。美国3DSYSTEMS 公司是最早推出这种工艺的公司。该项技术特点是精度和光洁度高,但是材料比较脆,运行成本太高,后处理复杂,对操作人员要求较高。适合验证装配设计过程中用。 2、三维打印成型(3DP3Dimension Printer)其最大特点是小型化和易操作,多用于商业、办公、科研和个人工作室等环境。而根据打印方式的不同,3DP三维打印技术又可以分为热爆式三维打印(代表:美国3D Systems公司的 Zprinter系列原属ZCorporation公司,已被3D Systems公司收购)、压电式三维打

快速成型3d打印原理技术论文

快速成型3d打印原理技术论文 快速成型3d打印技术论文篇一:《试论3D打印技术》 摘要:3D打印又称为增材制造,近年来得到了快速发展,应用领域不断增加。本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析,对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。 关键词:3D打印;应用现状;教学领域 1 引言 3D打印,又称为增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为“第三次工业革命的重要标志”,以其“制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。近年来,随着3D打印技术的逐步成熟、精确,打印材料种类的增加,打印价格的降低,3D打印得到了快速发展,应用领域不断增加,不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用,也逐渐进入了公众视野,走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所,在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用,作为教育工作者,本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上,重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。 2 3D打印概述 2.1 3D打印原理 3D打印(3D printing,又称三维打印),是利用设计好的3D模型,通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产

品的技术[1]。一般来说,通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2],其中3D虚拟模型,可以是利用扫描设备获取物品的三维数据,并以数字化方式生成三维模型,或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型,有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型,比如123D Catch[3]。 2.2 3D打印的优势 与传统制造技术相比,3D打印不需事先制模,也不必铸造原型,大大缩短了产品的设计周期,减少了产品从研发到应用的时间,降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险,使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单,产品也更能凸显个性化。另外,3D打印是增材制造,使用金属粉或其他材料,使部件从无到有制造出来,大大减少了原材料和能源的消耗,生产上实行了结构优化。 2.3 3D打印的应用现状 近年来,3D打印得到了快速发展,几乎应用于各个领域。在模具加工和机械制造领域,使用3D打印相对快速地进行模具的设计与定制,打印复杂形状的各种零件,打印具有足够强度的个性化几何造型的物件。在航空航天、国防军工领域,3D打印应用于外形验证、关键零部件的原型制造、直接产品制造等方面。如空客公司从打印飞机小部件开始,逐步发展,计划在2050年左右打印出整架飞机。生物医疗领域,医学工作者利用3D打印技术打印出患者的心脏模型,缺损下颌骨模型,患者外伤性脑内血肿颅脑模型等,用于辅助诊断并制定术前手术方案,降低了手术难度,减少了手术时间,为患者带来

快速成型技术与试题---答案

试卷 2. 3.快速成型技术的主要优点包括成本低,制造速度快,环保节能,适用于新产品开发和单间零件生产等 4.光固化树脂成型(SLA)的成型效率主要与扫描速度,扫描间隙,激光功率等因素有关 5. 也被称为:3D打印,增材制造; 6.选择性激光烧结成型工艺(SLS)可成型的材料包括塑料,陶瓷,金属等; 7.选择性激光烧结成型工艺(SLS)工艺参数主要包括分层厚度,扫描速度,体积成型率,聚焦光斑直径等; 8.快速成型过程总体上分为三个步骤,包括:数据前处理,分层叠加成型(自由成型),后处理; 9.快速成型技术的特点主要包括原型的复制性、互换性高,加工周期短,成本低,高度技术集成等; 10.快速成型技术的未来发展趋势包括:开发性能好的快速成型材料,改善快速成形系统的可靠性,提高其生产率和制作大件能力,优化设备结构,开发新的成形能源,快速成形方法和工艺的改进和创新,提高网络化服务的研究力度,实现远程控制等; 11.光固化快速成型工艺中,其中前处理施加支撑工艺需要添加支撑结构,支撑结构的主要作用是防止翘曲变形,作为支撑保证形状; 二、术语解释 1.STL数据模型 是由3D SYSTEMS 公司于1988 年制定的一个接口协议,是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式。STL 文件由多个三角形面片的定义组成,每个三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量。stl 文件是在计算机图形应用系统中,用于表示三角形网格的一种文件格式。它的文件格式非常简单,应用很广泛。STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型。STL是用三角网格来表现3D CAD模型。STL只能用来表示封闭的面或者体,stl文件有两种:一种是ASCII明码格式,另一种是二进制格式。 2.快速成型精度包括哪几部分 原型的精度一般包括形状精度,尺寸精度和表面精度,即光固化成型件在形状、尺寸和表面相互位置三个方面与设计要求的符合程度。形状误差主要有:翘曲、扭曲变形、椭圆度误差及局部缺陷等;尺寸误差是指成型件与CAD模型相比,在x、y、z三个方向上尺寸相差值;表面精度主要包括由叠层累加产生的台阶误差及表面粗糙度等。 3.阶梯误差 由于快速成型技术的成型原理是逐层叠加成型,因此不可避免地会产生台阶效应,使得零件的表面只是原CAD模型表面的一个阶梯近似(除水平和垂直表

史上最全的陶瓷材料3D打印技术经验解析

精心整理史上最全的陶瓷材料3D打印技术解析 南极熊3D打印网2017-07-11现在已经陆续出现一些陶瓷3D打印机,价格100万到500万人民币的都有。南极熊希望下文可以给读者带来全面的认识。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上,使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法,去除多余 体模型,而后用分层软件对其进行分层处理,即将三维模型分成一系列的层,将每一层的信息传送到成型机,通过材料的逐层添加得到三维实体制件。跟传统模型制作相比,3D打印具有传统模具制作所不具备的优势:1.制作精度高。经过20年的发展,3D打印的精度有了大幅度的提高。目前市面上的3D打印成型的精度基本上都可以控制在0.3mm以下;2.制作周

期短。传统模型制作往往需要经过模具的设计、模具的制作、制作模型、修整等工序,制作的周期长。而3D打印则去除了模具的制作过程,使得模型的生产时间大大缩短,一般几个小时甚至几十分钟就可以完成一个模型的打印;3.可以实现个性化制作。3D打印对于打印的模型数量毫无限制,不管一个还是多个都可以以相同的成本制作出来,这个优势为3D打印开 陶瓷材料烧结性能非常重要,陶瓷颗粒越小,表面越接近球形,陶瓷层的烧结质量越好。陶瓷粉末在激光直接快速烧结时,液相表面张力大,在快速凝固过程中会产生较大的热应力,从而形成较多的微裂纹。目前,陶瓷直接快速成型工艺尚未成熟,国内外正处于研究阶段,还没有实现商品化。目前,比较成熟的快速成型方法有如下几种:分层实体制造(简称LOM);

熔化沉积造型(简称FDM);形状沉积成型(简称SDM);立体光刻(简称SLA);选区激光烧结(简称SLS);喷墨打印法(简称IJM)。2.1分层实体制造(LOM)分层实体制造采用背面涂有热熔胶的薄膜材料为原料,用激光将薄膜依次切成零件的各层形状叠加起来成为实体件,层与层间的粘结依靠加热和加压来实现。LOM最初使用的材料是纸,做出的部件相当于木 和 面LOM LOM ABS 末和有机粘结剂相混合,用挤出机或毛细血管流变仪做成丝后用FDM设备做出陶瓷件生胚,通过粘结剂的去除和陶瓷生胚的烧结,得到较高密度的陶瓷件。适用于FDC工艺的丝状材料必须具备一定的热性能和机械性能,黏度、粘结性能、弹性模量、强度是衡量丝状材料的四个要素。基于这样的限制条件,Rutgers大学的陶瓷研究中心开放出称为RU系列的有机粘结

3D打印与快速成型和快速制造之间地区别和联系

3D打印与快速成型和快速制造之间的区别和联系当前,3D打印、3D打印机、三维打印、快速成型、快速制造、数字化制造这些名词,如同一股旋风,仿佛一夜之间就在学术界、政界、传媒界、金融界、制造界掀起了巨澜。然而至今还没有一篇文章能够全面、完整地对这些名词进行解析,让人们真正认识和了解“什么是3D打印”、“什么是快速制造”。 解析一:概念 快速成型(Rapid Prototyping,简称RP),诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种新型技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。目前国传媒界习惯把快速成型技术叫做“3D打印”或者“三维打印”,显得比较生动形象,但是实际上,“3D打印”或者“三维打印”只是快速成型的一个分支,只能代表部分快速成型工艺。 快速制造(Rapid Manufacturing,简称RM),有狭义和广义之分,狭义上是基于激光粉末烧结快速成型技术的全新制造理念,实际上属于RP快速成型技术的其中一个分支,它是指从电子数据直接自动地进行快速的、柔性并具有较低成本的制造方式。快速制造它与一般的快速成型技术相比,在于可以直接生产最终产品,能够适应从单件产品制造到批量的个性化产品制造;而广义上,RM快速制造可以包括“快速模具”技术和CNC数控加工技术在,因此可以与RP快速成型技术分庭抗礼,各擅胜场。 国际上喜欢用“Additive Manufacturing”(简称AM)来囊括RP和RM技术,国翻译为增量制造、增材制造或添加制造。2009年美国ASTM成立了F42委员会,将AM定义为:“Process of joining mat-erials to make objects from 3d model data, usua-lly layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing methodologies.”即:一种与传统的材料去

3D打印-快速成型技术

3D 打印-快速成型技 术 班级: 姓名: 学号: 目录 1 引言 (1) 2 3D 打印概述 (2) 2.1 3D 打印原理 (2) 2.2 3D 打印的优势 (3)

2.3 3D 打印的应用现状 (3) 3 3D 打印在教学领域的应用 (4) 3.1 打印三维教具学具辅助教学 (4) 3.2 实习实践过程中辅助创新设计.5 3.3 就业创业指导 (6) 3.4 图书馆应用 (6) 4 结束语 (7) 1 引言

3D 打印,又称为增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为“第三次工业革命的重要标志”,以 其“制造灵活”和“节 约原材料”的特点在 制造业掀起了一股浪 潮。近年来,随着3D 打印技术的逐步成熟、 精确,打印材料种类 的增加,打印价格的降低,3D 打印得到了快速发展,应用领域不断增加,不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用,也逐渐进入了公众视野, 走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所,在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用,作为教育工作者,本文将在介绍3D 打印的原理、优势、应用现状的基础上,重点探讨3D 打印在教育领域的角色及应用模式。 2 3D 打印概述 2.1 3D 打印原理 3D 打印(3D printing,又称三维打印),是利用设计好的3D 模型,通过3D 打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产品的技术[1]。一般来说,通过3D 打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2],其中3D 虚拟模型,可以是利用扫描设备获取物品的三维数据,并以数字化方式生成三维模型,或者是利用AutoCAD 等工程或设计软件创建的3D 模型, 有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D 模型,比如123D Catch[3]。

快速成型与3d打印概念及图解

[扫盲]到底3D打印是什么?别被忽悠了! 关于3D打印的信息突然开始铺天盖地起来,似乎万能机器就要实现,第三次工业革命就快到来。但是事实往往是比较赤裸裸的。现在风靡的3D打印风其实是在炒几十年前的冷饭了。 现在媒体提到的3D打印概念其实大部分已经超出了3D打印概念,而将大多数快速样品技术都囊括其中。例如SLA(光固化)SLS(激光烧结)FDM(熔融沉积),这些技术事实上是工业行业用了几十年的快速成型技术(RP),而真正的3DP(三维印刷)实则是专指在粉末床上用近似普通打印机的机构进行打印,并涂层胶水粘结粉末,而不是将材料融化粘合。下文我会对每一种技术做个介绍,到时你会发现原来现在流行的Makerbot不是3D打印机。原来打印金属材料的根本不能叫做打印。来看看吧: SLA(Stereo Lithography Apperance) 光固化立体造型技术 自1984年的第一台快速成形設備即採用了光固化立體造型的工藝,現在的快速成型設備中,以SLA的研究最為深入,運用也最為廣泛。 該技術以光敏樹脂的聚合反應為基礎。在計算機控制下的紫外雷射,沿著零件各分層截面輪廓,對液態樹脂進行逐點掃

描,使被掃描的樹脂薄層產生聚合反應,由點逐漸形成線,最終形成零件的一個薄層的固化截面,而未被掃描到的樹脂保持原來的液態。當一層固化完畢,升降工作台移動一個層片厚度的距離,在上一層已經固化的樹脂表面再覆蓋一層新的液態樹脂,用以進行再一次的掃描固化。新固化的一層牢固地粘合在前一層上,如此循環往複,直到整個零件原型製造完畢。 這種方法的特點是有較高的精度和較好的表面質量,能製造形狀特別複雜(如空心零件)和特別精細(如工藝品、首飾等)的零件。 还记得那知可爱的小熊记忆棒吗?还有那个Portal夜灯。它们都是用光固化的工艺制作的。

各类3D打印成型技术在汽车研发中的对比分析

各类3D打印成型技术在汽车研发中的对比分析 随着2010年世界第一台3D打印汽车问世,3D打印技术在汽车制造领域得到了广泛的应用。基于此,首先在查阅相关文献、专家访谈的基础上,确定各类3D打印快速成型技术的基本原理,为每一种成型技术的研发对比提供基础。其次,通过案例收集与实地调研3D打印汽车研发公司,搜集相关的数据资料,进行各种成型技术在汽车研发中的优缺点对比,重点对比每一种成型技术所需要的原材料、生产所需的环境条件、生产流程以及最后生产出来的产品。最后,得出最高效、最能实现利益最大化的成型技术,降低成本,提高效率,这对于汽车研发行业具有重要的应用价值。 标签:3D打印;汽车研发;成型技术;对比分析 3D打印技术是一种利用数学模型,采用快速打印的方式把粉末类金属、塑料材料粘合在一起,生成目标物品的技术。早在20世纪80年代末,Charles Hull 就发明了第一台3D打印机,而在十多年后,也就是2010年世界第一台3D打印汽车问世,预示着3D打印汽车时代的到来。目前,近年来中国汽车使用量大幅度增加,各汽车厂商为占据市场份额,纷纷加快新车型的研发,传统汽车开发需要较长时间的研究和测试,模具制造也需要相当长的一个周期,不仅浪费人力财力物力,而且导致原材料的大量浪费。因此,3D打印技术在汽车制造领域得到了广泛的应用。鉴于此,我们需要充分利用3D 打印技术可以直接从计算机建立好的数学模型生成各种零部件的优势,以其无需模具和增材制造的特点,生产出所需的零部件,通过对比在汽车研发中各类3D打印成型技术的优缺点,得到最高效、最能实现利益最大化的成型技术,降低成本,提高效率,这对于汽车研发行业具有重要的应用价值。 1 3D打印快速成型技术原理 3D打印技术是一种利用数学模型,采用快速打印的方式把粉末类金属、塑料材料粘合在一起,生成目标物品的技术。它的核心技术就是快速成型技术,主要是通过计算机的控制,根据使用材料的性质和内部结构快速成型目标物品,这就利用到了3D打印快速成型技术,目前这一技术大致可分为光敏树脂选择性固化工艺(SLA)、丝状材料选择性熔覆工艺(FDM)和粉末材料選择性烧结工艺(SLS)三种。具体如下几点。 1.1 光敏树脂选择性固化工艺 针对SLA工艺,是出现最早的3D打印技术,其原理和雕塑的原理想通,主要是运用光束对液体材料进行扫描,进而生成固体物品的过程,示意图如图1所示:(1)首先将液态材料放入树脂槽中,但不能完全填满树脂槽;(2)然后用激光光束扫描液体树脂材料,将液体固化,并形成计算机预设的形状,最终形成固体物品。SLA工艺的优点是:打印误差小,可以打印出体积小、复杂度高的目标物品,特别适合打印小型零部件和小型工艺品。SLA工艺的缺点是:使用

快速成型技术的介绍

快速成型技术的介绍 ————3D打印技术的介绍及设计 摘要:快速成型制造技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术,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。3D打印即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术;3D打印现在运用在生产生活的各个领域。 关键词:快速成型;3D打印 1 快速成型制造技术 1.1 简介 快速原型制造技术,又叫快速成形技术,(简称RP技术)。 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"。 1.2 产生背景 随着全球市场一体化的形成,制造业的竞争十分激烈,产品的开发速度日益成为主要矛盾。在这种情况下,西安交通大学机械学院,快速成型国家工程研究中心,教育部快速成型工程研究中心自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。 制造业为满足日益变化的用户需求,要求制造技术有较强的灵活性,能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。因此,产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。 从技术发展角度看,计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。 1.3 技术特点 (1) 制造原型所用的材料不限,各种金属和非金属材料均可使用; (2) 原型的复制性、互换性高; (3) 制造工艺与制造原型的几何形状无关,在加工复杂曲面时更显优越; (4) 加工周期短,成本低,成本与产品复杂程度无关,一般制造费用降低50%,加工周期节约70%以上; (5) 高度技术集成,可实现了设计制造一体化。 1.4 基本原理 快速成形技术是在计算机控制下,基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料,最终完成零件的成形与制造的技术。

3D打印快速成型技术

特种加工论文 题目3D打印快速成型技术 姓名 专业 班级 学号

3D打印快速成型技术 摘要: 本文主要介绍了特种加工中3D打印快速成型技术,首先介绍它的加工原理,然后分析它的特点、加工方式,然后说明其在实际生产中的主要应用以及发展方向。 关键词:特种加工技术,3D打印快速成型,特点,应用。 Abstract: This article mainly introduced the special processing of 3 d printing rapid prototyping technology, introduces its processing principle, and analyzes its characteristics, processing methods, and then explain the main application in practical production and the development direction. Key words:Special processing technology, 3 d printing rapid prototyping, characteristics, application. 一、引言 3D打印(3D PRINTING )即3D打印技术,又3D打印制造是20世纪80年代才兴起的一门新兴的技术,是21世纪制造业最具影响的技术之一。随着计算机与网络技术的发展,信息高速公路加快了科技传播的速度,产品的生命周期越来越短,企业之间的竞争不再只是质量和成本上的竞争,而更重要的是产品上市时间的竞争。因此,通过计算机仿真和3D打印增加产品的信息量,以便更快的完成设计及其制造过程,将产品设计和制造过程的时间周期尽量缩短,防止投产后发现问题造成不可挽回的损失。 3D打印技术是由CAD模型直接驱动的快速制造复杂形状的三维实体的技术总称。简单的讲,3D打印制造技术就是快速制造新产品首版样件的技术,它可以在没有任何刀具、模具及工装夹具的情况下,快速直接的实现零件的单件生产。该技术突破了制造业的传统模式,特别适合于新产品的开发、单件或少批量产品试制等。它是机械工程、计算机CAD、电子技术、数控技术、激光技术、材料科学等多学科相互渗透与交叉的产物。它可快速,准确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或零件,以便进行快速评估,修改及功能测试,从而大大缩短产品的研制周期,减少开发费用,加快新产品推向市场的进程。 自从美国3D公司在1987年推出世界上第一台商用快速原形制造设备以来,快速原形技术快速发展。投入的研究经费大幅增加,技术成果丰硕。原形化系统产品的销量高速增长。在这方面美国,日本一直处于领先地位,我国在这方面起步较晚,但是奋起直追,开展研究并取得一定成果,国内也有些成熟的产品问世,他们正在各种生产领域上发挥着作用。 二、打印系统的工作原理 3D打印技术是一种逐层制造技术,它采用离散/堆积成型原理,其过程是:先得到所需零件的计算机三维曲面或实体模型;然后根据工艺要求,将其按一定厚度进行分层,将原来的三维模型变成二维平面信息,即离散过程;再将分层后的数据进行一定的处理,加入加工参数,产生数控代码;在微机控制下,数控系

快速成型技术与试题 - 答案

试卷 3.快速成型技术的主要优点包括成本低,制造速度快,环保节能,适用于新产品开发和单间零件生产等 4.光固化树脂成型(SLA)的成型效率主要与扫描速度,扫描间隙,激光功率等因素有关 5. 也被称为:3D打印,增材制造; 6.选择性激光烧结成型工艺(SLS)可成型的材料包括塑料,陶瓷,金属等; 7.选择性激光烧结成型工艺(SLS)工艺参数主要包括分层厚度,扫描速度,体积成型率,聚焦光斑直径等; 8.快速成型过程总体上分为三个步骤,包括:数据前处理,分层叠加成型(自由成型),后处理; 9.快速成型技术的特点主要包括原型的复制性、互换性高,加工周期短,成本低,高度技术集成等; 10.快速成型技术的未来发展趋势包括:开发性能好的快速成型材料,改善快速成形系统的可靠性,提高其生产率和制作大件能力,优化设备结构,开发新的成形能源,快速成形方法和工艺的改进和创新,提高网络化服务的研究力度,实现远程控制等; 11.光固化快速成型工艺中,其中前处理施加支撑工艺需要添加支撑结构,支撑结构的主要作用是防止翘曲变形,作为支撑保证形状; 二、术语解释 1.STL数据模型 是由3D SYSTEMS 公司于1988 年制定的一个接口协议,是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式。STL 文件由多个三角形面片的定义组成,每个三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量。stl 文件是在计算机图形应用系统中,用于表示三角形网格的一种文件格式。它的文件格式非常简单,应用很广泛。STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型。STL是用三角网格来表现3D CAD模型。STL只能用来表示封闭的面或者体,stl文件有两种:一种是ASCII明码格式,另一种是二进制格式。 2.快速成型精度包括哪几部分 原型的精度一般包括形状精度,尺寸精度和表面精度,即光固化成型件在形状、尺寸和表面相互位置三个方面与设计要求的符合程度。形状误差主要有:翘曲、扭曲变形、椭圆度误差及局部缺陷等;尺寸误差是指成型件与CAD模型相比,在x、y、z三个方向上尺寸相差值;表面精度主要包括由叠层累加产生的台阶误差及表面粗糙度等。 3.阶梯误差 由于快速成型技术的成型原理是逐层叠加成型,因此不可避免地会产生台阶效应,使得零件的表面只是原CAD模型表面的一个阶梯近似(除水平和垂直表面外),导致原型产生形状和尺寸上的误差。

快速成型与3d打印概念及图解

快速成型与3d打印概念及图解 [扫盲]到底3D打印是什么?别被忽悠了! 关于3D打印的信息突然开始铺天盖地起来,似乎万能机器就要实现,第三次工业革命就快到来。但是事实往往是比较赤裸裸的。现在风靡的3D打印风其实是在炒几十年前的冷饭了。 现在媒体提到的3D打印概念其实大部分已经超出了3D打印概念,而将大多数 快速样品技术都囊括其中。例如SLA,光固化,SLS,激光烧结,FDM,熔融沉积,,这些技术事实上是工业行业用了几十年的快速成型技术,RP,,而真正的3DP,三 维印刷,实则是与指在粉末床上用近似普通打印机的机构进行打印,幵涂层胶水粘结粉末,而不是将材料融化粘合。下文我会对每一种技术做个介绍,到时你会发现原来现在流行的Makerbot不是3D打印机。原来打印金属材料的根本不能叫做打印。来看看吧: SLA,Stereo Lithography Apperance) 光固化立体造型技术 自1984年的第一台快速成形設備即採用了光固化立體造型的工藝,現在的快速成型設備中,以SLA的研究最為深入,運用也最為廣泛。 該技術以光敏樹脂的聚合反應為基礎。在計算機控制下的紫外雷射,沿著零件 各分層截面輪廓,對液態樹脂進行逐點掃 描,使被掃描的樹脂薄層產生聚合反應,由點逐漸形成線,最終形成零件的一個 薄層的固化截面,而未被掃描到的樹脂保持原來的液態。當一層固化完畢,升降工作台秱動一個層片厚度的距離,在上一層已經固化的樹脂表面再覆蓋一層新的液態樹脂,用以進行再一次的掃描固化。新固化的一層牢固地粘合在前一層上,如此循環往複,直到整個零件原型製造完畢。

這種方法的特點是有較高的精度和較好的表面質量,能製造形狀特別複雜,如空心零件,和特別精細,如工藝品、首飾等,的零件。 还记得那知可爱的小熊记忆棒吗?还有那个Portal夜灯。它们都是用光固化的工艺制作的。

快速成型专业技术及原理

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。其成形原理分别介绍如下: (1)SLA(光固化成型法)快速成形系统的成形原理: 成形材料:液态光敏树脂; 制件性能:相当于工程塑料或蜡模;

3D打印技术介绍PDF.pdf

1技术原理 3D打印机又称,是一种累积制造技术,即快速成形技术的一种机器,它是一种文件为基础,运用特殊蜡材、粉末状或等可粘合材料,通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进机中,机器会按照把产品一层层造出来。 3D打印机堆叠薄层的形式有多种多样。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料,堆叠薄层的形式有多种多样,可用于打印的介质种类多样,从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质,令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。 1、有些3D打印机使用“喷墨”的方式。即使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷 涂在铸模托盘上,此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离,以供下一层堆叠上来。 2、还有的使用一种叫做“熔积成型”的技术,整个流程是在喷头内熔化塑料,然后通过 沉积塑料纤维的方式才形成薄层。 3、还有一些系统使用一种叫做“”的技术,以粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒 在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层,熔铸成指定形状,然后由喷出的液态粘合剂进行固化。 4、有的则是利用真空中的电子流熔化粉末微粒,当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结 构时,介质中就需要加入或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸,最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。 2操作流程 三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的, 使用的流程是: 1、轻点电脑屏幕上的“打印”按钮,一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上,它将 一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。 2、而在3D打印时,软件通过电脑辅助设计技术(CAD)完成一系列数字切片,并将 这些切片的信息传送到上,后者会将连续的薄型层面堆叠起来,直到一个固态物体成型。

快速成型技术的现状和发展趋势学习资料

快速成型技术的现状和发展趋势

快速成型技术的现状和发展趋势 1 快速成型技术的基本成型原理 近十几年来,随着全球市场一体化的形成,制造业的竞争十分激烈。尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用,使得快速成型技术(Rapid Prototyping简称RP)得到了异乎寻常的高速发展,表现出很强的生命力和广阔的应用前景。 传统的加工技术是采用去材料的加工方式,在毛坯上把多余的材料去除,得到我们想要的产品。而快速成型技术基本原理是:借助计算机或三维扫描系统构建目标零件的三维数字化模型,之后将该信息传输到计算机控制的机电控制系统,计算机将模型按一定厚度进行“切片”处理,即将零件的3D数据信息离散成一系列2D轮廓信息,通过逐点逐面的增材制造方法将材料逐层堆积,获得实体零件,最后进行必要的少量加工和热处理,使零件性能、尺寸等满足设计要求。。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。 目前,快速成形的工艺方法已有几十种之多,大致可分为7大类,包括立体印刷、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维焊接、三维打印、数码累积成型等。其基本的原理如下图所示。 图1 快速成型原理示意图 2 快速成型技术在产品开发中的应用 不断提高RP技术的应用水平是推动RP技术发展的重要方面。目前,西安交通大学机械学院,快速成型国家工程研究中心,教育部快速成型工程研究中

心快速成型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展,其应用领域将不断拓展。RP技术的实际应用主要集中在以下几个方面: 2.1 用于新产品的设计与试制。 (1)CAID应用: 工业设计师在短时间内得到精确的原型与业者作造形研讨。 (2)机构设计应用: 进行干涉验证,及提早发现设计错误以减少后面模具修改工作。 (3)CAE功效:快速模具技术以功能性材料制作功能性模具,以进行产品功能性测试与研讨。 (4)视觉效果:设计人員能在短时间之内便能看到设计的雛型,可作为进一步研发的基石。 (5)设计确认:可在短时间内即可完成原型的制作,使设计人员有充分的时间对于设计的产品做详细的检证。 (6)复制于最佳化设计:可一次制作多个元件,可使每个元件针对不同的设计要求同时进行测试的工作,以在最短时间内完成设计的最佳化。 (7)直接生产: 直接生产小型工具,或作为翻模工具 2.2 快速制模及快速铸造 快速模具制造传统的模具生产时间长,成本高。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合,可以大大缩短模具制造的开发周期,提高生产率,是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。快速成形技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种,直接制模是指采用RP技术直接堆积制造出模具,间接制模是先制出快速成型零件,再由零件复制得到所需要的模具 2.3 机械制造 由于RP技术自身的特点,使得其在机械制造领域内,获得广泛的应用,多用于制造单件、小批量金属零件的制造。有些特殊复杂制件,由于只需单件生产,或少于50件的小批量,一般均可用RP技术直接进行成型,成本低,周期短。 2.4 医疗中的快速成形技术 在医学领域的应用近几年来,人们对RP技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础,利用RP技术制作人体器官模型,对外科手术有极大的应用价值。 2.5 三维复制 快速成形制造技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。 2.6 航空航天技术领域 航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点,产品的定型是一个复杂而精密的过程,往往需要多次的设计、测试和改

详析3D打印、快速成型与快速制造技术

详析3D打印、快速成型与快速制造技术 傻傻分不清楚3D打印、快速成型与快速制造技术解析当前,3D打印、3D打印机、三维打印、快速成型、快速制造、数字化制造这些名词,如同一股旋风,仿佛一夜之间就在学术界、政界、传媒界、金融界、制造界掀起了巨澜。然而至今还没有一篇文章能够全面、完整地对这些名词进行解析,让人们真正认识和了解什么是3D打印、什么是快速制造。 解析一:概念 快速成型(Rapid Prototyping,简称RP),诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种新型技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。目前国内传媒界习惯把快速成型技术叫做3D打印或者三维打印,显得比较生动形象,但是实际上,3D打印或者三维打印只是快速成型的一个分支,只能代表部分快速成型工艺。 快速制造(Rapid Manufacturing,简称RM),有狭义和广义之分,狭义上是基于激光粉末烧结快速成型技术的全新制造理念,实际上属于RP快速成型技术的其中一个分支,它是指从电子数据直接自动地进行快速的、柔性并具有较低成本的制造方式。快速制造它与一般的快速成型技术相比,在于可以直接生产最终产品,能够适应从单件产品制造到批量的个性化产品制造;而广义上,RM快速制造可以包括快速模具技术和CNC数控加工技术在内,因此可以与RP快速成型技术分庭抗礼,各擅胜场。 国际上喜欢用AddiTIve Manufacturing(简称AM)来囊括RP和RM技术,国内翻译为增量制造、增材制造或添加制造。2009年美国ASTM成立了F42委员会,将AM定义为:Process of joining mat-erials to make objects from 3d model data,usua-lly layer upon layer,as opposed to subtracTIve manufacturing methodologies. 即:一种与传统的材料去处加工方法截然相反的,通过增加材料、基于三维CAD模型数据,通常采用逐层制造方式,直接

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