1、有关快速成形技术的专利。其中，和等又提出了用系列轮廓片形成三维地形图模型的新方法。在他的年的美国专利中，进步明确提出，先用轮廓跟踪器将三维物体转换成许多二维轮廓薄片，然后用激光切割使这些薄片成形，再用螺钉销钉等将系列薄片连接成三维物体，这些设想与现代另种快速成形技术物体分层制造的原理极为相似。年，日本东京大学的教授开始采用分层制造技术制作实际的模具，如落料模压力机成形模和注塑模。上述早期的专利虽然提出了些快速成形的基本原理，但还很不完善，更没有实现快速成形机械及其使用原材料的商品化。年代末之后，快速成形技术有了根本的发展，出现的专利更多，仅在年期间，注册的美国专利就有个。这首先是在他年的美国专利中，提出了个用激光照射液态光敏树脂，从而分层制造三维体的现代快速成形机的方案。随后，美国的公司据此专利，于年生产出了第台现代快速成。

2、。其次在欧洲日本发展规律也很快。国内在该领域的研究起步较晚，世纪年代初开始涉足，经过几年的努力，在快速成形工艺研究成形设备开发数据处理及控制软件新材料的研发等方面都做了大量卓有成效的工作，赶上了世界发展的步伐，并有新的创新。.快速成形的原理快速成形是年代末期开始商品化的种高新造技术它有不同的英文名称，如快速原型制造快速成型快速成形自由形式制造添加式制造等，常常简称为。快速成形将计算机辅助设计计算机辅助制造计算机数字控制激光精密伺服驱动系统和新材料等先进技术集于体。快速成形技术是由模型直接驱动，快速制造任意复杂形状的三位物理实体的技术。其核心是由模型直接驱动。首先由软件设计出所需要零件的计算机三维曲面或实体模型，即数字模型或电子模型然后根据工艺要求，按照定的规则将模型离散为系列有序的单元，通常在向将其按定厚度进行离散习惯称之。

3、以制造任何复杂形状的三维实体模型直接驱动，体化，无须人员干预或较少干预，是种自动化的成形过程成形过程中信息过程和材料过程的体化，适合成形材料为非均质并具有功能梯度或空隙度要求的原型成形的快速性，适合现代激烈竞争的产品市场技术的高度集成性，快速成形是计算机数控激光新材料等技术的高度集成。.快速成形的历史和发展从历史上看，很早以前就有“增长”制造原理，例如，年，在他的美国专利中，曾建议用分层制造法制成地形图。这种方法的原理是，将地形图的轮廓线压印在系列的蜡片上,然后按轮廓线切割蜡片并将其粘接在起，熨平表面，从而得到三维的地形图。年，在他的美国专利中，提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理，这是现代第种快速成形技术“立体平板印刷术”的初始设想。年，提出了在硬纸板上切割轮廓线，然后将这些纸板粘接成三维地形图的方法。年代之后，出现了几百。

4、争越来越激烈，产品更新周期越来越短。空前激烈的市场竞争迫使制造业必须以更快的速度设计制造出性能价格比高并能满足人们要求的产品。因此，产品快速开发的技术和手段成为了企业的核心竞争力。在这种形式下，传统的大批量刚性的生产方式及其制造技术已不再适应要求，于是先进制造技术就成为世界范围内的研究热点，涌现出了计算机集成制造敏捷制造并行工程智能制造等先进的生产管理模式和净近成形激光加工快速成形等先进的成形概念和技术。产生于世纪年代的快速成形技术是先进制造技术的重要组成部分。该技术是基于离散堆积成形原理，集成了计算机数控激光新材料等技术发展起来的，与年代的数控技术样对制造业产生了巨大的影响。快速成形经过十多年的发展，目前已有几十种工艺及相应的商品化设备。在这领域，美国直处于领先地位，各种新工艺大都在美国最新出现，研究开发的工艺种类也最多。

5、现并行工程，简称的必不可少的手段。.快速成形的特性快速成形在成形概念上以离散堆积成形为知道思想在控制上以计算机和数控为基础，以最大柔性为目标。因此，只有在计算机技术和数控技术高度发展的今天，才有可能产生快速成形技术。技术实现了零件的曲面和实体造型，能够进行精确的离散运算和复杂的数据转换。先进的数控技术为高速精确的二维扫描提供了必要的基础，这是精确高效堆积材料的前提。而材料科学的发展则为快速成形技术奠定了坚实的基础，材料技术的每项技术带来新的发展机遇。目前快速成形技术中材料的转移形式是自由添加去除添加和去除相结合等多种形式，构成三维物理实体的每层片，般为.维层片，即侧壁为直壁的层片，目前也出现了由三维层片构成的实体工艺,相信在不久的将来,这种技术将形成规模应用。快速成形技术的重要特征是高度柔性，成形过程无需专用工具和夹具，可。

6、形机液态光敏树脂选择性固化成形机，开创了快速成形技术发展的新纪元。在此后的年内，涌现了多种不同形式的快速成形技术和相应的快速成形机，如薄形材料选择性切割丝状材料选择性熔覆和粉末材料选择性烧结等，并且在工业医疗及其它领域得到了普遍的应用。到年为止，全世界已拥有快速成形机台快速成形制造公司约个，用快速成形机对外服务的机构个。不仅如此，还派生出个全新的领域快速模具制造,从而使快速成形技术为现代制造业必不可少的支柱技术。我国自年代以来也展开了相应的快速成形技术的研究和应用。有几家公司引进了国外的系统。清华大学华中理工大学西安交通大学南京航空航天大学等几所高等院校及北京隆源自动化有限公司均开展了快速成形技术的研究和开发，并开始有产品问世。例如，现已研制出的样机或系统有华中理工大学基于分层制造方法的系统隆源公司基于选择性激光烧结的系统。

7、分层或切片，把三维电子模型变成系列的二维层片再根据每个层片的轮廓信息，进行工艺规划，选择合适的加工参数自动生成数控代码最后由成形机接受控制指令制造系列层片并自动将它们联接起来，最终得到个三维物理实体。这种将个复杂物理实体所需的三维加工离散成系列二维层片的加工，是种降维制造的思想，大大降低了加工的难度，并且成形过程的难度与待成形的物理实体的形状和结构的复杂程度无关。快速成形由以下五个部分组成模型设计主要是解决零件的几何造型，因此需有较强的实体造型或曲面造型功能，并与后续的软件具有良好的数据接口。目前，大多数商业软件配有数据接口，如，系列等。向离散化这是个分层过程，它将模型在向上分解成系列具有定厚度的薄层，厚度通常在之间。离散化破坏了零件在向上的连续性，使之在向上产生了“台阶”。但从理论上讲，只要将分层厚度定得合理，就能满足零。

8、并将无轮廓线区切割成小方网格，这是为了在成形之后能剔除废料。网格的大小据被成形件的形状复杂程度选定，网格愈小，愈容易剔除废料，但花费的时间较长，否则反之。可升降工作台支撑正在成形的工件，并在每层成形之后，降低个材料厚度通常为，以便送进粘合和切割新的层材料。数控系统执行计算机发出的指令，使段段的材料逐步送至工作台的上方，然后粘合切割，最终形成三维工件。机架是整个机器的支撑。其系统见下图快速成形机原理图在快速成形机上，截面轮廓被切割和叠合后所成的制品如下图。其中，所需的工件被废料小方格包围，剔除这些小方格之后，便可得到三维工件。工艺中的成型材料涉及三个方面的问题，即纸热熔胶和涂布工艺。纸材料的选取热熔胶的配置即涂布工艺的研究均要从保证最终成形零件的质量出发，同时要考虑成本。.激光切割系统的设计和计算激光切割系统是由激光器外光路。

9、件的加工精度要求。层面信息处理为控制成形机对层面的加工轨迹，必须把层面的几何形状信息转化成控制成形机运动的数控代码。层面加工与粘接成形机根据控制指令进行二维扫描。同时进行层与层的粘接。层层堆积当层制造完毕后，成形机工作台面下降个层厚的距离，再加工新的层，如此反复进行直至整个原型加工完成。对完成的原型进行后处理，如深度固化去除支撑修磨着色等，使之达到要求。快速成形彻底的摆脱了传统的“去除”加工法部分去除大于工件的毛坯上的材料来得到工件，而采用全新的增长加工方法用层层的小毛坯逐层叠加成大工件，将复杂的三维加工分解成简单的二维加工的组合，因此，它不必采用传统的加工机床和模具，只需传统加工方法的工时和的成本，就能直接制造出产品样品和模型。由于快速成形具有上述突出的优势，所以近些年来发展规律迅速，已成为现代制造技术中的项支柱技术，是。

10、所采用的原材料类型，由原材料构成截面轮廓的方式，以及截面层与层之间的连接方式。分层实体制造工艺又称叠层实体制造或薄形材料选择性切割，由美国的公司的于年研制成功，并推出产品化的机器。工艺采用薄片材料，如纸塑料薄膜等。片材表面事先涂覆上层热熔胶。加工时，用二氧化碳激光器或刀在计算机控制下切割片材，然后通过热压辊热压，使当前层与下面已成形的工件粘接，从而堆积成型。型快速成形机是由计算机原材料热碾压机构激光切割系统可升降工作台机架和数控系统等组成。其中计算机用于接受和存储工件的三维模型，沿模型的高度方向提取系列的横截面轮廓线，发出控制指令。原材料存储及送进机构将存于其中的原材料如底面有热熔胶和添加剂的纸，逐步送至工作台的上方。热粘压机构将层层材料粘合在起。激光切割系统按照计算机提供的横截面轮廓线，逐在工作台上方的材料上切割出轮廓线。

11、切割头工作台直流伺服电机等组成。其中，激光器的输出功率为发射波长为输入功率为冷却方式为空气冷却激光头尺寸电源尺寸。外光路由个反光镜和个聚焦镜组成，它能保证焦距稳定，切割光斑的直径为。配上激光切割速度与切割功率的自动匹配控制后，光束能恰好切透正在成形的层材料，而不会损伤已成形的下层截面轮廓。激光切割头由两台直流伺服电机驱动，能在平面上作高速精密扫描运动。工作台由精密滚珠丝杠传动，用精密直线导轨导向，重复定位精度为。主要技术参数成形空间激光头最大切割速度激光头定位精度选择激光器当采用激光器切割薄型材料成形时，所需激光的功率可按下式确定式中材料的厚度通常为，常用的纸厚左右，经特殊处理的卷材厚度为烧割材料所需的比热激光光斑的直径激光束的移动速度激光发送系统的透明度材料的吸收系数按上式计算，可以粗略选用全封闭激光器，冷却器以上是参照。

12、年月召开了中国第届快速成形技术学术及技术展示会，国家科委专门召集了国内有关研究和应用单位，共同探讨了在我国推广应用的战略。由于各国十分重视快速成形技术，每年都有批研究成果问世，十分复杂的零部件已能用快速成形技术制造出来，企业应用该技术所取得的效益十分明显。设备的需求量日益增大。第二章型快速成型机设计.概述目前所研制的快速成型系统的系统的原理和工作方法均有很大不同，而且分类的方法亦有多种。现在，已有多种商品化的快速成形技术和快速成形机，其中最典型的有如下几种液态光敏聚合物选择性固化,简称为或，直译名为“立体平板印刷设备”薄形材料选择性切割，简称为，直译名为“分层物体制造”丝状材料选择性熔覆，简称为，直译名为“熔积成形”粉末材料选择性烧结，简称，直译名为“选择性激光烧结”粉末性材料选择性粘结喷墨式三维打印等。其差别主要在于薄片。

参考资料：

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