本文綜述了快速成形技術的發(fā)展狀況,特別是這兩年在快速成形系統(tǒng)、材料和快速制模方面的最新成就,并分析了快速成形與快速制模技術的發(fā)展趨勢。 1、引言 21 世紀是以知識經(jīng)濟和信息社會為特征的時代,制造業(yè)面臨信息社會中瞬息萬變的市場對小批量多種產(chǎn)品要求的嚴峻挑戰(zhàn)。在制造業(yè)日趨國際化的狀況下,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和減少開發(fā)新產(chǎn)品投資風險,成為企業(yè)賴以生存的關鍵。直接從計算機模型產(chǎn)生三維物體的快速成形技術,是由現(xiàn)代設計和現(xiàn)代制造技術迅速發(fā)展的需求應運而生的,它涉及機械工程、自動控制、激光、計算機、材料等多個學科,近年來,該技術迅速在工業(yè)造型、制造、建筑、藝術、醫(yī)學、航空、航天、考古和影視等領域得到良好的應用。快速成形/快速制模/快速制 造技術為企業(yè)提高競爭力提供了一種先進的手段。 快速成形技術(Papid prototyping,以下簡稱RP)自80年代問世以來,在成形系統(tǒng)、材料方面有了長足的進步,同時推動了快速制模(Rapid Tooling,以下簡稱RT)和快速制造(Rapid Manufacturing,以下簡稱RM)的發(fā)展,90年代中末期是RP技術蓬勃發(fā)展的階段. 我國的華中科技大學、清華大學、西安交通大學、北京隆源公司和南京航空航天大學等單位,于90年代初率先開發(fā)RP及相關技術的研究、開發(fā)、推廣和應用。到1999年,國內(nèi)已有數(shù)十臺引進或國產(chǎn)RP系統(tǒng)在企業(yè)、高校、研究機構(gòu)和快速成形服務中心運行。在國家科技部 2、快速成形技術發(fā)展簡史 RP 技術是一種用材料逐層或逐點堆積出制件的制造方法。分層制造三維物體的思想雛形,最早出現(xiàn)在制造技術并不發(fā)達的19世紀。早在1892年, Blanthre主張用分層方法制作三維地圖模型。1979年東京大學的中川威雄教授,利用分層技術制造了金屬沖裁模、成型模和注塑模。 光刻技術的發(fā)展對現(xiàn)代RP技術的出現(xiàn)起到了催化作用。 同年,Charles W.Hull和UVP的股東們一起建立了3D System公司;隨后許多關于快速成形的概念和技術在3D System公司中發(fā)展成熟。與此同時,其它的成型原理及相應的成型機也相繼開發(fā)成功。1984年Michael Feygin提出了分層實體制造(Laminatde Object Manufacturing,以下簡稱LOM)的方法,并于1985年組建Helisys公司,1990年前后開發(fā)了第一臺商業(yè)機型LOM—1015。 1986年,美國exas大學的研究生C.Deckaed提出了 Selective Laser Sintering(SLS)的思想,稍后組建成DTM公司,于1992年開發(fā)了基于SLS的商業(yè)成型機(Sinterstation) ScottCrump在1988年提出了Fused Deposition Modeling(FDM)的思想,1992年開發(fā)了第一臺商業(yè)機型3D-Modeler。自從20世紀80年代中期SLA光成型技術發(fā)展以來到90年代后期,出現(xiàn)了十幾種不同的快速成形技術,除前述幾種外,典型的還有,3DP、SDM、SGC等。目前,SLA、LOM、SLS和FDM四種技術比較成熟。 3、RP技術的新進展
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