5.2.1快速原型制造技术概述 (1).pptx

2024/6/23SuChun,SoutheastUniversity1快速原型制造技术概述原型（Prototype）是指用于开发未来产品或系统的初始模型原型在表面质量、色彩等方面具有产品的特征，能代表产品的特定性质，但还不具备或不完全具备产品的所有功能。总体上，原型可以分为物理模型和分析模型两大类型。物理模型是指近似或直接为产品的有形实体表示，它是实际存在的，可以进行检测和试验，在视觉和触觉上都类似于产品；分析原型是产品的非有形表示，可以是图像、方程、计算机仿真程序等。原型制造及快速原型制造技术

2024/6/23SuChun,SoutheastUniversity2快速原型制造技术概述原型制造（Prototyping）是设计、加工原型的过程。原型制造大致可以分为四种方式：净尺寸成型也称为受迫成型(ForcedForming)。它是利用材料的可变形性(如塑性)，在特定的边界约束或外力约束下，将半固化的流体材料挤压成型后再硬化、定形，或通过挤压固体材料而达到成型要求。典型的净尺寸成型方法有铸造、锻压、注塑等，它既可以成型毛坯，也可以直接成型最终零件，生产效率较高。①净尺寸成型（NetForming）

2024/6/23SuChun,SoutheastUniversity3快速原型制造技术概述②去除材料成型（DislodgingForming或SubtractedForming）去除材料成型指通过从毛坯中除去某些材料而满足产品的形状和尺寸要求，主要成型方法有车削、铣削、刨削、磨削、切割、钻孔等。另外，电火花加工、激光切割等先进加工方法也是常见的去除材料成型方法。去除成型最早实现了数字化设计与制造，是当前主要的成型方式。但是，对于形状不规则、内部结构复杂的零件而言，用去除材料成型方法往往很难甚至不可能实现加工。另外，去除材料成型还存在材料利用率低和生产效率低等缺点。

2024/6/23SuChun,SoutheastUniversity4快速原型制造技术概述③生长成型（GrowthForming）生长成型是仿生制造（BionicalForming）的一种形式，它通过模拟自然界中生物发育过程实现材料的生物活性成型。目前，这种成型方式还不成熟。但是，随着生命科学、仿生学、材料科学和制造科学的发展，人们有可能采用这种成型方式进行人工生物成型。

2024/6/23SuChun,SoutheastUniversity5快速原型制造技术概述④添加材料成型（AddingForming）添加材料成型又称堆积成型（StackingForming）。它通过逐步连接原材料颗粒、丝杆、层板等，或通过流体（熔体、液体或气体）在指定位置凝固、定形而达到成型的目的。添加材料成型的最大优点是不受成型零件复杂程度的限制。添加材料成型实现了成型思想的突破。将上述思想与数字化设计、数字化制造技术结合，可以快速地制造各种复杂形状的原型或零件，有效缩短生产周期快速原型制造(RapidPrototypingManufacturing，RPM)技术

2024/6/23SuChun,SoutheastUniversity6快速原型制造技术概述快速原型制造技术是由产品的数字化模型直接驱动成型设备，以快速制造任意复杂形状三维物理实体的技术的总称。快速原型制造的基本步骤：①通过正向设计或逆向测绘，在计算机中建立产品的三维数字化模型。②根据具体要求，将模型离散为一系列有序的单元。通常，在Z方向将按一定厚度进行离散分层，将原来的三维模型变成一系列的二维层片。③根据层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生成数控代码。④选择合适的材料及成型工艺，利用快速成型机，将材料按照指定的路径逐层堆积并连接起来，得到产品的三维物理实体。

2024/6/23SuChun,SoutheastUniversity7快速原型制造技术概述快速原型制造的基本步骤快速原型制造将复杂的三维加工转变成一系列二维层片的加工，使得成型过程的实现与待成型实体形状和结构的复杂程度无关，实现了降维制造，大大降低了加工难度。

2024/6/23SuChun,SoutheastUniversity8快速原型制造技术概述快速原型制造的其它名称：自由成型制造（FreeFormFabrication，FFF）实体自由成型制造（SolidFreeformFabrication，SFF）分层制造（LayeredManufacturing，LM）材料堆积制造（MaterialIncreasingManuf