快速成型技术的特点与应用

1.快速成型工艺的特点

与传统材料加工技术相比，RPT 具有鲜明的特点，包括以下几个。

1）高度数字化集成制造。直接CAD 模型驱动，如同使用打印机一样方便快捷。

2）高度柔性和适应性，零件的制造周期和制造成本与零件的形状和复杂程度无关。RPT 采用离散/堆积成型的原理，将一个十分复杂的三维制造过程简化为二维过程的叠加，可实现对任意复杂形状零件的加工。越是复杂的零件越能凸显RPT 的优越性。由此，RPT特别适用于复杂型腔、复杂型面等传统方法难以制造甚至无法制造的零件加工。

3）快速性。RPT 工艺无须模具、刀具等，RPT 系统几乎可以与所有CAD 造型系统进行无缝连接，从CAD 模型到完成原型（或零件）加工，只需几十分钟至几十小时。

4）材料类型丰富多样，包括树脂、纸、工程蜡、工程塑料（ABS 等）、陶瓷粉、金属粉、砂等，可以在航空、机械、家电、建筑、医疗等各个领域应用。

5）与以三维扫描建模为基础的反求工程相结合，可成为快速开发新产品的有力工具。

2.快速成型技术的应用领域

目前就RPT 的发展水平而言，在国内主要是应用于新产品开发的设计验证和试制，即完成产品的概念设计（或改型设计）—型设计—结构设计—基本功能评估—模拟样件试制开发过程。对某些以塑料结构为主的产品还可以进行小批量试制，或进行一些物理方面的功能测试、装配验证、实际外观效果审视，甚至将产品小批量组装先行投放市场，达到投石问路的目的。现在世界各国RPT 研究机构正不断提高RPT 水平，不断扩大RPT 的应用范围，使得RPT 在以下几个方面得到了较为广泛的应用。

（1）新产品开发过程中的设计验证与功能验证(www.xing528.com)

RPT 可快速地将产品设计的CAD 模型转换成物理实物模型，这样可以方便地验证设计人员的设计思想和产品结构的合理性、可装配性、美观性，发现设计中的问题可及时修改。如果用传统方法，需要完成绘图、工艺设计、工装模具制造等多个环节，周期长、费用高。如果不进行设计验证而直接投产，则一旦存在设计失误，将会造成极大的损失。

（2）可制造性、可装配性检验，供货询价，市场宣传

对有限空间的复杂系统，如汽车、航空器等的可制造性和可装配性用RPT 方法进行检验和设计，将大大降低此类系统的设计制造难度。对于难以确定的复杂零件，可以用RPT进行试生产以确定最佳且合理的工艺。此外，RPT 原型还是产品从设计到商品化各个环节中进行交流的有效手段，比如为客户提供新产品样件，进行市场宣传等，RPT 已成为并行工程和敏捷制造的一种技术途径。

（3）单件、小批量和特殊复杂零件的直接生产

对于高分子材料的零部件，可用高强度的工程塑料直接快速成型，满足使用要求；对于复杂金属零件，可通过快速铸造或直接金属件成型获得。该项应用对航空、航天及国防工业有特殊意义。

（4）快速模具制造

通过各种转换技术将RPT 原型转换成各种快速模具，如低熔点合金模、硅胶模、金属冷喷模、陶瓷模、铸造用蜡模等，进行中小批量零件的生产，满足产品更新换代快、批量越来越小的发展趋势。

（5）医学领域

可制作人体器官的教学、手术模拟与演练模型。目前有些研究机构用一种类生物材料制造生物组织，如肌肉、血管、骨骼等。