为迎合市场需要将产品快速推向市场并占据先机，成型技术将是解决这一问题的关键。下面是小编整理了成型技术学术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
浅谈快速成型技术
【摘 要】本 篇文章简单介绍了快速成型技术的起源、优点和特点，同时分析了快速成型制造技术的应用及未来发展方向，工业产品造型设计及制造利用了此项技术，可以很大程度的提高设计及制造水平、缩短设计开发、生产制造周期、降低产品开发期间的成本，具有广泛的应用前景。
【关键词】快速成型制造技术;产品造型设计;特点;优越性;应用;发展趋势
中图分类号： s776 文献标识码： a 文章编号：
【引 言】随着经济的飞速发展，人们的生活水平不断提高，人们要求可以实现产品功能的同时，对产品的造型也提出了更高的要求。一个成功的产品必须注意造型的设计，产品造型体现了设计者的意图和使用者的权利，只有把设计者的意图与使用者的需求统一起来，产品才能成为一个成功的产品。这样，对产品造型设计及制造提出了更高的要求，此时，快速成型制造技术便引入到产品造型设计和制造中。
起源
快速成形技术又可以叫做快速原型制造(rapid prototyping manufacturing，简称rpm)技术，产生于20世纪80年代的后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，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。即，快速成形技术就是利用三维cad的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。
快速成型技术发展至今，以其技术的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速发展，传统的快速成形技术使用的是“去除”加工法，即部分去除大于工件的毛坯上的材料来得到工件。而全新的快速成型技术使用的是“增长”加工法——用一层层的小毛坯逐步叠加成大工件,将复杂的三维加工分解成简单的二维加工的组合。因此，传统的加工机床和模具不需要采用，而且工时只用传统加工方法的10%～30%，成本则为传统加工成本的20%～35%，就能直接制造出产品样品或模具。由于快速成形具有上述突出的优势,所以近年来发展迅速,已成为现代先进制造技术中的一项支柱技术，实现并行工程(concurrent engineering,简称ce)必不可少的手段。
优点
不需要准备任何模具、刀具和工装夹具，快速成型技术可以直接调用产品设计数据，快速制造出新产品的样件或者模具。因此，快速成型技术的推广应用，可以极大的缩短新产品开发周期、开发的成本得到了降低、开发的质量得到了保障。从传统的"去除法"到今天的"增长法"，从必须依赖模具进行制造，发展到不需要模具就可以实现制造，这就是快速成型技术对制造业产生的革命性意义。
特点
rp技术将一个实体的复杂的三维加工分散成一系列层片的加工，大大降低了加工难度，具有如下特点：
⑴快速的成型全过程，适合目前激烈的产品市场;
⑵任意复杂形状的三维实体都可以制造;
⑶使用cad设计软件，设计完成后可以直接进行制造，具有直观性和易改性;
⑷成型过程无需专用模具、刀具和夹具，既节省了费用，又缩短了制作周期。
⑸技术的高度集成性，既是现代科学技术发展的必然产物，也是对它们的综合应用，高新技术 特征鲜明。
上述特点决定了rp技术主要适合于新产品开发过程中，单件的快速制造及小批量零件制造，复杂形状零件的制造，模具与模型设计，也适合于难加工材料的制造，外形设计检查，装配检验等。
应用
在机械制造领域的应用
由于rp技术自身的特点，使得其在机械制造领域内，多用于产品开发过程中单件快速制造和小批量生产。有些形状复杂的零件只需单件或少于50件的小批量，此类产品通过开模后再生产，成本高，周期长。一般可用rp技术直接进行制造，成本低，周期短。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合，模具制造的开发周期缩短，生产率提高，有效的解决了模具设计与制造这个薄弱环节。快速模具制造是rp技术最具潜力的应用领域，其生产能力和产生的经济效益是不可估量的。
根据材质不同，间接制模法生产出来的模具一般分为软质模具(soft tooling)和硬质模具(hard tooling)两大类。软质模具是用硅橡胶、环氧树脂、低熔点合金、锌合金、铝等软质材料制作的模具。软质模具生产制品的数量一般为50～5000件，对于上万件乃至几十万件的产品，仍然需要传统的硬质模具，硬质模具指的就是钢质模具，利用rp原型制作钢质模具的主要方法有熔模铸造法、电火花加工法、陶瓷型精密铸造法等。
发展方向
rp技术现在已经在许多领域里得到了应用，显示出极大的优越性，但它仍有一定的局限性，使用rp技术制造，其可成型的材料有限，加工精度比较低、单件成本高、强度和耐久性能还不能满足用户的要求，在一定程度上阻碍了该技术的推广和普及。
快速成形技术下一步研究开发工作主要在以下几方面：
⑴改善快速成形系统的可靠性、生产率和制作大件能力，尤其是提高快速成形系统的制造精度;
⑵开发经济型的快速成形系统，降低单件成本;
⑶改进快速成形技术的方法和工艺创新;
⑷加速其在快速模具制造中的应用;
⑸开发性能良好的快速成形材料;
⑹开发快速成形的高性能软件等。
总而言之，快速成型技术是一种新型成形方法，虽然问世不久，但已广泛应用于许多领域中，给许多行业带来了巨大的经济效益。随着市场一体化竞争的日趋激烈，要求新产品开发和生产周期越来越短，这为快速成型技术的生产与发展带来了广阔的空间。rp技术将会被越来越多的企业所采用，对企业的发展发挥起到越来越重要的作用，并将给企业带来丰厚回报，其自身也将获得更大的发展。
参考文献
[1]王称·快速成型技术的起源与方向【j】·科技与企业 ，2011，(13)。
[2]韩霞，杨恩源等·快速成型技术与应用【m】·机械工业出版社，2012。
[3]陈宣启·工业设计中的快速成型技术【j】·热加工工艺，2011。
[4]肖来利等 · 快速成型技术的现状及应用概述【j】·中国矿业，2012。
[5]宋天虎 ·我国快速成型制造技术的发展与展望 【j】·中国机械工程，2000。
[6]陈婵娟·快速成型技术的现状及发展趋势【j】·湖南科技学院学报 ，2011，(08)。
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快速成型技术的应用
摘要：为迎合市场需要将产品快速推向市场并占据先机，快速成型技术将是解决这一问题的关键。快速成型技术(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科学为一体的新兴技术，采用离散堆积原理，将所设计物体的cad模型转化为实体样件。由于此技术采用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。
关键词：快速成型 模具 rp
一、快速成型的应用
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 300℃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。
2、用快速成形件作母模，复制软模具(soft tooling)
用快速成形件作母模，可浇注蜡、硅橡胶、环氧树脂、聚氨脂等软材料，构成软模具，或先浇注硅橡胶、环氧树脂模(即蜡模的压型)，再浇注蜡模。其中，蜡模可用于熔模铸造，而硅橡胶模、环氧树脂模等可用作试制用注塑模或低熔点合金铸造模。
3、用快速成形件作母模，复制硬模具(iron tooling)
用快速成形件作母模，或据其复制的软模具，可浇注(或涂覆)石膏、陶瓷、金属基合成材料、金属，构成硬模具(如各种铸造模、注塑模、蜡模的压型、拉伸模)，从而批量生产塑料件或金属件。这种模具有良好的机械加工性能，可进行局部切削加工，以便获得更高的精度，或镶入嵌块、冷却系统、浇注系统等。用金属基合成材料浇注成的蜡模的压型，其模具寿命可达 1000～10000件。
4、用快速成形系统制作电脉冲机床用电极
用快速成型件作母体，通过喷镀或涂覆金属、粉末冶金、精密铸造、浇注石墨粉或特殊研磨，可制作金属电极或石墨电极。
三、基于 rp 的快速模具制造的应用
利用硅橡胶模(silicon rubber mold)制作佛头、线圈硅橡胶有很好的弹性和复制性能，用它来复制模具可不考虑拔模斜度，基本不会影响尺寸精度，而且这种材料有很好的切割性能，用薄片就可容易地将其切开且切面间非常贴合，因此用它来复制模具时可以先不分上下模，整体浇注出软模后，再沿预定的分模面将其切开，取出母模，即可得到上下两个软模。
1、试验用设备和材料
所用的设备：stratasys 的 titan 快速成形机、hvc-1 真空注型机和恒温箱。所用的材料：日产ke-1310st 透明硅橡胶、日产 cat-1310 固化剂(浇注时，ke-1310st 与 cat-1310 以 100：10混合)和 px215 真空注型硬制聚氨脂树脂(异氰酸脂，多元醇 1∶1 混合)。
2、制模工艺路线
使用ug、pro-e、solid edge 等软件进行三维实体造型，以 stl 文件格式保存;将文件输入快速成形机作出制件原型，处理后作为硅橡胶母模;组合模框后将硅橡胶和固化剂的混合物浇注于框中，通过真空脱泡、固化后剖切取出母样即得硅胶模;最后在真空注型机中浇注塑料样件。
3、制作硅胶模具时的注意事项
对加成型硅橡胶而言，不要在室温下固化，而以 40℃～60℃加温固化;分模面的选取一定要注意将外观面朝下，在内观面的合适位置上放置胶棒;如果零件有倒钩，可以在硅胶模上作 45°切口，但注意不要割断;在一些树脂不易流满的死角处，一定要做气孔;对不容易进行分模的原型件，可以喷少许离型剂。
此外，对形状复杂(倒钩、斜面很多)，两半模无法满足脱模条件的情况，开模时可以将硅橡胶模具剖开成数块来处理。但要注意，在浇注塑料件的时候合模应精确，否则会因模具的错位或合模不紧而影响浇注品的精度。
4、应用图例
下图分别是我们制作的佛头和线圈模具的照片.
四、rp的快速模具制造需解决的问题
利用rp 技术发展快速模具制造技术还存在以下主要问题需要解决或者说需要进一步提高。
(1) 表面质量如何满足模具的要求，否则无法承受如注射成型这样的高压。
(2) 尺寸精度如何满足模具制造的要求，尤其是制造较大模具时，尺寸更不稳定。
(3) 用作母模时的强度，耐热和耐腐蚀性，形状和尺寸的时效问题。
(4) 塑料或树脂类模具的导热性很差，导热差虽然带来了可用较低注射压力的好处，但生产周期太长也必须考虑。
(5) 多数所谓金属模具都需要最后渗铜，这就造成这种金属模具的使用温度不可太高，可能超过500 ℃就不行了。
(6) 使用寿命的进一步延长和使用成本的进一步降低。
(7) 目前所能制造的模具的体积都很小，怎样制造大型模具?
(8) 受不可缺少的后处理工序的限制，目前还不能制造具有很小细节特征的模具，尤其是具有内凹形状的模具。
(9) 目前快速成型方法所能成型的材料种类及其有限，需要开发新型材料。
五、结束语
快速成型技术的应用已从原型制造发展到模具制造，使传统的模具制造技术焕发出新的活力，同时快速成型技术在快速模具制造领域的成功应用无疑会给快速成型技术的进一步发展注入新的生命力。需要注意的是：
(1) 随着快速成型技术的进一步发展，它在小批量生产和单体复制领域还是大有可为的。
(2)快速成型技术对模具制造的贡献，虽然现阶段制作的快速模具质量和寿命还不太尽人意，实践证明仍然可以应用于中小批量的注塑成型和模压铸造，相信快速模具制造技术会在短期内有很大突破。
参考文献
[1] 赖耀平，刘美坚 基于rp的快速制模技术 模具制造 2003 第18期
[2] 邓明，彭成允 rp技术在模具制造中的应用 锻压技术 1999第6期
[3] 焦向东，邓双成，张沛等 基于快速成型原理的模具制造技术 石汕化工高等学校学报 2002 第1期
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