逆向工程与快速成型技术应用 第4版 课件 4-1 认识快速成型技术

苏州职业大学孙春华了解快速成型技术目录CONTENTS1.物体成型方式了解4种成型方式2.快速成型技术的定义清晰快速成型技术层层叠加的制造方式3.快速成型技术的工作流程知晓快速成型流程中前处理、成型、后处理各阶段的重点。4.快速成型技术的特点了解快速成型技术的优点和缺点Part1物体成型的方式去除成型（减材制造）:运用分离的方法，把一部分材料有序地从基体上分离出去而成型的方法。传统的车、铣、刨、磨、钻、电火花加工、激光切割等都属于去除成型。是目前最主要的成型方式。受迫成型（等材制造）：利用材料的可成型性在特定的外界约束（边界约束或外力约束）下成型。传统的锻压、铸造、粉末冶金等成型方式,现代的冲压成型、注塑成型等成型方式。Part1物体成型的方式堆积成型（增材制造）:把材料（液、固相）有序地堆积起来的成型。快速成型属于堆积成型（先离散再堆积）近净成型工艺。

生长成型（增材制造）：利用材料的活性进行成型的方法。

自然界中的生物（植物、动物）个体发育均属于生长成型，是最高层次的成型方法。Part2快速成型技术的定义快速成型（RapidPrototype，简称RP)，俗称：3D打印”(3Dprinting)，又称：增材制造（AdditiveManufacturing，AM)材料累加制造(MaterialIncreaseManufacturing)分层制造(LayeredManufacturing，LM)实体自由制造(SolidFree-FormFabrication)等。定义：以三维模型数据为基础，通过材料堆积的方式制造零件或实物的工艺。——GB/T35351-2017快速成型又可写为快速成形第三次工业革命的关键技术Part3快速成型技术的工作流程三维模型：正向设计、逆向设计、下载前处理：包括STL文件的处理、支撑构建和分层切片处理。快速成型：利用不同的工艺方法快速加工。后处理：去除支撑、提升强度和表面质量。Part4快速成型技术的特点

可制造复杂形状的物体三维模型转化为二维加工，理论上，可以加工制造任何复杂的中空结构且不存在三维加工刀具干涉的问题，降低了产品制造的复杂程度。2009年，王华明院士团队利用激光快速成形技术制造出我国自主研发的大型客机C919的主风挡窗框，在此之前只有欧洲一家公司能够做，仅每件模具费就高达50万美元，而利用该技术的零件成本不及模具的1/10。Part4快速成型技术的特点

产品单价与复杂程度和制造数量无关

新产品无须添加工夹具和新设备，因此产品的单价与其复杂程度和生产批量无关。Part4快速成型技术的特点

一体化制造，无须装配。26→1整体式燃油喷嘴可以省略组装环节，从而缩短了产品供应链，节省了劳动力和运输成本，减少了污染。机加件

焊接件3D打印成型件卫星铝质支架Part4快速成型技术的特点

按需制造成为可能。Part4快速成型技术的特点

材料利用率提高——近净成型Part4快速成型技术的特点

材料利用率提高。◄2010年，利用激光直接制造C919中央翼根肋，传统锻件重达1607千克，而利用该技术的精坯重量仅为136千克，节省了91.5%的材料，并且经过性能测试，其性能比传统锻件还要好。►美国的F-22飞机中尺寸最大的Ti6Al4V钛合金整体加强框，所需毛坯模锻件2796千克，而实际成形零件重量不足144千克，材料利用率不到4.90%。Part4快速成型技术的特点

释放了设计自由度。趋势：

一体化结构点阵结构拓扑结构Part4快速成型技术的特点

真正实现拓扑优化。直接零件替换的AM设计适应AM的设计面向AM的设计4.6kg1.0kg减重78%0.4kg减重91%，改善了流体流动和产品内部的配合。产品所需空间较小，装配更容易1）利用原模型或重构模型——直接零件替换的AM设计；2）修改零件形状，易于AM工艺——适应AM的设计；3）重新设计以最大限度地发挥AM优势——面向AM的设计。面向增材制造设计的三个层次Part4快速成型技术的特点存在台阶效应，加工精度不高。

原理性误差。与减材制造方法一起使用，扬长避短。所能使用的材料有限。

开发新材料及新工艺将是快速成型技术未来发展的方向之一。思考与练习1.物体的成型方式有哪些？各自的最主要特点是什么？2.快速成型技术的别称有哪些？为什么获得这些称呼？3.快速成型技术的工作原理是什么？与传统减材制造相比，该技术具有哪些特点？4.

简述快速成型技术的工作流程。该环节中的前处理该做哪些事情？5.为什么快速成型技术