快速成型(Rapid Prototyping)是上世紀(jì)80年代末及90 年代初發(fā)展起來(lái)的高新制造技術(shù)，是由三維CAD模型直接驅(qū)動(dòng)的快速制造任意復(fù)雜形狀三維實(shí)體的總稱。它集成了CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)和材料技術(shù)等現(xiàn)代科技成果，是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。由于它把復(fù)雜的三維制造轉(zhuǎn)化為一系列二維制造的疊加，因而可以在不用模具和工具的條件下生成幾乎任意復(fù)雜的零部件，極大地提高了生產(chǎn)效率和制造柔性。
與傳統(tǒng)制造方法不同，快速成型從零件的CAD幾何模型出發(fā)，通過(guò)軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，用激光束或其他方法將材料堆積而形成實(shí)體零件。通過(guò)與數(shù)控加工、鑄造、金屬冷噴涂、硅膠模等制造手段相結(jié)合，已成為現(xiàn)代模型、模具和零件制造的強(qiáng)有力手段，在航空航天、汽車摩托車、家電等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
1.直接澆注鑄件
這種方法適用于形狀復(fù)雜的單件生產(chǎn)，例如航空航天工業(yè)中的特鑄件，或者是在新產(chǎn)品試制時(shí)先做一兩個(gè)鑄件供進(jìn)一步試驗(yàn)用。具體操作是將樹(shù)脂模樣或者用熔模鑄造方法制殼澆注鑄件，或者用消失模鑄造方法直接澆注鑄件。在用SLS法成型時(shí)，當(dāng)以石蠟粉末為原料，直接制出石蠟原型來(lái)，可以方便在澆出鑄件。
2.用原型翻制母模后再澆注鑄件
對(duì)鑄件數(shù)量需要較多時(shí)可以應(yīng)用這種方法。它是先用硅橡膠方法、石膏型方法或自硬砂型方法等翻制母模，然后制蠟?zāi)；蛑苯訚沧⒊设T件。SLS法所使用的原料為石蠟、尼龍或聚碳酸酯等。用聚碳酸酯材料燒結(jié)制成的模樣，在許多性能上優(yōu)于石蠟，可以做許多復(fù)雜的高精度件。深圳快速成型
快速成型的工藝過(guò)程原理如下:
(1)三維模型的構(gòu)造:在三維CAD設(shè)計(jì)軟件中獲得描述該零件的CAD文件。一般快速成型支持的文件輸出格式為STL模型，即對(duì)實(shí)體曲面做近似的所謂面型化(Tessellation)處理，是用平面三角形面片近似模型表面。以簡(jiǎn)化CAD模型的數(shù)據(jù)格式。便于后續(xù)的分層處理。由于它在數(shù)據(jù)處理上較簡(jiǎn)單，而且與CAD系統(tǒng)無(wú)關(guān)，所以很快發(fā)展為快速成型制造領(lǐng)域中CAD系統(tǒng)與快速成型機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)三角面片用四個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)表示。即三個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)和一個(gè)法向矢量，整個(gè)CAD模型就是這樣一個(gè)矢量的集合。在一般的軟件系統(tǒng)中可以通過(guò)調(diào)整輸出精度控制參數(shù)，減小曲面近似處理誤差。如Pre/1E軟件是通過(guò)選定弦高值(ch-chordheight)作為逼近的精度參數(shù)。
(2)三維模型的離散處理:在選定了制作(堆積)方向后，通過(guò)專用的分層程序?qū)⑷S實(shí)體模型(一般為STL模型)進(jìn)行一維離散，即沿制作方向分層切片處理，獲取每一薄層片截面輪廓及實(shí)體信息。分層的厚度就是成型時(shí)堆積的單層厚度。由于分層破壞了切片方向CAD模型表面的連續(xù)性，不可避免地丟失了模型的一些信息，導(dǎo)致零件尺寸及形狀誤差的產(chǎn)生。切片層的厚度直接影響零件的表面粗糙度和整個(gè)零件的型面精度，每一層面的輪廓信息都是由一系列交點(diǎn)順序連成的折線段構(gòu)成。所以，分層后所得到的模型輪廓已經(jīng)是近似的，層與層之間的輪廓信息已經(jīng)丟失，層厚越大丟失的信息越多，導(dǎo)致在成型過(guò)程中產(chǎn)生了型面誤差。
綜上所述，為提高零件制造精度，在模型面型化處理時(shí)，應(yīng)該選取較小的精度參數(shù);在模型離散化處理時(shí)，應(yīng)該選取較小的切片層厚度。
