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一分钟带你了解快速成型技术

2021-05-15 10:14 科普中国网   

快速成型技术又称快速原型制造技术,是现代先进制造技术的重要组成部分。快速成型设备可以直接、快速、精确地把设计构想或设计方案通过模型建立、近似处理和切片处理等过程转变为实际的零件原型或者直接制造零件,为零件的原型制作和设计构想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段,弥补了传统制造方法的不足。

快速成型技术是基于离散/堆积成型原理,根据三维CAD模型,按一定厚度把CAD模型进行分层,将三维模型变成厚度很薄的二维平面模型。再将二维模型进行数据处理,加入加工参数,在数控系统控制下以平面加工方式连续加工出每个薄层,并使之粘结而成形。快速成型有很多工艺方法,所有的快速成型方法都是一层一层地制造零件,所不同的是每种方法所用的材料不同,粘结方式不同。典型的快速成型技术有光固化快速成型(SLA)、熔融沉积(FDM)、激光粉末烧结(SLS)和叠层轮廓(LOM)。

与传统的处理方式相比,快速成型技术在速度性、集成化、适用性、可调整性和自动化等方面具有明显优势。比如:快速成型技术实现了完全的自动化成型,只需操作员输入相关的参数,在不需要过多干涉的情况下,就可以实现整个过程的自动运转。

最近几年,快速成型技术得到了极大发展,其涉及的领域广泛,应用行业众多,主要集中在工业制造、建筑行业、医学领域、艺术创造、考古研究、航空空间等领域。

随着快速成型技术的发展,其被广泛应用于模具制造过程中。该技术可以进行新产品的快速试制,制作周期仅为传统技术的1/4左右,可以有效提升模具制造的一次成功率。该技术是将模具的概念设计和生产工艺在CAD系统能进行综合,利用计算机的模拟分析形成新型的模具设计制造系统,无需数控切削加工就可以制造出复杂的曲面等结构,有利于提高模具的制造柔性和质量。

为将快速成型技术作为新型先进制造技术更加广泛地应用于各行各业,科研人员还需要就基本理论、实际应用等方面投入大量研究和开发。未来,快速成型技术将促进相关技术、行业等发展。

本文由石家庄藁城区兴安镇中学高级教师崔会欣进行科学性把关。

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创,转载时务请注明出处。

责任编辑: 4126TJ

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