1、1,计算机辅助设计与辅助制造,快速原型制造技术,制作：杨雨图,2,快速成形技术 Rapid Prototyping Technology,基本原理 技术特点工艺分类RPA在产品开发上的重要性RPA 经济效益,RP技术是借助计算机辅助设计或由实体逆向方法取得原型或零件几何形狀，进而以此建立数字化模型，再利用计算机控制的机电集成制造系统，逐点、逐面地进行材料“三维堆积”成型，再经过必要的后处理，使其在外观、強度和性能等方面达到设计要求，达到快速、准确地制造原型或实际零件之方法。,快速成形（Rapid Prototyping，简称RP）是80年代末期开始商品化的一种高新制造技术，是一种集计算机辅助设
2、计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机数字控制（CNC）、激光、精密伺服驱动、新材料等先进技术于一体的加工方法。,RPA缺点 RAP在设计制造中的作用RAP的应用,3,快速成形技术的基本原理,对STL文件 切片处理,CAD模型 的近似处理,三维CAD 模型设计,逐 层 制 造,快速成形技术的本质是用材料堆积原理制造三维实体零件。它是将复杂的三维实体模型 “切”（Spice）成设定厚度的一系列片层，从而变为简单的二维图形，层层叠加而成。,原型制作流程图,快速成形的加工原理是依据计算机设计的三维模型（设计软件可以是常用的CAD软件，例如SolidWorks、Pro/E、UG、POWERSH
3、APE等。也可以是通过逆向工程获得的计算机模型），进行切片处理，逐层加工，层叠增长。,4,三维CAD模型设计,在PC机或图形工作站上用三维软件pro/EsolidworksUGCATIA等设计零件的三维CAD模型。,5,CAD模型的近似处理,用STL文件格式进行数据转换，将三维实体表面用一系列相连的小三角形逼近，得到STL格式的三维近似模型文件。,6,典型的 STL 文件,7,对STL文件切片处理,切片是将模型以片层的方式来描述，片层的厚度通常在50m500m之间；无论零件形状多么复杂，对每一层来说却是简单的平面矢量扫描组（如图），轮廓线代表了片层的边界。,8,逐层制造,9,原型制作流程图,1
4、0,11,快速成型的技术特点,高度柔性 技术的高度集成 设计、制造一体化 快速性,12,技术的高度集成,RP技术是计算机、数控、激光、材料和机械等技术的综合集成。CAD技术通过计算机进行精确的离散运算和繁杂的数据转换，实现零件的曲面或实体造型，数控技术为高速精确的二维扫描提供必要的基础，这又是以精确高效堆积材料为前提的，激光器件和功率控制技术使材料的固化、烧结、切割成为现实。快速扫描的高分辨率喷头为材料精密堆积提供了技术保证。,13,快速响应性,快速原型零件制造从CAD设计到原型 (或零件 )的加工完毕，只需几个小时至几十个小时，复杂、较大的零部件也可能达到几百小时，但从总体上看，速度比传统的
5、成形方法要快得多。尤其适合于新产品的开发，RP技术已成为支持并行工程和快速反求设计及快速模具制造系统的重要技术之一。,14,RP在产品开发上的重要性,CAID应用: 工业设计师在短时间內得到精确的原型与业者作造形研讨 机构设计应用: 進行干涉验证，及提早发现设计错误以减少后面模具修改工作 CAE功效: 快速模具技术以功能性材料制作功能性模具，以进行产品功能性测试与研讨 快速模具(Rapid Tooling)应用: 快速翻制暂用模具或永久模具，做少量生产或量产,15,快速原型的经济效益,以缩短产品加工时间增加使构想具体化能力降低原型生产周期降低设计错误的发生及所花费成本增加在设计过程中了解产品机
6、械特性的 能力,16,快速成型的缺点,不适合大批量生产； 产品强度有限，很多情况下不适合直接使用； 设备价格相对比较昂贵，加工成本也比较贵；,17,快速成形技术的应用,用于新产品的设计与试制。产品设计中的实际装配确认产品的性能分析与实验快速制模及快速铸造医疗中的快速成形技术三维复制,18,工程应用实例,19,科学应用实例,古生物学模型 生物模型 考古研究模型,20,医学应用实例,人工骨头制作 手术规划 齿模制作 义耳制作,21,快速成型在无需准备任何刀具模具和工装卡具情况下,基本上不需要考虑零件的加工工艺,直接接受产品(CAD)数据信息,快速制造 新产品的样件模具或模型.,22,23,HRP制件展示,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,thank you very much,谢谢大家!,
