快速成型技術的主要功能

     基于快速原型制造的集成制造系統，下面介紹系統的幾個主要技術組成部分，即快速原型、快速模具制造、快速反求工程。RP/RT技術在國內外的發展現狀、經濟效益及對增強企業產品開發能力的重要作用。

      1. 快速原型制造(RP)

      在計算機控制下,CAD數據驅動制作出來的模型比圖紙和計算機屏幕提供了一個信息更豐富、更直觀的實體。國際統計資料表明，RP原型中1/3被用來作為可視化的手段，用于評估設計、協助設計模具，溝通設計者與制造商及工程投標，1/3被用來進行試裝配和性能試驗，如空氣動力學試驗、光彈應力分析等，1/4以上用于協助完成模具制造。原型制造的另一個重要應用領域是醫療。它用于制作教學或手術參考的模型，或幫助制造假肢，用于外科修復。

      速原型制造技術按成型材料及技術不同，主要發展了光固化法（SL），粉末燒結法（SLS），熔堆法（FDM），層迭法（LOM），三維打印法（3DP），逐層固化法（SGC）等。截止96年，全世界已安裝了望200多臺成型機，97年的銷售超過了1000臺，預計98年將又有1500臺成型機投入工作。目前，SL成型機的總銷售量為最大，約占50%。FDM機的銷售比例有所上升，概念機異軍突起，呈現了高速上升的趨勢。概念機主要以價位低為特征（一般5-9萬美元/臺），其生成原型的強度、精度均較差，主要用于驗證設計概念、培訓人才，大有成為CAD的一個終端機的趨勢。

      2. 快速模具制造技術（RT）

      這一技術是用高新制造技術改造傳統技術的成功范例。它包括用硅橡膠、金屬粉環氧樹脂粉、低熔點合金等方法將RP原型準確復制成模具，這些簡易模具的壽命是50-1000件，適宜產品試制階段。對制造長壽命的鋼制模具，一個成熟的工藝是RP原型→ 三維砂輪研磨整體石墨電極電火花鋼模。這一工藝的特點在于RP原型及振動研磨法，它避開了CNC加工，節約了CNC編程及加工時間。一個中等大小，較為復雜的電極一般4-8小時即可完成，復形精度也較高。這一工藝對制造注塑模、鍛模、壓鑄模等型腔模均較適合。運用RP/RT技術比傳統的數控加工制造模具，周期縮短為1/3-1/10，費用降低為1/3-1/5。由于RT的顯著經濟效益，近年來，工業界對RT的研究開發投入了日益增多的人力和資金，因而，RT的收益也獲得了巨大的增長。據SME統計，四年來，RT服務的收益年增長率均高于RP系統銷售，如96年比95年增長62.7%,而RP設備銷售額的增長為42.6%。建立以RP/RT設備為主導的服務機構，為大批中小企業服務，已成為非常看好的行業。迄今為止，全球已建立了近300家服務機構。96年底，其總收入達2.864億美元，占RP&M行業收入的58.2%。RP/RT服務機構在開創階段，往往規模很小，僅一臺RP系統、一臺CAD工作站、不到10名職工，以RP原型制作為主。近年來，由于服務機構的良好效益，服務機構規模日益擴大，出現了一批具有相當規模的RP/RT企業。如日本的ARRK創業網絡公司，有15個店面。日本Compression公司有8個店面、240名員工、16套RP系統、36臺CNC加工中心、15臺注塑機、65臺工作站。美國一家有雇員210名、28臺RP設備（20臺SL機、6臺SLS機、2臺FDM機）、16臺CNC加工中心、5臺電火花機床、12臺注塑機。服務機構的業務范圍擴展到硅橡膠軟模、蠟芯、鑄件、電極及各類模具。大部分服務機構還保持在20人左右的規模。深圳殷華公司，固定資產投資1000多萬元，建立了以SLA機、石墨電極成型機、硅橡膠成型機為主的服務中心，已開始有良好效益。目前國內已有設計及成套提供RP&M服務中心所需要的設備、材料和技術的能力，將大大節約投資和運行費用，因而將使服務中心獲得更良好的效益。3. 快速精鑄（Quick Casting）

      由RP方法可以提供蠟芯原型（FDM法、SLS法）或幾乎可完全氣化的光敏

      樹脂原型，故可用失蠟鑄造或消失法鑄造，鑄出精密鑄件。用陶瓷型鑄造工藝，可鑄出粗糙度達6.4μ 的精密鑄件。也可以直接用RP工藝制造出壓制蠟芯的樹脂模具，以經濟地鑄造出小批量鑄件。為了減少消失法鑄造產生過多的氣體，RP原型可制成中空結構，中空部分還可以加以蜂窩狀支撐，以增強RP原型剛度。由于RP原型可以很容易附加上冷卻管道等結構，由RP原型甚至可以直接作為注塑模，制造出少量塑料件，以供產品開發階段使用。

      RP與QC相結合，就為產品開發期的金屬件需求提供了一個快速響應技術。尤其對航天、航空、兵器等領域,復雜形狀零件非常適用。