江西工业工程职业技术学院论文（设计）江西工业工程职业技术学院毕 业 论 文题目 模具快速成型技术学生姓名 张晨波院 系 机电工程系专 业 模具设计与制造级 别 模具057班指导教师 朱江峰江西工业工程职业技术学院任务书姓名：张晨波专业：模具设计与制造级别：模具057题目：模具快速成型技术一、论文的主要内容本论文主要阐述了快速成型技术的发展背景，技术原理和特点及应用范围。从中详细地介绍了几种典型的快速成型技术，包括它的工艺原理、工艺过程、系统构造及发展现状。二、论文设计的目的和意义毕业设计（论文）是教学计划中的一个重要有机组成不分，是高等院培养学生创新精神和实践能力的重要教学环节，是对学生经行综合的技术应用能力训练，是培养学生综合应用所学基础理论、基本理论、专业知识和专业技能，联系生产及科研实际完成某一项课题，全面检验学生分析解决实际问题的能力。通过毕业设计（论文）工作，使学生受到必要的综合训练，在一定程度上提高学生的各种能力，如调查研究的能力、检索与阅读中外文献的资料，经行理论分析，制定总体方案能力，综合分析和总结报告的能力等。是学生走向工作岗位的一次“实战演习”。三、论文的要求1、学生应在指导老师的指导下，刻苦专研，实事求是，按时独立完成毕业设计（论文）任务书虽规定的全部任务，不得弄虚作假或抄袭。2、在设计（论文）工程中，要认真查阅资料和收集技术数据，以严谨的求学态度对待该项工作；3、毕业设计（论文）要提供电子稿和纸制清样（打印稿A4纸）。语言要简练通顺，图纸（图标）要规范、整洁、无误；四、论文的时间安排 1、起止时间：2007年11月上旬至12月下旬 2、论文提纲：11 月1日之前2、初稿时间：11月1日12月10日 3、二稿时间：12月10日12月20 4：定稿时间：12月21日12月30指导教师签名摘 要分析和介绍了快速成型技术的原理和特点和快速成型技术的未来发展趋势。详细地介绍了几种典型快速成型技术的工艺原理、工艺过程及应用范围，指出快速成型技术的应用并简述了模具快速成型技术的一些特点及其应用范围。关键词 快速成型技术 原理 特点 发展趋势目录摘 要III关键词III引言V第1章 快速成型技术的概论61.1快速成形技术产生的背景61.2我国RP研究工作起步时期61.3国内RP开始商品化并推广应用6第2章 快速成型技术的内涵及技术特点82.1 快速成型技术的内涵82.2快速成形原理及特点82.3 快速成型技术的技术体系82.4 新旧两种成型方法8第3章 快速成型制造的几种典型工艺103.1 熔融堆积成型（Fused Deposition Modeling，FDM）103.2 叠层实体制成型（Laminated Object Manufacturing，LOM）123.3 立体光固化成型（Stereo Lithography Apparatus，SLA）133.4 选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）17第4章 快速模具制造技术204.1 快速模具制造历史背景204.2 快速模具的制造及应用20结论24致谢25参考文献26引言在现代化工业生产中，6090的工业产品需要使用模具加工，模具工业已经成为制造业中的一项基础工业，是技术成果转化的手段，同时又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被成为“点铁成金”的“磁力工业”。我国模具权威人士称之为“模具是印钞机”。可见模具工业在世界各国经济发展中具有重要的显著地位。 当前，产品制造业呈现如下发展趋势：1生产、经营及市场全球化；2用户需求个性化、多样化；3产品生命周期短，更新换代加速；4产品技术高科技化；5市场竞争激烈化。据统计，我国新产品的平均开发周期为18个月，产品的生命周期为10.5年。而美国1990年已实现“3个3”，即产品的生命周期为3年，产品的试制周期为3个月，产品的设计周期为3周。因此，制造企业要想在21世纪求得生存和发展，就必须面对这一新的形势，不断研究或引进新的技术。 过去，传统的零件成型方法是采用多种机械加工机床，以及刀具和模具，还要有高水平的技工，成本高，制造周期往往长达几星期，甚至几个月，不能适应新产品的更新。为克服上述问题，近几年来开发成功了快速成型制造技术和相应的快速成型机。它是利用激光等物理方法，向用户提供物理模型和快速修改设计方案，从而大大减少了新产品开发前期的时间和费用。快速成型技术不受零件几何形状的限制，能够制造出常规加工技术无法实现的复杂几何形状零件的建模。它能帮助设计者快速实现设计方案并寻找出原设计方案的不足或疏漏之处，及时修改使之完善，节省了大量的试模时间；同时，它还能使生产销售与用户之间的距离缩短，这是因为快速成型技术能及时按用户的要求建立产品模型，使设计出的产品更直观更具有可加工性和更能为客户所接受，从而提升了企业的市场竞争能力。因此，快速成型技术广泛应用于航空航天、汽车、电子、通讯、医疗、建筑、家电、玩具、家具、日用五金及工艺品制作等众多领域。27第1章 快速成型技术的概论1.1快速成形技术产生的背景快速原型（Rapid Prototyping，RP）技术，又称快速成形技术，是当今世界上飞速发展的制造技术之一。快速成形技术最早产生于二十世纪70年代末到80年代初，美国3M公司的Alan J. Hebert(1978)、日本的小玉秀男(1980)、美国UVP公司的Charles W. Hull(1982)和日本的丸谷洋二(1983)，在不同的地点各自独立地提出了RP的概念，即用分层制造产生三维实体的思想。Charles W. Hull 在UVP的继续支持下，完成了一个能自动建造零件的称之为Stereolithography Apparatus(SLA)的完整系统SLA-1，1986年该系统获得专利，这是RP发展的一个里程碑。同年，Charles W. Hull和UVP的股东们一起建立了3D System公司。与此同时，其它的成形原理及相应的成形系统也相继开发成功。1984年Michael Feygin提出了薄材叠层（Laminated Object Manufacturing，以下简称LOM）的方法，并于1985年组建Helisys公司，1992年推出第一台商业成形系统LOM-1015。1986年，美国Texas大学的研究生C. Deckard提出了选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，简称SLS)的思想，稍后组建了DTM公司，于1992年开发了基于SLS的商业成形系统Sinterstation。Scott Crump在1988年提出了熔融成形(Fused Deposition Modeling，简称FDM)的思想，1992年开发了第一台商业机型3D-Modeler。自从80年代中期SLA光成形技术发展以来到90年代后期，出现了几十种不同的RP技术，除前述几种外，典型的还有3DP等。但是，SLA、LOM、SLS和FDM四种技术，目前仍然是RP技术的主流。1.2我国RP研究工作起步时期快速原型是继60年代NC技术之后制造领域的又一重大突破，是先进制造技术群中的重要组成部分。它综合运用计算机辅助设计和制造技术、激光技术和材料科学技术，在没有传统模具和夹具的情况下，快速制造出任意复杂形状而又具有一定功能的三维实体模型或零件。快速原型与制造技术的推广应用将明显缩短新产品的上市时间，节约新产品开发和模具制造的费用。美国、日本及欧洲发达国家已将快速成形技术应用于航空、宇航、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型（雕刻）、建筑模型、机械行业等领域。而我国RP研究工作起步于90年代初。刚开始时技术引进较多，1994年以来，我国已有20几家企业或机构从国外引进RP机器，加快了企业的新产品开发、取得了巨大的经济效益。但由于引进价格昂贵，如美国3Dsystem公司生产的SLA250系统售价20万美元，SLA500价格高达40万美元，加之材料也依靠进口，使生产成本过高，往往是国内企业无法承受的。1.3国内RP开始商品化并推广应用为了解决中国制造业对RP的迫切需求，1991年以来，在中国政府资助和支持下，一些高等院校和研究机构积极开展RP研究，并取得较大的进展。我国最早在快速成型技术方面开展工作的有清华大学、西安交通大学、华中理工大学和北京隆源自动成形系统有限公司。这些单位早期在开发系统设备方面各有侧重。1992年，清华大学引进了当时先进的SLA-250光固化成形设备，成立了激光快速成形中心,开展快速成形技术的研究。研制出世界上最大的LOM双扫描成形机，已提供给国内的汽车制造企业，研制成功的多功能快速造型系统MRPMS已打入国际市场，自主开发的大型挤压喷射成形RP设备SSM1600SSM成形尺寸已达1600 800 750mm3，也居世界之首。西安交通大学多年来一直致力于SLA的成型材料和设备的国产化，并因此获2000年度国家科技进步二等奖和教育部科技进步一等奖。华中理工大学从1991年开始，在政府的支持下开始进行RP技术研究，1994年开发成功LOM样机，到1997年就向市场推出商品化的LOM成型设备。目前，该单位已对LOM设备进行了系列化的开发，同时还成功地推出商品化的SLS设备。该校还利用复膜技术快速制造铸模，翻制出了铝合金模具和铸铁模块。研究成果已经商品化的还有北京隆源公司开发的AFS 300激光快速成形机（SLS），该公司的RP服务中心已为工业企业单位制作了许多精密铸模。此外，南京航天大学、上海交通大学、华北工学院等在该领域也做了许多工作。例如在基于快速成形技术的快速制造模具方面，上海交通大学开发了具有我国自主知识产权的铸造模样计算机辅助快速制造系统，为汽车行业制造了多种模具。目前，部分国产RP设备已接近或达到美国公司同类产品的水平，价格却便宜得多，材料的价格更加便宜。我国已初步形成了RP设备和材料的制造体系。近年来，在国家科学技术部的支持下，我国已经在深圳、天津、上海、西安、南京、重庆等地建立一批向企业提供快速成形技术的服务机构，并开始起到了积极的作用，推动了快速成形技术在我国的广泛应用，使我国RP技术的发展走上了专业化、市场化的轨道，为国民经济的发展做出了贡献。快速成形技术是一种具有广泛应用前景的正在不断完善的高新技术。随着市场竞争的日趋激烈，该技术将会被越来越多的企业所采用，对企业的发展，发挥越来越重要的作用，并将给企业带来巨大的经济效益。同时，快速成形技术作为一门多学科交叉的专业技术，其本身的发展，也将推动相关技术、产业的发展。第2章 快速成型技术的内涵及技术特点2.1 快速成型技术的内涵与传统的去除成形不同,快速成型技术是一种离散)堆积的成形过程。这种加工过程可分为前期数据处理(离散)和物理实现(堆积)，在离散过程中,将三维形体的CAD模型沿一定方向分解,得到一系列截面数据,再根据各自具体的工艺要求,获得控制成形头运动的轨迹;在