1特种加工.doc

1、1 特 种 加 工特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料被去除、变形 、改变性能或被镀覆等。特 种 加 工 是 指 那 些 不 属 于 传 统 加 工 工 艺 范 畴 的 加 工 方 法 ,它 不 同 于 使 用 刀 具 、 磨 具 等 直 接 利 用 机 械 能 切 除 多 余 材 料 的 传 统 加 工 方 法 。 特 种 加 工 是 近 几 十年 发 展 起 来 的 新 工 艺 ,是 对 传 统 加 工 工 艺 方 法 的 重 要 补 充 与 发 展 ,目 前 仍 在继 续

2、研 究 开 发 和 改 进 。 直 接 利 用 电 能 、 热 能 、 声 能 、 光 能 、 化 学 能 和 电 化学 能 ， 有 时 也 结 合 机 械 能 对 工 件 进 行 的 加 工 。 特 种 加 工 中 以 采 用 电 能 为 主 的电 火 花 加 工 和 电 解 加 工 应 用 较 广 ， 泛 称 电 加 工 。 20 世 纪 40 年 代 发 明 的 电 火 花 加 工 开 创 了 用 软 工 具 、 不 靠 机 械 力 来加 工 硬 工 件 的 方 法 。 50 年 代 以 后 先 后 出 现 电 子 束 加 工 、 等 离 子 弧 加 工 和 激光 加 工 。 这 些 加

3、 工 方 法 不 用 成 型 的 工 具 ， 而 是 利 用 密 度 很 高 的 能 量 束 流 进 行加 工 。 对 于 高 硬 度 材 料 和 复 杂 形 状 、 精 密 微 细 的 特 殊 零 件 ,特 种 加 工 有 很 大的 适 用 性 和 发 展 潜 力 ,在 模 具 、 量 具 、 刀 具 、 仪 器 仪 表 、 飞 机 、 航 天 器 和微 电 子 元 器 件 等 制 造 中 得 到 越 来 越 广 泛 的 应 用 。 特 种 加 工 的 发 展 方 向 主 要 是 ： 提 高 加 工 精 度 和 表 面 质 量 ， 提 高 生 产 率和 自 动 化 程 度 ， 发 展 几 种

4、 方 法 联 合 使 用 的 复 合 加 工 ， 发 展 纳 米 级 的 超 精 密 加工 等 。与 传 统 机 械 加 工 方 法 相 比 具 有 许 多 独 到 之 处 ： (1)加 工 范 围 不 受 材 料 物 理 、 机 械 性 能 的 限 制 ， 1能 加 工 任 何 硬 的 、 软 的 、脆 的 、 耐 热 或 高 熔 点 金 属 以 及 非 金 属 材 料 。 (2)易 于 加 工 复 杂 型 面 、 微 细 表 面 以 及 柔 性 零 件 。 (3)易 获 得 良 好 的 表 面 质 量 ， 热 应 力 、 残 余 应 力 、 冷 作 硬 化 、 热 影 响 区等 均 比 较

5、 小 。 (4)各 种 加 工 方 法 易 复 合 形 成 新 工 艺 方 法 ， 便 于 推 广 应 用 。激 光 加 工 技 术国 外 激 光 加 工 设 备 和 工 艺 发 展 迅 速 ， 现 已 拥 有 100kW 的 大 功 率 CO?2 激光 器 、 kW 级 高 光 束 质 量 的 Nd:YAG 固 体 激 光 器 ， 有 的 可 配 上 光 导 纤 维 进 行 多工 位 、 远 距 离 工 作 。 激 光 加 工 设 备 功 率 大 、 自 动 化 程 度 高 ， 已 普 遍 采 用CNC 控 制 、 多 坐 标 联 动 ， 并 装 有 激 光 功 率 监 控 、 自 动 聚

6、焦 、 工 业 电 视 显 示等 辅 助 系 统 。 激 光 制 孔 的 最 小 孔 径 已 达 0.002mm， 已 成 功 地 应 用 自 动 化 六 坐 标 激 光 制孔 专 用 设 备 加 工 航 空 发 动 机 涡 轮 叶 片 、 燃 烧 室 气 膜 孔 ， 达 到 无 再 铸 层 、 无 微裂 纹 的 效 果 。 激 光 切 割 适 用 于 由 耐 热 合 金 、 钛 合 金 、 复 合 材 料 制 成 的 零 件 。目 前 薄 材 切 割 速 度 可 达 15m/min， 切 缝 窄 ， 一 般 在 0.1 1mm 之 间 ， 热 影 响区 只 有 切 缝 宽 的 10% 20%

7、， 最 大 切 割 厚 度 可 达 45mm， 已 广 泛 应 用 于 飞 机 三维 蒙 皮 、 框 架 、 舰 船 船 身 板 架 、 直 升 机 旋 翼 、 发 动 机 燃 烧 室 等 。 激 光 焊 接 薄 板 已 相 当 普 遍 ， 大 部 分 用 于 汽 车 工 业 、 宇 航 和 仪 表 工 业 。 激光 精 微 焊 接 技 术 已 成 为 航 空 电 子 设 备 、 高 精 密 机 械 设 备 中 微 型 件 封 装 结 点 的微 型 连 接 的 重 要 手 段 。 激 光 表 面 强 化 、 表 面 重 熔 、 合 金 化 、 非 晶 化 处 理 技 术应 用 越 来 越 广

8、， 激 光 微 细 加 工 在 电 子 、 生 物 、 医 疗 工 程 方 面 的 应 用 已 成 为 无可 替 代 的 特 种 加 工 技 术 。 激 光 快 速 成 型 技 术 已 从 研 究 开 发 阶 段 发 展 到 实 际应 用 阶 段 ， 已 显 示 出 广 阔 的 应 用 前 景 。 国 内 70 年 代 初 已 开 始 进 行 激 光 加 工 的 应 用 研 究 ， 但 发 展 速 度 缓 慢 。 在激 光 制 孔 、 激 光 热 处 理 、 焊 接 等 方 面 虽 有 一 定 的 应 用 ， 但 质 量 不 稳 定 。 目 前已 研 制 出 具 有 光 纤 传 输 的 固 体

9、 激 光 加 工 系 统 ， 并 实 现 光 纤 耦 合 三 光 束 的 同 步焊 接 和 石 英 表 芯 的 激 光 焊 接 。 完 成 了 激 光 烧 结 快 速 成 型 原 理 样 机 研 制 ， 并 采用 环 氧 聚 脂 和 树 脂 砂 烧 结 粉 末 材 料 ， 快 速 成 型 出 典 型 零 件 ， 如 叶 轮 、 齿 轮 。 激 光 加 工 技 术 今 后 几 年 应 结 合 已 取 得 的 预 研 成 果 ， 针 对 需 求 ， 重 点开 展 无 缺 陷 气 膜 小 孔 的 激 光 加 工 及 实 时 检 控 技 术 、 高 强 铝 (含 铝 锂 、 铝 镁 )合 金 的 激

10、光 焊 接 技 术 、 金 属 零 件 的 激 光 粉 末 烧 结 快 速 成 型 技 术 、 激 光 精 密 加工 及 重 要 构 件 的 激 光 冲 击 强 化 等 项 目 的 研 究 。 实 现 高 温 涡 轮 发 动 机 气 膜 孔 无缺 陷 加 工 ， 可 使 叶 片 使 用 寿 命 达 2000 小 时 以 上 ； 以 焊 代 替 数 控 加 工 飞 机 次承 力 构 件 ， 以 及 带 筋 壁 板 的 以 焊 代 铆 ； 实 现 重 要 零 部 件 的 表 面 强 化 ， 提 高 安全 性 、 可 靠 性 等 ， 从 而 使 先 进 的 激 光 制 造 技 术 在 军 事 工 业

11、 中 发 挥 更 大 的 作 用2 数 控 加 工传 统 的 机 械 加 工 都 是 用 手 工 操 作 普 通 机 床 作 业 的 ， 加 工 时 用 手 摇 动 机 械刀 具 切 削 金 属 ， 靠 眼 睛 用 卡 尺 等 工 具 测 量 产 品 的 精 度 的 。 现 代 工 业 早 已 使 用电 脑 数 字 化 控 制 的 机 床 进 行 作 业 了 ， 数 控 机 床 可 以 按 照 技 术 人 员 事 先 编 好的 程 序 自 动 对 任 何 产 品 和 零 部 件 直 接 进 行 加 工 了 。 这 就 是 我 们 说 的 “数 控加 工 ”。 数 控 加 工 广 泛 应 用 在

12、 所 有 机 械 加 工 的 任 何 领 域 ， 更 是 模 具 加 工 的 发 展 趋势 和 重 要 和 必 要 的 技 术 手 段 。 “CNC”是 英 文 Computerized Numerical Control（ 计 算 机 数 字 化 控 制 ） 的 缩 写 。 数 控 技 术 ， 简 称 数 控 （ Numerical Control） 。 它 是 利 用 数 字 化 的 信 息 对 机 床 运 动 及 加 工 过 程 进 行 控 制 的 一 种方 法 。 用 数 控 技 术 实 施 加 工 控 制 的 机 床 ， 或 者 说 装 备 了 数 控 系 统 的 机 床 称 为数

13、控 (NC)机 床 。 数 控 系 统 包 括 ： 数 控 装 置 、 可 编 程 控 制 器 、 主 轴 驱 动 器 及 进 给 装 置 等部 分 .数 控 机 床 是 机 、 电 、 液 、 气 、 光 高 度 一 体 化 的 产 品 。 要 实 现 对 机 床 的控 制 ， 需 要 用 几 何 信 息 描 述 刀 具 和 工 件 间 的 相 对 运 动 以 及 用 工 艺 信 息 来 描 述机 床 加 工 必 须 具 备 的 一 些 工 艺 参 数 。 例 如 ： 进 给 速 度 、 主 轴 转 速 、 主 轴 正反 转 、 换 刀 、 冷 却 液 的 开 关 等 。 这 些 信 息 按

14、 一 定 的 格 式 形 成 加 工 文 件 (即 正常 说 的 数 控 加 工 程 序 )存 放 在 信 息 载 体 上 (如 磁 盘 、 穿 孔 纸 带 、 磁 带 等 )， 然后 由 机 床 上 的 数 控 系 统 读 入 (或 直 接 通 过 数 控 系 统 的 键 盘 输 入 ， 或 通 过 通 信方 式 输 入 )， 通 过 对 其 译 码 ， 从 而 使 机 床 动 作 和 加 工 零 件 .现 代 数 控 机 床 是机 电 一 体 化 的 典 型 产 品 ,是 新 一 代 生 产 技 术 、 计 算 机 集 成 制 造 系 统 等 的 技 术基 础 。 现 代 数 控 机 床

15、的 发 展 趋 向 是 高 速 化 、 高 精 度 化 、 高 可 靠 性 、 多 功 能 、复 合 化 、 智 能 化 和 开 放 式 结 构 。 主 要 发 展 动 向 是 研 制 开 发 软 、 硬 件 都 具 有 开放 式 结 构 的 智 能 化 全 功 能 通 用 数 控 装 置 。 数 控 技 术 是 机 械 加 工 自 动 化 的 基 础 ，是 数 控 机 床 的 核 心 技 术 ， 其 水 平 高 低 关 系 到 国 家 战 略 地 位 和 体 现 国 家 综 合 实力 的 水 平 . 它 随 着 信 息 技 术 、 微 电 子 技 术 、 自 动 化 技 术 和 检 测 技

16、术 的 发 展而 发 展 。 数 控 加 工 中 心 是 一 种 带 有 刀 库 并 能 自 动 更 换 刀 具 ， 对 工 件 能 够 在 一 定 的范 围 内 进 行 多 种 加 工 操 作 的 数 控 机 床 。 在 加 工 中 心 上 加 工 零 件 的 特 点 是 ： 被加 工 零 件 经 过 一 次 装 夹 后 ， 数 控 系 统 能 控 制 机 床 按 不 同 的 工 序 自 动 选 择 和 更换 刀 具 ； 自 动 改 变 机 床 主 轴 转 速 、 进 给 量 和 刀 具 相 对 工 件 的 运 动 轨 迹 及 其它 辅 助 功 能 ， 连 续 地 对 工 件 各 加 工 面

17、 自 动 地 进 行 钻 孔 、 锪 孔 、 铰 孔 、 镗 孔 、攻 螺 纹 、 铣 削 等 多 工 序 加 工 。 由 于 加 工 中 心 能 集 中 地 、 自 动 地 完 成 多 种 工 序 ，避 免 了 人 为 的 操 作 误 差 、 减 少 了 工 件 装 夹 、 测 量 和 机 床 的 调 整 时 间 及 工 件 周转 、 搬 运 和 存 放 时 间 ， 大 大 提 高 了 加 工 效 率 和 加 工 精 度 ， 所 以 具 有 良 好 的 经济 效 益 。 加 工 中 心 按 主 轴 在 空 间 的 位 置 可 分 为 立 式 加 工 中 心 与 卧 式 加 工 中心 1数控铣

18、床一般操作步骤（l）书写或编程加工前应首先编制工件的加工程序，如果工件的加工程序较长且比较复杂时，最好不要在机床上编程，而采用编程机或电脑编程，这样可以避免占用机时，对于短程序也应写在程序单上。（2）开机一般是先开机床再开系统，有的设计二者是互锁的，机床不通电就不能在 CRT 上显示信息。（3）回参考点对于增量控制系统（使用增量式位置检测元件）的机床，必须首先执行这一步，以建立机床各坐标的移动基准。（4）调加工程序根据程序的存储介质（纸带或磁带、磁盘），可以用纸带阅读机、盒式磁带机、编程机或串口通信输入，若是简单程序可直接采用键盘在CNC 控制面板上输人，若程序非常简单且只加工一件，程序没有保

19、存的必要。可采用 MDI 方式逐段输人、逐段加工。另外，程序中用到的工件原点、刀具参数、偏置量、各种补偿量在加工前也必须输人。（5）程序的编辑输人的程序若需要修改，则要进行编辑操作。此时，将方式选择开关置于编辑位置，利用编辑键进行增加、删除、更改。关于编辑方法可见相应的说明书。（6）机床锁住，运行程序此步骤是对程序进行检查，若有错误，则需重新进行编辑。（7）上工件、找正对刀采用手动增量移动，连续移动或采用手摇轮移动机床。将起刀点对到程序的起始处，并对好刀具的基准。（8）启动坐标进给进行连续加工一般是采用存储器中程序加工。这种方式比采用纸带上程序加工故障率低。加工中的进给速度可采用进给倍率开关调

20、节。加工中可以按进给保持按钮，暂停进给运动，观察加工情况或进行手工测量。再按下循环启动按钮，即可恢复加工。为确保程序正确无误，加工前应再复查一遍。在铣削加工时，对于平面曲线工件，可采用铅笔代替刀具在纸上面工件轮廓，这样比较直观。若系统具有刀具轨迹模拟功能则可用其检查程序的正确性。（9）操作显示利用 CRT 的各个画面显示工作台或刀具的位置、程序和机床的状态，以使操作工人监视加工情况。（10）程序输出加工结束后，若程序有保存必要，可以留在 CNC 的内存中，若程序太长，可以把内存中的程序输出给外部设备（例如穿孔机），在穿孔纸带（或磁带、磁盘等）上加以保存。（11）关机一般应先关机床再关系统。3

21、丝 网 印 刷丝网印刷属于孔版印刷，它与平印、凸印、凹印一起被称为四大印刷方法。孔版印刷包括誊写版、镂孔花版、喷花和丝网印刷等。孔版印刷的原理是：印版（纸膜版或其它版的版基上制作出可通过油墨的孔眼）在印刷时，通过一定的压力使油墨通过孔版的孔眼转移到承印物（纸张、陶瓷等）上，形成图象或文字。基 本 介 绍印 刷 时 通 过 刮 板 的 挤 压 ， 使 油 墨 通 过 图 文 部 分 的 网 孔 转 移 到 承 印 物上 ， 形 成 与 原 稿 一 样 的 图 文 。 丝 网 印 刷 设 备 简 单 、 操 作 方 便 ， 印 刷 、 制 版 简易 且 成 本 低 廉 ， 适 应 性 强 。 丝

22、网 印 刷 应 用 范 围 广 常 见 的 印 刷 品 有 ： 彩 色 油 画 、招 贴 画 、 名 片 、 装 帧 封 面 、 商 品 标 牌 以 及 印 染 纺 织 品 等工 作 原 理丝 网 印 刷 由 五 大 要 素 构 成 ， 即 丝 网 印 版 、 刮 印 刮 板 、 油 墨 、 印 刷 台以 及 承 印 物 。 丝 网 印 刷 基 本 原 理 是 ： 利 用 丝 网 印 版 图 文 部 分 网 孔 透 油 墨 ， 非图 文 部 分 网 孔 不 透 墨 的 基 本 原 理 进 行 印 刷 。 印 刷 时 在 丝 网 印 版 一 端 上 倒 入 油墨 ， 用 刮 印 刮 板 在 丝

23、网 印 版 上 的 油 墨 部 位 施 加 一 定 压 力 ， 同 时 朝 丝 网 印 版 另一 端 移 动 。 油 墨 在 移 动 中 被 刮 板 从 图 文 部 分 的 网 孔 中 挤 压 到 承 印 物 上 。 由 于油 墨 的 粘 性 作 用 而 使 印 迹 固 着 在 一 定 范 围 之 内 ， 印 刷 过 程 中 刮 板 始 终 与 丝 网印 版 和 承 印 物 呈 线 接 触 ， 接 触 线 随 刮 板 移 动 而 移 动 ， 由 于 丝 网 印 版 与 承 印 物之 间 保 持 一 定 的 间 隙 ， 使 得 印 刷 时 的 丝 网 印 版 通 过 自 身 的 张 力 而 产

24、生 对 刮 板的 反 作 用 力 ， 这 个 反 作 用 力 称 为 回 弹 力 。 由 于 回 弹 力 的 作 用 ， 使 丝 网 印 版 与承 印 物 只 呈 移 动 式 线 接 触 ， 而 丝 网 印 版 其 它 部 分 与 承 印 物 为 脱 离 状 态 。 使 油墨 与 丝 网 发 生 断 裂 运 动 ， 保 证 了 印 刷 尺 寸 精 度 和 避 免 蹭 脏 承 印 物 。 当 刮 板 刮过 整 个 版 面 后 抬 起 ， 同 时 丝 网 印 版 也 抬 起 ， 并 将 油 墨 轻 刮 回 初 始 位 置 。 至 此为 一 个 印 刷 行 程主 要 特 点丝 网 印 刷 的 特 点

25、 归 纳 起 来 主 要 有 以 下 几 个 方 面 ： 丝 网 印 刷 可 以 使 用 多 种 类 型 的 油 墨 。 即 ： 油 性 、 水 性 、 合 成 树 脂 乳 剂型 、 粉 体 等 各 类 型 的 油 墨 。 版 面 柔 软 。 丝 网 印 刷 版 面 柔 软 且 具 有 一 定 的 弹 性 不 仅 适 合 于 在 纸 张 和布 料 等 软 质 物 品 上 印 刷 ， 而 且 也 适 合 于 在 硬 质 物 品 上 印 刷 ， 例 如 ： 玻 璃 、 陶瓷 等 。 丝 网 印 刷 压 印 力 小 。 由 于 在 印 刷 时 所 用 的 压 力 小 ， 所 以 也 适 于 在 易

26、破碎 购 物 体 上 印 刷 。 墨 层 厚 实 ， 覆 盖 力 强 。 不 受 承 印 物 表 面 形 状 的 限 制 及 面 积 大 小 的 限 制 。 由 前 述 可 知 ， 丝网 印 刷 不 仅 可 在 平 面 上 印 刷 ， 而 且 可 在 曲 面 或 球 面 上 印 刷 ； 它 不 仅 适 合 在 小物 体 上 印 刷 ， 而 且 也 适 合 在 较 大 物 体 上 印 刷 。 这 种 印 刷 方 式 有 着 很 大 的 灵 活性 和 广 泛 的 适 用 性 。4 铸 造铸 造 是 人 类 掌 握 比 较 早 的 一 种 金 属热 加 工 工 艺 ， 已 有 约 6000 年 的

27、历 史 。 中 国 约 在 公元 前 1700 前 1000 年 之 间 已 进 入 青 铜 铸 件 的 全 盛 期 ， 工 艺 上 已 达 到 相 当 高 的 水 平 。 铸造 是 指 将 室 温 中 为 液 态 但 不 久 后 将 固 化 的 物 质 倒 入 特 定 形 状 的铸 模 待 其 凝 固 成 形 的 加 工方 式 。 被 铸 物 质 多 为 原 为 固 态 但 加 热 至 液 态 的 金 属 （ 例 ： 铜 、 铁 、 铝 、 锡 、 铅 等 ）， 而 铸模 的 材 料 可 以 是 沙 、 金 属 甚 至陶 瓷 。 因 应 不 同 要 求 ， 使 用 的 方 法 也 会 有 所

28、 不 同概 述铸 造 是 人 类 掌 握 比 较 早 的 一 种 金 属 热 加 工 工 艺 ， 已 有 约 6000 年的 历 史 。 中 国 约 在 公 元 前 1700 前 1000 年 之 间 已 进 入 青 铜 铸 件 的 全 盛 期 ，工 艺 上 已 达 到 相 当 高 的 水 平 。 铸 造 是 指 将 固 态 金 属 溶 化 为 液 态 倒 入 特 定 形 状的 铸 型 ， 待 其 凝 固 成 形 的 加 工 方 式 。 被 铸 金 属 有 ： 铜 、 铁 、 铝 、 锡 、 铅 等 ，普 通 铸 型 的 材 料 是 原 砂 、 黏 土 、 水 玻 璃 、 树 脂 及 其 他

29、辅 助 材 料 。 特 种 铸 造 的铸 型 包 括 ： 熔 模 铸 造 、 消 失 模 铸 造 、 金 属 型 铸 造 、 陶 瓷 型 铸 造 等 。 （ 原 砂包 括 ： 石 英 砂 、 镁 砂 、 锆 砂 、 铬 铁 矿 砂 、 镁 橄 榄 石 砂 、 兰 晶 石 砂 、 石 墨 砂 、铁 砂 等 ）铸 造 工 艺 可 分 为 三 个 基 本 部 分 ， 即 铸 造 金 属 准 备 、 铸 型 准 备 和 铸 件 处 理 。铸 造 金 属 是 指 铸 造 生 产 中 用 于 浇 注 铸 件 的 金 属 材 料 ， 它 是 以 一 种 金 属 元 素 为主 要 成 分 ， 并 加 入 其

30、他 金 属 或 非 金 属 元 素 而 组 成 的 合 金 ， 习 惯 上 称 为 铸 造 合金 ， 主 要 有 铸 铁 、 铸 钢 和 铸 造 有 色 合 金 。造 型 造 芯 是 根 据 铸 造 工 艺 要 求 ， 在 确 定 好 造 型 方 法 ， 准 备 好 造 型 材 料 的基 础 上 进 行 的 。 铸 件 的 精 度 和 全 部 生 产 过 程 的 经 济 效 果 ， 主 要 取 决 于 这 道 工序 。 在 很 多 现 代 化 的 铸 造 车 间 里 ， 造 型 造 芯 都 实 现 了 机 械 化 或 自 动 化 。 常 用的 砂 型 造 型 造 芯 设 备 有 高 、 中 、

31、 低 压 造 型 机 、 抛 砂 机 、 无 箱 射 压 造 型 机 、 射芯 机 、 冷 和 热 芯 盒 机 等 。铸 造 是 比 较 经 济 的 毛 坯 成 形 方 法 ， 对 于 形 状 复 杂 的 零 件 更 能 显 示 出 它 的经 济 性 。 如 汽 车 发 动 机 的 缸 体 和 缸 盖 ， 船 舶 螺 旋 桨 以 及 精 致 的 艺 术 品 等 。 有些 难 以 切 削 的 零 件 ， 如 燃 汽 轮 机 的 镍 基 合 金 零 件 不 用 铸 造 方 法 无 法 成 形 。5快 速 成 形 技 术 快 速 成 形 技 术 又 称 快 速 原 型 制 造(Rapid Proto

32、typing Manufacturing， 简 称 RPM)技术 ， 诞 生 于 20世 纪 80年 代 ， 这 种 技 术 是 基 于 为 了 满 足 日 益 变 化 的 用 户 需 求 ， 又 要 求制 造 技 术 有 较 强 的 灵 活 性 ， 能 够 以 小 批 量 甚 至 单 件 生 产 而 不 增 加 产 品 的 成 本 的 背 景下 应 运 而 生 的 。 这 种 技 术 首 先 产 生 于 美 国 ， 并 且 很 快 扩 展 到 欧 洲 和 日 本 。快 速 成 形 技 术 是 在 计 算 机 控 制 下 基 于 离 散 、 堆 积 的 原 理 采 用 不 同 方 法 堆 积

33、材 料 ，最 终 完 成 零 件 的 成 形 与 制 造 的 技 术 。 从 成 形 角 度 看 ， 零 件 可 视 为“点 ”或 “面 ”的 叠 加 。从 CAD电 子 模 型 中 离 散 得 到 “点 ”或 “面 ”的 几 何 信 息 ， 再 与 成 形 工 艺 参 数 信 息 结 合 ，控 制 材 料 有 规 律 、 精 确 的 由 点 到 面 ， 由 面 到 体 的 堆 积 零 件 。 从 制 造 角 度 看 ， 它 根 据CAD造型 生 成 零 件 三 维 几 何 信 息 ， 控 制 多 维 系 统 ， 通 过 激 光 束 或 其 他 方 法 将 材 料 逐 层 堆 积而 形 成 原

34、 型 或 零 件 。快 速 成 形 的 工 艺 方 法 目 前 已 有 几 十 种 之 多 ， 但 其 中 主 要 工 艺 有 四 种 基 本 类 型 ：光 固 化 成 型 法 （ SLA） 、 分 层 实 体 制 造 法 （ LOM） 、 选 择 性 激 光 烧 结 法 （ SLS） 和 熔 融 沉积 制 造 法 （ FDM） 。快 速 成 形 技 术 优 点 很 多 ， 主 要 特 征 是 由CAD模 型 直 接 驱 动 快 速 制 造 任 意 复 杂 形 状三 维 实 体 ， 它 不 受 复 杂 形 状 的 任 何 限 制 ， 可 迅 速 地 将 示 于 计 算 机 屏 幕 上 的 设

35、计 变 为可 进 一 步 评 估 的 实 物 ， 大 大 提 高 了 设 计 生 产 周 期 。 经 过 近30多 年 的 发 展 ， 此 技 术 已 可 实际 应 用 。 但 此 技 术 仍 是 一 项 尖 端 技 术 ， 目 前 在 国 外 应 用 还 较 广 ， 但 还 没 完 全 普 及 ，市 场 上 也 只 有 为 数 不 多 的 几 家 公 司 生 产 所 需 设 备 。 这 项 技 术 对 材 料 环 境 要 求 也 较 高 ，所 能 成 形 的 模 具 也 是 小 型 模 具 ， 因 此 这 项 技 术 还 有 很 大 的 发 展 前 景 。 我 认 为 这 项 技术 在 未

36、来 相 当 长 的 一 段 时 间 里 会 有 很 大 的 发 展 ， 其 会 向 大 型 制 造 与 微 型 制 造 进 军 ，材 料 适 用 范 围 会 更 广 ， 制 造 精 度 会 更 高 ， 所 需 设 备 也 会 更 加 智 能 化 ， 不 需 要 专 门 操 作 人 员,并 且 向 概 念 模 型 、 生 产 和 专 用 成 形 三 个 方 向 分 化。快 速 成 形 技 术 的 特 点(1) 制 造 原 型 所 用 的 材 料 不 限 ， 各 种 金 属 和 非 金 属 材 料 均 可 使 用 ； (2) 原 型 的 复 制 性 、 互 换 性 高 ； (3) 制 造 工 艺

37、与 制 造 原 型 的 几 何 形 状 无 关 ， 在 加 工 复 杂 曲 面 时 更 显 优 越 ；(4) 加 工 周 期 短 ， 成 本 低 ， 成 本 与 产 品 复 杂 程 度 无 关 ， 一 般 制 造 费 用 降低 50%， 加 工 周 期 节 约 70%以 上 ； (5) 高 度 技 术 集 成 ， 可 实 现 了 设 计 制 造 一 体 化快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于 20 世纪 80 年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近 20 年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维 CAD 的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。