機械設計第一章

1、快速設計及成型技術快速設計及成型技術第一章第一章 緒論緒論1.11.1簡介簡介快速成型（快速成型（Rapid PrototypingRapid Prototyping RPRP）技術）技術屬于機械工程學科特種加工工藝的范圍。屬于機械工程學科特種加工工藝的范圍。使用激光作為能源的快速成型技術使用激光作為能源的快速成型技術(RPT)(RPT)還可還可以歸入激光加工門類。以歸入激光加工門類。它是一門多學科交叉，多技術集成的先進制它是一門多學科交叉，多技術集成的先進制造技術，也是制造理論研究成果中具有代表性造技術，也是制造理論研究成果中具有代表性的成果之一。的成果之一。1.21.2快速成型技術的產生快

2、速成型技術的產生快速成型技術的產生具有鮮明的時代特征，快速成型技術的產生具有鮮明的時代特征，其背景為：其背景為：科學技術整體、迅速的發(fā)展不僅促進了經濟科學技術整體、迅速的發(fā)展不僅促進了經濟的繁榮和社會的進步，而且還豐富和發(fā)展了各的繁榮和社會的進步，而且還豐富和發(fā)展了各門學科。門學科。一方面，不同學科之間的交叉融合迅速產生一方面，不同學科之間的交叉融合迅速產生了科學技術新的聚集，例如智能技術、傳感技了科學技術新的聚集，例如智能技術、傳感技術、信息技術與結構科學的交叉正在產生智能術、信息技術與結構科學的交叉正在產生智能結構科學；激光技術、新材料技術、計算機輔結構科學；激光技術、新材料技術、計算機輔

3、助設計和制造集成了快速成型制造（助設計和制造集成了快速成型制造（RPTRPT）另一方面，經濟的發(fā)展和社會的進步又另一方面，經濟的發(fā)展和社會的進步又對科學技術提出了新的期望，譬如人們希對科學技術提出了新的期望，譬如人們希望由微型計算機進入人體血管進行醫(yī)療作望由微型計算機進入人體血管進行醫(yī)療作業(yè)；期待出現微型耳窩業(yè)；期待出現微型耳窩“種入聾耳內從而種入聾耳內從而產生聽力產生聽力”。這種聚合和期望可以稱之為學科前沿。這種聚合和期望可以稱之為學科前沿。學科前沿也可以理解為已解決和未解決的學科前沿也可以理解為已解決和未解決的科學技術問題之間的界域?？茖W技術問題之間的界域。1.21.2快速成型技術的產生快

4、速成型技術的產生機械工程學科的新領域幾乎都是交叉學科，各項先進機械工程學科的新領域幾乎都是交叉學科，各項先進制造技術都是多種技術的集成，它們的產生和發(fā)展離不制造技術都是多種技術的集成，它們的產生和發(fā)展離不開相關學科的發(fā)展，因此解決好技術集成的開相關學科的發(fā)展，因此解決好技術集成的“接口接口”就就成為各項先進制造技術的研究內容。成為各項先進制造技術的研究內容?！敖涌诮涌凇眴栴}就是學科前沿的界域問題問題就是學科前沿的界域問題。RPTRPT將激光將激光技術、新材料技術、技術、新材料技術、CAD/CAMCAD/CAM集成起來，解決了激光技集成起來，解決了激光技術對新材料的作用，術對新材料的作用，CAD

5、CAD模型（模型（STLSTL文件格式）的切片處文件格式）的切片處理，以及滿足理，以及滿足“離散離散/ /堆積堆積”成型工藝要求的包括數控成型工藝要求的包括數控技術、精密機械和光電子技術在內的一系列技術、精密機械和光電子技術在內的一系列“接口接口”問問題，從而形成一項新的先進制造技術。反過來它的發(fā)展題，從而形成一項新的先進制造技術。反過來它的發(fā)展又豐富了相關學科的研究內容，從而促進了相關技術的又豐富了相關學科的研究內容，從而促進了相關技術的發(fā)展。發(fā)展。RPTRPT符合上述學科前沿的特徽。符合上述學科前沿的特徽。1 1、從學科發(fā)展的特征看、從學科發(fā)展的特征看RPTRPT的產生背景的產生背景面向市

6、場的集成技術工程化要求是多品種、變批量和面向市場的集成技術工程化要求是多品種、變批量和對市場的快速響應，因此要求系統(tǒng)具有快速開發(fā)新產對市場的快速響應，因此要求系統(tǒng)具有快速開發(fā)新產品的能力，而傳統(tǒng)的產品開發(fā)方法費用高、周期長，品的能力，而傳統(tǒng)的產品開發(fā)方法費用高、周期長，企業(yè)必須采用新的產品開發(fā)手段才能在激烈的市場競企業(yè)必須采用新的產品開發(fā)手段才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地，在這種歷史背景下，爭中立于不敗之地，在這種歷史背景下，RPTRPT就應用而就應用而生了。生了。簡言之，快速成型技術具有鮮明的時代特征。它于簡言之，快速成型技術具有鮮明的時代特征。它于2020世紀世紀8080年代后期興起，

7、起源于美國，很快發(fā)展到日年代后期興起，起源于美國，很快發(fā)展到日本，西歐和中國，是制造技術領域的一次重大突破。本，西歐和中國，是制造技術領域的一次重大突破。屬于局部制造理論范圍內的研究成果。屬于局部制造理論范圍內的研究成果。2 2、從全球市場經濟的特征看、從全球市場經濟的特征看RPTRPT的產生背景的產生背景1.3 1.3 關于對快速成型的命名關于對快速成型的命名 對這項新技術的命名，多年未能統(tǒng)一，常見有以下對這項新技術的命名，多年未能統(tǒng)一，常見有以下幾種：幾種：快速成型快速成型( (Rapid PrototypingRapid Prototyping) )任意成型任意成型( (Freeform

8、 FabricationFreeform Fabrication) )桌面制造桌面制造( (Desk-Top ManufacturingDesk-Top Manufacturing) )三維打印三維打印( (3D Printing3D Printing) )快速原型快速原型/ /零件制造零件制造( (RPMRPM) )快速工模具制造快速工模具制造( (RTMRTM) )快速鑄造快速鑄造( (RCRC) )我國已傾向于我國已傾向于“快速成型快速成型”（ Rapid Prototyping ）這個名稱。常用這個名稱。常用RPRP來代表快速成型，用來代表快速成型，用RPTRPT來表示快速來表示快速成

9、型技術，用成型技術，用RPSRPS用于表示快速成型系統(tǒng)。用于表示快速成型系統(tǒng)。1.3.1 1.3.1 快速成型技術定義快速成型技術定義簡單說，快速成形技術簡單說，快速成形技術是由是由CADCAD模型直接驅動，模型直接驅動，快速制造任意復雜形狀快速制造任意復雜形狀的三維物理實體的技術。的三維物理實體的技術。核心是由核心是由CADCAD模型直接模型直接驅動，其基本過程如圖驅動，其基本過程如圖1-11-1所示。所示。CAD建模建模分層、加工路徑生成分層、加工路徑生成 堆積制造堆積制造圖圖1-1快速成型過程示意圖快速成型過程示意圖v首先由首先由CADCAD軟件設計出所需零件的計算機三維曲面或實體軟件設

10、計出所需零件的計算機三維曲面或實體模型，即數字模型或稱電子模型；模型，即數字模型或稱電子模型；v然后根據工藝要求，按照一定的規(guī)則將該模型離散為一然后根據工藝要求，按照一定的規(guī)則將該模型離散為一系列有序的單元，通常在系列有序的單元，通常在z z向將其按一定厚度進行離散向將其按一定厚度進行離散( (習慣稱為分層或切片習慣稱為分層或切片) )，把三維電子模型變成一系，把三維電子模型變成一系列的二維層片；列的二維層片；v再根據每個層片的輪廓信息，進行工藝規(guī)劃，選再根據每個層片的輪廓信息，進行工藝規(guī)劃，選擇合適的加工參數，自動生成效控代碼；擇合適的加工參數，自動生成效控代碼；v最后由成形機接受控制指令制

11、造一系列層片并自最后由成形機接受控制指令制造一系列層片并自動將它們聯接起來，得到動將它們聯接起來，得到個三維物理實體。個三維物理實體。v這種將一個物理實體復雜的三維加工離散成一系這種將一個物理實體復雜的三維加工離散成一系列二維層片的加工，是一種降維制造的思想，大大列二維層片的加工，是一種降維制造的思想，大大降低了加工難度，并且成形過程的難度與待成形的降低了加工難度，并且成形過程的難度與待成形的物理實體的形狀和結構的復雜程度無關。物理實體的形狀和結構的復雜程度無關。1.3.2 1.3.2 快速成型五個步驟快速成型五個步驟1 1、CADCAD模型設計模型設計 主要是解決零件主要是解決零件的幾何造型

12、，應有較強的實體造型的幾何造型，應有較強的實體造型或曲面造型功能，并與后續(xù)的軟件或曲面造型功能，并與后續(xù)的軟件具有良好的數據接口。具有良好的數據接口。2 2、z z向離散化向離散化 分層過程它將分層過程它將CADCAD模型在模型在z z向上分成一系列具有一向上分成一系列具有一定厚度（定厚度（0.050.3mm0.050.3mm）的薄層。破）的薄層。破壞了零件在壞了零件在z z向的連續(xù)性，向的連續(xù)性，z z向上會向上會產生產生“臺階臺階”。從理論上講，分層。從理論上講，分層厚度合理，可滿足零件的加工精度厚度合理，可滿足零件的加工精度要求。要求。圖圖1-2 快速成型的五個步驟快速成型的五個步驟1.

13、3.2 1.3.2 快速成型五個步驟快速成型五個步驟3、層面信息處理層面信息處理 為控制成形機對層為控制成形機對層面的加工軌跡，必須把層面的幾何形狀面的加工軌跡，必須把層面的幾何形狀信息轉換成控制成形機運動的數控代碼。信息轉換成控制成形機運動的數控代碼。4、層面加工與粘接層面加工與粘接 成形機根據控制成形機根據控制指令進行二維掃描，同時進行層與層的指令進行二維掃描，同時進行層與層的粘接。粘接。5、層層堆積層層堆積 當一層制造完畢后，成當一層制造完畢后，成形機工作臺面下降一個層厚的距離，再形機工作臺面下降一個層厚的距離，再加工新的一層，如此反復進行直至整個加工新的一層，如此反復進行直至整個原型加

14、工完成。對完成的原型進行后處原型加工完成。對完成的原型進行后處理，如深度固化、去除支撐、修磨、著理，如深度固化、去除支撐、修磨、著色等，使之達到要求。色等，使之達到要求。圖圖1-2 快速成型的五個步驟快速成型的五個步驟1.3.2 1.3.2 快速成型的特征快速成型的特征v快速成形技術在成形概念上以離散堆積成形為指導思想；快速成形技術在成形概念上以離散堆積成形為指導思想；在控制上以計算機和數控為基礎，以最大柔性為目標。在控制上以計算機和數控為基礎，以最大柔性為目標。v計算機技術和數控技術高度發(fā)展的今天，才有可能產生快計算機技術和數控技術高度發(fā)展的今天，才有可能產生快速成形技術。速成形技術。CAD

15、CAD技術實現了零件的曲面或實體造型，能夠技術實現了零件的曲面或實體造型，能夠進行精確的離散運算和繁雜的數據轉換。先進的數控技術為進行精確的離散運算和繁雜的數據轉換。先進的數控技術為高速精確的二維掃描提供必要的基礎，這是精確高效堆積材高速精確的二維掃描提供必要的基礎，這是精確高效堆積材料的前提。料的前提。v材料科學的發(fā)展則為快速成形技術奠定了堅實的基礎，材材料科學的發(fā)展則為快速成形技術奠定了堅實的基礎，材料技術的每一項進步都將給快速成形技術帶來新的發(fā)展機遇。料技術的每一項進步都將給快速成形技術帶來新的發(fā)展機遇。目前快速成形技術中材料的轉移形式可以是自由添加、去除、目前快速成形技術中材料的轉移形

16、式可以是自由添加、去除、添加和去除相結合等多種形式。構成三維物理實體的每一層添加和去除相結合等多種形式。構成三維物理實體的每一層片，一般為片，一般為2 25 5維層片，即側壁為直壁的層片。目前也出現維層片，即側壁為直壁的層片。目前也出現了由了由3 3維層片構成實體的工藝。維層片構成實體的工藝。快速成形技術的重要特征是快速成形技術的重要特征是：v1)1)高度柔性，成形過程無需專用工具或夾具?？梢愿叨热嵝裕尚芜^程無需專用工具或夾具。可以制造任意復雜形狀的三維實體；制造任意復雜形狀的三維實體；v2)CAD2)CAD模型直接驅動，模型直接驅動，CADCADCAMCAM一體化，無需人員一體化，無需人員

17、干預或較少干預，是一種自動化的成形過程；干預或較少干預，是一種自動化的成形過程；v3)3)成形過程中信息過程和材料過程的一體化，適合成形過程中信息過程和材料過程的一體化，適合成形材料為非均質并具有功能梯度或有孔隙度要求成形材料為非均質并具有功能梯度或有孔隙度要求的原型；的原型；v4)4)成形的快速性，適合現代激烈競爭的產品市場；成形的快速性，適合現代激烈競爭的產品市場；v5)5)技術的高度集成性，快速成形是計算機、數控、技術的高度集成性，快速成形是計算機、數控、激光、新材料等技術的高度集成。激光、新材料等技術的高度集成。思考題思考題v1.簡述簡述RP的工藝過程。的工藝過程。v2.RPT優(yōu)點（或

18、內涵）是什么？優(yōu)點（或內涵）是什么？v3.快速成型的定義和特征？快速成型的定義和特征？v4.簡述快速成型的五個步驟。簡述快速成型的五個步驟。第二章第二章 快速成型技術原理及其方法快速成型技術原理及其方法 2.1 2.1 快速成型技術的原理快速成型技術的原理物質的提取和材料的轉移。從廣義上講，從自然物質的提取和材料的轉移。從廣義上講，從自然形態(tài)的物質到成形實體所用的材料均屬此范疇。形態(tài)的物質到成形實體所用的材料均屬此范疇。序的設計與建立。所謂序是指組織材料達到三維序的設計與建立。所謂序是指組織材料達到三維實體最終結構的書序與約束。成形順序，成形件幾實體最終結構的書序與約束。成形順序，成形件幾何設

19、計以及何設計以及NCNC代碼的生成等均屬此范圍。代碼的生成等均屬此范圍。性能保證。即保證成形件具有預先規(guī)定的機械性性能保證。即保證成形件具有預先規(guī)定的機械性能，電學性能和表面質量等等。過程控制，在線檢能，電學性能和表面質量等等。過程控制，在線檢測和下線后的后處理工藝及檢驗均屬此范疇。測和下線后的后處理工藝及檢驗均屬此范疇?，F代成形理論內容主要包括現代成形理論內容主要包括：2.1.1 2.1.1 成形方式分類成形方式分類根據現代成形學的觀點，從物質的組織方式根據現代成形學的觀點，從物質的組織方式上，可把成形方式分為以下四類：上，可把成形方式分為以下四類：1.1.去除成形去除成形（Dislodge

20、 FormingDislodge Forming）2.2.堆積成形堆積成形（Stacking FormingStacking Forming）3.3.受迫成形受迫成形（Forced FormingForced Forming）4.4.生長成形生長成形（Growth FormingGrowth Forming）隨著科學技術的發(fā)展和制造工藝的不斷完善，未來隨著科學技術的發(fā)展和制造工藝的不斷完善，未來零件成形將沿著兩個方向發(fā)展，一方面是各種成形方零件成形將沿著兩個方向發(fā)展，一方面是各種成形方式與工藝的不斷完善。另一方面是多種成形方式、多式與工藝的不斷完善。另一方面是多種成形方式、多種成形工藝不斷交叉

21、、融合。種成形工藝不斷交叉、融合。去除成形去除成形 去除成形是運用分離的方法，把一部分材料去除成形是運用分離的方法，把一部分材料（裕裕量材料量材料）有序的從基本體上分離出去而成形的辦法。）有序的從基本體上分離出去而成形的辦法。 傳統(tǒng)的車、銑、刨、磨等加工方法屬于去除成形，傳統(tǒng)的車、銑、刨、磨等加工方法屬于去除成形，現代電火花加工、激光切割、打孔等也屬于去除成現代電火花加工、激光切割、打孔等也屬于去除成形。形。去除成形最先實現了數字化控制，是目前主要的去除成形最先實現了數字化控制，是目前主要的成形方式。成形方式。堆積成形堆積成形 堆積成形是運用合并和連接的方法，把材料堆積成形是運用合并和連接的方

22、法，把材料（汽、液、固相）（汽、液、固相）有序的合并堆積起來的成形辦有序的合并堆積起來的成形辦法。法。 RPRP即屬于堆積成形。它是在計算機控制下完即屬于堆積成形。它是在計算機控制下完成的，其最大的特點是不受成形零件復雜程度的成的，其最大的特點是不受成形零件復雜程度的限制。限制。從廣義上講，焊接也屬于堆積成形的范疇。從廣義上講，焊接也屬于堆積成形的范疇。受迫成形受迫成形 受迫成形是利用材料的可成形性（如塑性等）受迫成形是利用材料的可成形性（如塑性等）在特定外圍約束在特定外圍約束（邊界約束或外力約束）（邊界約束或外力約束）下的成形下的成形方法。方法。 傳統(tǒng)的鍛壓、鑄造和粉末冶金等均屬于受迫成傳統(tǒng)

23、的鍛壓、鑄造和粉末冶金等均屬于受迫成形。目前受迫成形還未完全實現計算機控制，多用形。目前受迫成形還未完全實現計算機控制，多用于毛坯成形、特種材料成形等。于毛坯成形、特種材料成形等。生長成形生長成形 生長成形是利用材料的活性進行成形的方法。生長成形是利用材料的活性進行成形的方法。自然界中生物個體發(fā)育均屬于生長成形，自然界中生物個體發(fā)育均屬于生長成形，“克隆克隆”技術是產生在人為系統(tǒng)中的一種成形方式。技術是產生在人為系統(tǒng)中的一種成形方式。 隨著活性材料、仿生學、生物化學、生命科學隨著活性材料、仿生學、生物化學、生命科學的發(fā)展，這種成形方式將會得到很大發(fā)展。的發(fā)展，這種成形方式將會得到很大發(fā)展。2.

24、1.2 2.1.2 快速成形技術的原理快速成形技術的原理籠統(tǒng)講，籠統(tǒng)講，RPRP屬于堆積成形，嚴格講，屬于堆積成形，嚴格講，RPRP應該屬于離應該屬于離散散/ /堆積成形。堆積成形。RPTRPT將將CADCAD、CAMCAM、CNCCNC、精密伺服驅動、光電子和新、精密伺服驅動、光電子和新型材料等先進技術集于一體，依據由型材料等先進技術集于一體，依據由CADCAD構成的產品構成的產品三維模型，對其進行分層切片，得到各層界面的輪廓，三維模型，對其進行分層切片，得到各層界面的輪廓，利用各種利用各種RPRP工藝方法形成各截面，并逐步疊加成三維工藝方法形成各截面，并逐步疊加成三維產品。產品。它將一個復

25、雜的三維加工簡化為一系列二維加工的它將一個復雜的三維加工簡化為一系列二維加工的組合與傳統(tǒng)加工成形方法形成鮮明的對照組合與傳統(tǒng)加工成形方法形成鮮明的對照。參考圖參考圖2-1圖圖2-1 2-1 傳統(tǒng)加工與快速成型傳統(tǒng)加工與快速成型2.1.2.1 RP2.1.2.1 RP的工藝過程的工藝過程v1 1、三維模型的構造三維模型的構造v2 2、三維模型的近似處理三維模型的近似處理v3 3、三維模型的切片處理三維模型的切片處理v4 4、截面加工截面加工v5 5、截面疊加截面疊加v6 6、后處理后處理RPRP的工藝流程可以的工藝流程可以參考圖參考圖2.22.21、三維模型的構建、三維模型的構建 由于由于 RP

26、 RP 系統(tǒng)是由三維系統(tǒng)是由三維 CAD CAD 模型直接驅動，因模型直接驅動，因此此只接受計算機構造的產品三維模型（立體圖），只接受計算機構造的產品三維模型（立體圖），然后才能進行切片處理。然后才能進行切片處理。該三維該三維CADCAD模型可以利用模型可以利用計算機輔助設計軟件（如計算機輔助設計軟件（如Pro/E , I-DEAS , Pro/E , I-DEAS , Solid Works , UG Solid Works , UG 等），根據產品要求設計三維等），根據產品要求設計三維模型。模型?；蚧驅⒁延挟a品的二維圖樣進行轉換而形成三維模將已有產品的二維圖樣進行轉換而形成三維模型型 ?；?/p>

27、對已有產品實體進行激光掃描、或對已有產品實體進行激光掃描、 CT CT 斷層掃描，斷層掃描，得到點云數據，（得到點云數據，（仿制產品仿制產品）然后利用反求工程的）然后利用反求工程的方法來構造三維模型。方法來構造三維模型。2、三維模型的近似處理、三維模型的近似處理由于產品上往往有一些不規(guī)則的自由曲面，加工由于產品上往往有一些不規(guī)則的自由曲面，加工前必須對其進行近似處理。最常用的方法是用一系前必須對其進行近似處理。最常用的方法是用一系列小三角形平面來逼近自由曲面。每個小三角形用列小三角形平面來逼近自由曲面。每個小三角形用三頂點坐標和一個法向量來描述。三頂點坐標和一個法向量來描述。三角形的大小是可以

28、選擇的，從而得到不同的曲三角形的大小是可以選擇的，從而得到不同的曲面近似程度。經過上述近似處理的三維模型文件稱面近似程度。經過上述近似處理的三維模型文件稱為為STLSTL格式文件格式文件，它由一系列相連的空間三角形組，它由一系列相連的空間三角形組成。成。典型的典型的CADCAD軟件都有轉換和輸出軟件都有轉換和輸出STLSTL格式文件的接格式文件的接口，但有時輸出的三角形會有少量錯誤。需要進行口，但有時輸出的三角形會有少量錯誤。需要進行局部的修改。局部的修改。3、三維模型的切片處理、三維模型的切片處理由于由于RPRP工藝是按一層層截面輪廓來進行加工，因工藝是按一層層截面輪廓來進行加工，因此加工前

29、必須從三維模型上沿成形高度方向每隔一此加工前必須從三維模型上沿成形高度方向每隔一定的間距進行切片處理，以便提取截面的輪廓。定的間距進行切片處理，以便提取截面的輪廓。間隔的大小按精度和生產率要求選定。間隔越小，間隔的大小按精度和生產率要求選定。間隔越小，精度越高，但成形時間越長。間隔的范圍為精度越高，但成形時間越長。間隔的范圍為0.05mm0.5mm0.05mm0.5mm，常用，常用0.1mm0.1mm，能得到相當光滑的成，能得到相當光滑的成形曲面。切片間隔選定后，成形時每層疊加的材料形曲面。切片間隔選定后，成形時每層疊加的材料厚度應與其相適應。厚度應與其相適應。各種成形系統(tǒng)都帶有切片處理軟件，

30、能自動提取各種成形系統(tǒng)都帶有切片處理軟件，能自動提取模型的截面輪廓。模型的截面輪廓。4、截面加工、截面加工根據切片處理的截面輪廓，在計算機控制根據切片處理的截面輪廓，在計算機控制下，下，RPRP系統(tǒng)中的成形頭系統(tǒng)中的成形頭( (如激光掃描頭或噴頭如激光掃描頭或噴頭) )在在XYXY平面內自動按截面輪廓進行掃描，切割平面內自動按截面輪廓進行掃描，切割紙紙( (或固化液態(tài)樹脂，燒結粉末材料，噴射粘或固化液態(tài)樹脂，燒結粉末材料，噴射粘結劑和熱熔材料結劑和熱熔材料) )，得到一層層截面。，得到一層層截面。5、截面疊加、截面疊加每層截面成形之后，下一層材料被送至已每層截面成形之后，下一層材料被送至已成形

31、的層面上，然后進行后一層截面的成形，成形的層面上，然后進行后一層截面的成形，并與前一層面相粘結，從而將一層層的截面并與前一層面相粘結，從而將一層層的截面逐步疊合在一起，最終形成三維產品。逐步疊合在一起，最終形成三維產品。6 6、后處理、后處理從成形機中取出成形件，進行打磨、涂掛。從成形機中取出成形件，進行打磨、涂掛?；蛘叻胚M高溫爐中燒結，進一步提高其強度或者放進高溫爐中燒結，進一步提高其強度( (如如3D-P3D-P工藝工藝) )。對于對于覆膜材料覆膜材料SLSSLS工藝，成形件工藝，成形件放入放入高溫爐中燒高溫爐中燒結是為了使粘結劑揮發(fā)掉，以便進行滲金屬結是為了使粘結劑揮發(fā)掉，以便進行滲金屬

32、( (如滲如滲銅銅) )處理。處理。圖圖2-2 快速成型過程快速成型過程2.1.2.2 RPT2.1.2.2 RPT的優(yōu)點的優(yōu)點RPTRPT采用離散堆積成形的原理，自動完成從電子模型采用離散堆積成形的原理，自動完成從電子模型(CAD(CAD模型模型) )到物理模型到物理模型( (原型和零件原型和零件) )的轉換。的轉換。RPTRPT具有高度的柔性。具有高度的柔性。無需任何專用工模具即可完成無需任何專用工模具即可完成復雜的制造過程，快速制造工模具、原型或零件。復雜的制造過程，快速制造工模具、原型或零件。RPTRPT實現了機械工程學科多年來追求的兩大先進目標，實現了機械工程學科多年來追求的兩大先進

33、目標，即即材料提取材料提取( (氣、液、固相氣、液、固相) )過程與制造過程一體化和設過程與制造過程一體化和設計計(CAD)(CAD)與制造與制造(CAM)(CAM)一體化。一體化。通過對一個通過對一個CADCAD模型的修改或重組就可獲得一個新零模型的修改或重組就可獲得一個新零件的設計和加工信息從幾小時到幾十小時制造一個零件，件的設計和加工信息從幾小時到幾十小時制造一個零件，具有突出的快速制造的優(yōu)點。具有突出的快速制造的優(yōu)點。與反求工程與反求工程(Reverse EngineeringRE)(Reverse EngineeringRE)相結合，成相結合，成為快速開發(fā)新產品的有力工具。為快速開發(fā)

34、新產品的有力工具。2.22.2快速成型的主要工藝方法快速成型的主要工藝方法2.2.12.2.1立體印刷立體印刷( (光刻光刻) ) (Stereo Lithography ApparatusSLA)(Stereo Lithography ApparatusSLA) 此工藝方法也稱液態(tài)光敏樹脂選擇性固化。此工藝方法也稱液態(tài)光敏樹脂選擇性固化。這是一種最早出現的這是一種最早出現的RPTRPT，它的原理如圖，它的原理如圖2323所示所示液槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂，它在紫外激光束的照射下快液槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂，它在紫外激光束的照射下快速固化。成形開始時，可升降速固化。成形開始時，可升降工作臺使其處于液面

35、下一個層工作臺使其處于液面下一個層厚的地方。聚焦后的紫外激光厚的地方。聚焦后的紫外激光束在計算機的控制下按截面輪束在計算機的控制下按截面輪廓進行掃描，使掃描區(qū)域的液廓進行掃描，使掃描區(qū)域的液態(tài)樹脂固化，形成該層面的固態(tài)樹脂固化，形成該層面的固化層?；瘜?。然后工作臺下降一層的高度，然后工作臺下降一層的高度，其上覆蓋另一層液態(tài)樹脂，再其上覆蓋另一層液態(tài)樹脂，再進行第二層的掃描固化，與此進行第二層的掃描固化，與此同時新固化的一層牢固地粘結同時新固化的一層牢固地粘結在前一層上，如此重復直到整在前一層上，如此重復直到整個產品完成。個產品完成。1、液面、液面 2、激光二維掃描圖、激光二維掃描圖 3、升降臺

36、、升降臺 4、零件、零件 5、零件支撐結構、零件支撐結構 6、液態(tài)光敏樹脂、液態(tài)光敏樹脂圖圖2-3 立體印刷立體印刷立體印刷（立體印刷（SLASLA）成型材料）成型材料 SLA SLA工藝的成型材科稱為光固化樹脂工藝的成型材科稱為光固化樹脂( (或稱光敏或稱光敏樹脂樹脂) )，光固化樹脂材料中主要包括，光固化樹脂材料中主要包括齊聚物、反應齊聚物、反應性稀釋劑及光引發(fā)劑性稀釋劑及光引發(fā)劑。根據引發(fā)劑的引發(fā)機理，光。根據引發(fā)劑的引發(fā)機理，光固化樹脂可以分為三類：固化樹脂可以分為三類：自由基光固化樹脂；自由基光固化樹脂；陽離子光固化樹脂；陽離子光固化樹脂；混雜型光固化樹脂?；祀s型光固化樹脂。立體印刷

37、（立體印刷（SLASLA）成型材料）成型材料1 1自由基光固化樹脂自由基光固化樹脂 自由基齊聚物主要有三類：自由基齊聚物主要有三類：環(huán)氧樹脂丙烯酸酯環(huán)氧樹脂丙烯酸酯( (聚合快、終產品強度高但脆性較大、聚合快、終產品強度高但脆性較大、產品易泛黃產品易泛黃) )；聚酯丙烯酸酯聚酯丙烯酸酯( (流平好、固化好、性能可調節(jié)流平好、固化好、性能可調節(jié)) )；聚氨酯丙烯酸酯聚氨酯丙烯酸酯( (可賦予產品柔順性與耐磨性，但聚合可賦予產品柔順性與耐磨性，但聚合速度減慢速度減慢) )。 稀釋劑包括多官能度單體與單官能度單體兩類。此外，稀釋劑包括多官能度單體與單官能度單體兩類。此外，常規(guī)的添加劑還有：阻聚劑、常

38、規(guī)的添加劑還有：阻聚劑、UVUV穩(wěn)定劑、消泡劑、流平劑、穩(wěn)定劑、消泡劑、流平劑、光敏劑、染料、天然色素、填充劑及惰性稀釋劑等。其中光敏劑、染料、天然色素、填充劑及惰性稀釋劑等。其中的阻聚劑特別重要，因為它可以保證液態(tài)樹酯在容器中具的阻聚劑特別重要，因為它可以保證液態(tài)樹酯在容器中具有較長的存放時間。有較長的存放時間。立體印刷（立體印刷（SLASLA）成型材料）成型材料2 2陽離子光固化樹脂陽離子光固化樹脂 陽離子光固化樹脂的主要成分為環(huán)氧化合物。用于陽離子光固化樹脂的主要成分為環(huán)氧化合物。用于SLSL工藝工藝的陽離子型齊聚物和活性稀釋劑，通常為環(huán)氧樹脂和乙烯基醚。的陽離子型齊聚物和活性稀釋劑，通

39、常為環(huán)氧樹脂和乙烯基醚。環(huán)氧樹脂是最常用的陽離子型齊聚物，其優(yōu)點如下：環(huán)氧樹脂是最常用的陽離子型齊聚物，其優(yōu)點如下： (1)(1)固化收縮小，預聚物環(huán)氧樹脂的固化收縮率為固化收縮小，預聚物環(huán)氧樹脂的固化收縮率為2 233，自，自由基光固化樹脂的預聚物丙烯酸酷的固化收縮率為由基光固化樹脂的預聚物丙烯酸酷的固化收縮率為5 577；(2)(2)產品精度高；產品精度高；(3)(3)陽離子聚合物是活性聚合，在光熄滅后可繼續(xù)引發(fā)聚合；陽離子聚合物是活性聚合，在光熄滅后可繼續(xù)引發(fā)聚合；(4)(4)氧氣對自由基聚合有阻聚作用，而對陽離子樹脂則無影響；氧氣對自由基聚合有阻聚作用，而對陽離子樹脂則無影響；(5)(

40、5)粘度低；粘度低；(6)(6)生坯件強度高；生坯件強度高；(7)(7)產品可以直接用于注塑模具。產品可以直接用于注塑模具。3 3混雜型光固化樹脂混雜型光固化樹脂 比起自由基光固化樹脂和陽離子光固化樹脂，混雜型比起自由基光固化樹脂和陽離子光固化樹脂，混雜型光固化樹脂有許多優(yōu)點，目前的趨勢是使用混雜型光固光固化樹脂有許多優(yōu)點，目前的趨勢是使用混雜型光固化樹脂，其優(yōu)點主要有：化樹脂，其優(yōu)點主要有： (1)(1)環(huán)狀聚合物進行陽離子開環(huán)聚合時，體積收縮很環(huán)狀聚合物進行陽離子開環(huán)聚合時，體積收縮很小甚至產生膨脹，而自由基體系總有明顯的收縮，混雜小甚至產生膨脹，而自由基體系總有明顯的收縮，混雜體系可以設

41、計成無收縮的聚合物。體系可以設計成無收縮的聚合物。 (2)(2)當系統(tǒng)中有堿性雜質時，陽離子聚合的誘導期較當系統(tǒng)中有堿性雜質時，陽離子聚合的誘導期較長，而自由基聚合的誘導期較短，混雜體系可以提供誘長，而自由基聚合的誘導期較短，混雜體系可以提供誘導期短而聚合速度穩(wěn)定的聚合系統(tǒng)。導期短而聚合速度穩(wěn)定的聚合系統(tǒng)。 (3)(3)在光照消失后陽離子仍可引發(fā)聚合，故混雜體系在光照消失后陽離子仍可引發(fā)聚合，故混雜體系能克服光照消失后自由基迅速失活而使聚合終結的缺點。能克服光照消失后自由基迅速失活而使聚合終結的缺點。立體印刷（立體印刷（SLASLA）成型材料）成型材料立體印刷（立體印刷（SLASLA）的的優(yōu)缺

42、點優(yōu)缺點優(yōu)點：適合成形小件，能直接得到塑料產品，表優(yōu)點：適合成形小件，能直接得到塑料產品，表面粗糙度質量較好，并且由于紫外激光波長短面粗糙度質量較好，并且由于紫外激光波長短( (例如例如He-CdHe-Cd激光器，激光器，325nm)325nm)，可以得到很小的聚焦光，可以得到很小的聚焦光斑，從而得到較高的尺寸精度。斑，從而得到較高的尺寸精度。缺點：缺點：(1)(1)需要設計支撐（筋肋）結構，才能確保在成形過需要設計支撐（筋肋）結構，才能確保在成形過程中制件的每一個結構部分都能可靠定位；程中制件的每一個結構部分都能可靠定位；(2)(2)成形中有物相變化，翹曲變形較大，也可以通過成形中有物相變化

43、，翹曲變形較大，也可以通過支撐結構加以改善；支撐結構加以改善；(3)(3)原材料有污染，且使皮膚過敏。原材料有污染，且使皮膚過敏。立體印刷（立體印刷（SLASLA）的的優(yōu)缺點總結優(yōu)缺點總結展現細節(jié)：展現細節(jié)：基于基于SLA激光成型的特點和模仿完美細節(jié)的優(yōu)點，激光成型的特點和模仿完美細節(jié)的優(yōu)點，SLA成型成為概念成型成為概念模型、設計研究和真空注型原型件的理性之選。模型、設計研究和真空注型原型件的理性之選。SLA能制造形狀復雜（如空心零能制造形狀復雜（如空心零件），特別精細（如首飾、工藝品等）的零件，很多件），特別精細（如首飾、工藝品等）的零件，很多CNC加工不到的細節(jié)部分都加工不到的細節(jié)部分都

44、能加工出來，從而減輕了后處理的工作量。能加工出來，從而減輕了后處理的工作量。加工范圍：加工范圍：外觀概念模型外觀概念模型 /結構適配樣板結構適配樣板 /快速模具原型快速模具原型 /工藝品及玩具工藝品及玩具 使用價值：使用價值：整個整個SLA成型的過程無需進行費時的成型的過程無需進行費時的加工程序編寫或工裝夾具的設計，摒棄了傳統(tǒng)的加工程序編寫或工裝夾具的設計，摒棄了傳統(tǒng)的機械加工方法，極大地提高了生產效率和制造柔機械加工方法，極大地提高了生產效率和制造柔性。結合專業(yè)的真空復模技術和熟練的表面處理性。結合專業(yè)的真空復模技術和熟練的表面處理工藝，可以快速地通過較為真實直觀的實物樣板工藝，可以快速地通

45、過較為真實直觀的實物樣板來審視未來產品的外形和功能。來審視未來產品的外形和功能。 標準精度：標準精度：紫外激光可按照零件的截面信息進行紫外激光可按照零件的截面信息進行0.1mm和和0.15mm的分層掃描，的分層掃描，加工精度較高，可確保工件的尺寸精度達到加工精度較高，可確保工件的尺寸精度達到0.1mm。豐富的專業(yè)知識能以更少。豐富的專業(yè)知識能以更少的時間，更少的成本制造符合需求的模型樣板。的時間，更少的成本制造符合需求的模型樣板。 2.1.2 2.1.2 分層實體制造分層實體制造（Laminated Object Manufacturing LOMLaminated Object Manufa

46、cturing LOM）也稱薄形材料選擇性切割。也稱薄形材料選擇性切割。它根據三維模型每一個截它根據三維模型每一個截面的輪廓線，在計算機的控面的輪廓線，在計算機的控制下，用制下，用C0C02 2激光束對薄形材激光束對薄形材料料( (如底面涂膠的紙如底面涂膠的紙) )進行切進行切割，逐步得到各層截面，并割，逐步得到各層截面，并粘結在一起，形成三維產品。粘結在一起，形成三維產品。如圖如圖2424所示。所示。圖圖2-4 分層實體制造分層實體制造LOMLOM工藝中的成型材料涉及到三個方面的問題：工藝中的成型材料涉及到三個方面的問題：v紙；紙；v熱溶膠；熱溶膠；v涂布工藝。涂布工藝。 紙材料的選取熱溶膠

47、的配置及涂布工藝的研究紙材料的選取熱溶膠的配置及涂布工藝的研究均要從保證最終成型零件的質量出發(fā)，同時要考慮均要從保證最終成型零件的質量出發(fā)，同時要考慮成本。成本。 LOMLOM成型材料成型材料1紙的性能紙的性能 (1)(1)抗?jié)裥钥節(jié)裥?保證紙原料保證紙原料( (卷鈾紙卷鈾紙) )不會因時間長而吸水。不會因時間長而吸水。紙的施膠度可用來表示紙張抗水能力的大小。紙的施膠度可用來表示紙張抗水能力的大小。 (2)(2)良好的浸潤性良好的浸潤性 保證良好的涂膠性能。保證良好的涂膠性能。 (3)(3)抗拉強度抗拉強度 保證在加工過程中不被拉斷。保證在加工過程中不被拉斷。 (4)(4)收縮率小收縮率小 保

48、證熱壓過程中不會因部分水分損失而保證熱壓過程中不會因部分水分損失而導致變形。導致變形。 (5) (5)剝離性能好剝離性能好 因剝離時，在紙張內部發(fā)生破壞，要因剝離時，在紙張內部發(fā)生破壞，要求紙的垂直方向抗拉強度不是很大。求紙的垂直方向抗拉強度不是很大。 (6) (6)易打磨易打磨 表面光滑。表面光滑。 (7) (7)穩(wěn)定性穩(wěn)定性 成型零件可長時間保存。成型零件可長時間保存。LOMLOM成型材料成型材料2 2熱熔膠和涂布工藝熱熔膠和涂布工藝 LOMLOM成型材料為涂有熱熔膠的薄層材料，層與層之間的粘成型材料為涂有熱熔膠的薄層材料，層與層之間的粘結是靠熱熔膠保證。結是靠熱熔膠保證。EVAEVA型熱

49、熔膠（型熱熔膠（80%80%）, ,分層實體制造中采分層實體制造中采用用EVAEVA型熱熔膠型熱熔膠( (共聚物共聚物EVAEVA樹脂、增粘刑、蠟類和抗氧劑樹脂、增粘刑、蠟類和抗氧劑) )。EVAEVA樹脂中醋酸乙烯的含量樹脂中醋酸乙烯的含量(VA(VA含量含量) )增加，樹脂的韌性、耐增加，樹脂的韌性、耐沖擊性、柔韌性、耐應力開裂性、粘性增加，膠接的剝離強沖擊性、柔韌性、耐應力開裂性、粘性增加，膠接的剝離強度提高，橡膠彈性增大。但強度、硬度、熔融點和熱變形溫度提高，橡膠彈性增大。但強度、硬度、熔融點和熱變形溫度也隨之下降。可根據熱熔膠的性能要求選擇適當的度也隨之下降?？筛鶕崛勰z的性能要求選

50、擇適當的VAVA百分百分含量的含量的EVAEVA樹脂做主體材料。熔體流動速率與分子結構和分子樹脂做主體材料。熔體流動速率與分子結構和分子量有關，一般來說，樹脂的熔融粘度低，配置的熱熔膠粘度量有關，一般來說，樹脂的熔融粘度低，配置的熱熔膠粘度就低。流動性好，有利于往被粘物表面擴散和滲透。就低。流動性好，有利于往被粘物表面擴散和滲透。LOMLOM成型材料成型材料為了增加對被粘物體的表面粘附性、膠接強度，為了增加對被粘物體的表面粘附性、膠接強度，EVA型型熱熔膠配方中需加熱熔膠配方中需加增粘劑增粘劑。隨著增粘劑用量增加，流動性、。隨著增粘劑用量增加，流動性、擴散性變好，能提高膠接面的潤濕性和韌粘性。

51、但增粘劑擴散性變好，能提高膠接面的潤濕性和韌粘性。但增粘劑用量過多，膠層變厚，內聚強度下降。設計熱熔膠配方時，用量過多，膠層變厚，內聚強度下降。設計熱熔膠配方時，選擇選擇增粘劑的軟化點和增粘劑的軟化點和EVA軟化點最好同步軟化點最好同步。這樣配置的。這樣配置的熱熔膠熔化范圍窄，性能好。熱熔膠熔化范圍窄，性能好。蠟類也是蠟類也是EVA型熱熔膠配方中常用的材料。在配方中加型熱熔膠配方中常用的材料。在配方中加入蠟類，可以降低熔融粘度，縮短固化時間，可進一步改入蠟類，可以降低熔融粘度，縮短固化時間，可進一步改善熱熔膠的流動性和潤濕性，可防止熱熔膠存放結塊及表善熱熔膠的流動性和潤濕性，可防止熱熔膠存放結

52、塊及表面發(fā)粘，但用量過多，會使膠接強度下降。面發(fā)粘，但用量過多，會使膠接強度下降。LOMLOM成型材料成型材料為了防止熱熔膠熱分解、膠變質和膠接強度下降，延為了防止熱熔膠熱分解、膠變質和膠接強度下降，延長膠的使用壽命，一般加入長膠的使用壽命，一般加入052的抗氧劑。為的抗氧劑。為了降低成本，減少固化時的收縮率和過度滲透性。了降低成本，減少固化時的收縮率和過度滲透性。 熱熔膠涂布可分為均勻式涂布和非均勻涂布兩種。熱熔膠涂布可分為均勻式涂布和非均勻涂布兩種。均勻式涂布采用狹縫式刮板進行涂布，非均勻徐布有條均勻式涂布采用狹縫式刮板進行涂布，非均勻徐布有條紋式和顆粒式。一般來講，非均勻涂布可以成小應力

53、集紋式和顆粒式。一般來講，非均勻涂布可以成小應力集中，但涂布設備比較貴。中，但涂布設備比較貴。LOMLOM成型材料成型材料分層實體制造（分層實體制造（LOMLOM）的的優(yōu)缺點優(yōu)缺點掃描器件有的采用直線單元，適合于大掃描器件有的采用直線單元，適合于大件的加工件的加工( (如圖如圖2424所示所示) )，也可采用振鏡，也可采用振鏡掃描方式，成形中、小型零件。掃描方式，成形中、小型零件。 這種方法適合成形大、中型零件，翹曲這種方法適合成形大、中型零件，翹曲變形小，成形時間較短，但尺寸精度不高，變形小，成形時間較短，但尺寸精度不高，材料浪費大，且清除廢料困難。材料浪費大，且清除廢料困難。2.1.3 選

54、擇性激光燒結選擇性激光燒結（Selected Laser SinteringSLS）使用使用C0C02 2激光器燒結粉末材料激光器燒結粉末材料( (如蠟粉、如蠟粉、P5P5粉、粉、ABSABS粉、尼龍粉、尼龍粉、覆膜陶瓷和金屬粉等粉、覆膜陶瓷和金屬粉等) )。成形時先在工作臺上鋪上一成形時先在工作臺上鋪上一層粉末材料，激光束在計算機層粉末材料，激光束在計算機的控制下，按照截面輪廓的信的控制下，按照截面輪廓的信息，對制件的實心部分所在的息，對制件的實心部分所在的粉末進行烷結。粉末進行烷結。一層完成后，工作臺下降一一層完成后，工作臺下降一個層厚，再進行后一層的鋪粉個層厚，再進行后一層的鋪粉燒結。如

55、此循環(huán)，最終形成三燒結。如此循環(huán)，最終形成三維產品。維產品。圖圖2-5 選擇性燒結成形原理圖選擇性燒結成形原理圖v用于用于SLSSLS工藝的材料是各類粉末，包括金屬、陶瓷、石工藝的材料是各類粉末，包括金屬、陶瓷、石醋從及聚合物的粉末，近年來更多地采用醋從及聚合物的粉末，近年來更多地采用復合粉末復合粉末。v間接間接SLSSLS用的復合粉末通常有兩種混合形式：一種是粘用的復合粉末通常有兩種混合形式：一種是粘接劑粉末與金屬或陶瓷粉末按一定比例機械混合；另一接劑粉末與金屬或陶瓷粉末按一定比例機械混合；另一種則是把金屬或陶瓷粉末放到粘接劑稀釋液中，制取具種則是把金屬或陶瓷粉末放到粘接劑稀釋液中，制取具有

56、粘接劑包覆的金屬或陶瓷粉末。實驗表明，這種粘接有粘接劑包覆的金屬或陶瓷粉末。實驗表明，這種粘接劑包覆的粉末制備雖復雜，但燒結效果較機械混合的粉劑包覆的粉末制備雖復雜，但燒結效果較機械混合的粉末好。末好。v近年來開發(fā)的較為成熟的用于近年來開發(fā)的較為成熟的用于SLSSLS工藝的材料如石蠟、工藝的材料如石蠟、合成尼龍等。為了提高原型的強度。用于合成尼龍等。為了提高原型的強度。用于SLSSLS工藝材料的工藝材料的研究轉向金屬和陶瓷，這也正是研究轉向金屬和陶瓷，這也正是SLSSLS工藝優(yōu)越于工藝優(yōu)越于SLASLA、LOMLOM工藝的地方。工藝的地方。SLSSLS成型材料成型材料v美國美國B BF FGo

57、odrichGoodrich公司專門開發(fā)用于公司專門開發(fā)用于SLSSLS工藝的石工藝的石蠟粉末。蠟粉末。v近年來，金屬粉末的制取越來越多地采用霧化法。近年來，金屬粉末的制取越來越多地采用霧化法。主要有兩種方式：主要有兩種方式：離心霧化法和氣體霧化法離心霧化法和氣體霧化法。它們的。它們的主要原理是使金屬熔融。高速將金屬液滴甩出并急冷，主要原理是使金屬熔融。高速將金屬液滴甩出并急冷，隨后形成粉末顆粒。隨后形成粉末顆粒。vSLSSLS工藝還可以采用其他粉末，比如聚碳酸酯粉末，工藝還可以采用其他粉末，比如聚碳酸酯粉末，當燒結環(huán)境溫度控制在聚碳酸酯軟化點附近時，其線當燒結環(huán)境溫度控制在聚碳酸酯軟化點附近

58、時，其線脹系數較小，進行激光燒結后，被燒結的聚碳酸酯材脹系數較小，進行激光燒結后，被燒結的聚碳酸酯材料翹曲較小，具有很好的工藝性能。料翹曲較小，具有很好的工藝性能。SLSSLS成型材料成型材料選擇性激光燒結（選擇性激光燒結（SLS）的的優(yōu)缺點優(yōu)缺點v適合成形中、小型零件，能直接制造蠟?；蛩芰稀⑦m合成形中、小型零件，能直接制造蠟?；蛩芰?、陶瓷和金屬產品。陶瓷和金屬產品。v制件的翹曲變形比制件的翹曲變形比SLASLA工藝小，但仍需對容易發(fā)生工藝小，但仍需對容易發(fā)生變形的地方設計支撐結構。變形的地方設計支撐結構。v對實心部分進行填充式掃描燒結，因此成形時間對實心部分進行填充式掃描燒結，因此成形時間較

59、長。較長。v可燒結覆膜陶瓷粉和覆膜金屬粉，得到成形件后，可燒結覆膜陶瓷粉和覆膜金屬粉，得到成形件后，將制件置于加熱爐中，燒掉其中的粘結劑，并在孔將制件置于加熱爐中，燒掉其中的粘結劑，并在孔隙中滲入填充物隙中滲入填充物( (如銅如銅) )。v它的最大優(yōu)點在于適用材料很廣，幾乎所有的粉它的最大優(yōu)點在于適用材料很廣，幾乎所有的粉末都可以使用所以其應用范圍也最廣。末都可以使用所以其應用范圍也最廣。2.1.4 熔化沉積成形熔化沉積成形（Fused Deposition ModelingFDM）也稱絲狀材料選擇性熔覆。也稱絲狀材料選擇性熔覆。三維噴頭在計算機控制下，三維噴頭在計算機控制下，根據截面輪廓的信

60、息，做根據截面輪廓的信息，做“XYZ“XYZ“運動。絲材運動。絲材( (如塑如塑料絲料絲) )由供絲機構送至噴頭，由供絲機構送至噴頭，并在噴頭中加熱、熔化，然并在噴頭中加熱、熔化，然后被選擇性地涂覆在工作臺后被選擇性地涂覆在工作臺上，快速冷卻后形成一層截上，快速冷卻后形成一層截面。一層完成后，工作臺下面。一層完成后，工作臺下降一層厚，再進行后一層的降一層厚，再進行后一層的涂覆，如此循環(huán)，形成三維涂覆，如此循環(huán)，形成三維產品。產品。圖圖2-6選擇性熔覆選擇性熔覆原理圖原理圖材料是材料是FDM工藝的基礎，工藝的基礎，FDM工藝中使用的材料分為工藝中使用的材料分為成成型材料型材料和和支撐材料支撐材料