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我國(guó)快速原型技術(shù)的發(fā)展
（作者未知） 2009/10/6
在鑄造生產(chǎn)中，模板、芯盒、壓蠟型、壓鑄模等的制造往往是靠機(jī)械加工的辦法，有時(shí)還需要鉗工進(jìn)行修整，費(fèi)時(shí)耗資，而且精度不高。特別是對(duì)于一些形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，例如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片、船用螺旋漿，汽車(chē)、拖拉機(jī)的缸體、缸蓋等，模具的制造更是一個(gè)老大難的問(wèn)題。雖然一些大型企業(yè)的鑄造廠也進(jìn)口了一些數(shù)控機(jī)床、仿型銑等高級(jí)設(shè)備，但除了設(shè)備價(jià)格昂貴之外，模具加工的周期也很長(zhǎng)，而且由于沒(méi)有很好的軟件系統(tǒng)支持，機(jī)床的編程也很困難。面對(duì)今天世界上經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品的更新?lián)Q代日益加快，鑄造模具加工的現(xiàn)狀很難適應(yīng)當(dāng)前的形勢(shì)。而快速成型制造技術(shù)的出現(xiàn)為解決這個(gè)問(wèn)題提供了一條頗具前景的新路。
快速成形技術(shù)的產(chǎn)生
快速原型（Rapid Prototyping，RP）技術(shù)，又稱快速成形技術(shù)，是當(dāng)今世界上飛速發(fā)展的制造技術(shù)之一�？焖俪尚渭夹g(shù)最早產(chǎn)生于二十世紀(jì)70年代末到80年代初，美國(guó)3M公司的Alan J. Hebert(1978)、日本的小玉秀男(1980)、美國(guó)UVP公司的Charles W. Hull(1982)和日本的丸谷洋二(1983)，在不同的地點(diǎn)各自獨(dú)立地提出了RP的概念，即用分層制造產(chǎn)生三維實(shí)體的思想。Charles W. Hull 在UVP的繼續(xù)支持下，完成了一個(gè)能自動(dòng)建造零件的稱之為Stereolithography Apparatus (SLA)的完整系統(tǒng)SLA-1，1986年該系統(tǒng)獲得專利，這是RP發(fā)展的一個(gè)里程碑。同年，Charles W. Hull和UVP的股東們一起建立了3D System公司。與此同時(shí)，其它的成形原理及相應(yīng)的成形系統(tǒng)也相繼開(kāi)發(fā)成功。1984年Michael Feygin提出了薄材疊層（Laminated Object Manufacturing，以下簡(jiǎn)稱LOM）的方法，并于1985年組建Helisys公司，1992年推出第一臺(tái)商業(yè)成形系統(tǒng)LOM-1015。1986年，美國(guó)Texas大學(xué)的研究生C. Deckard提出了選擇性激光燒結(jié)(Selective Laser Sintering，簡(jiǎn)稱SLS)的思想，稍后組建了DTM公司，于1992年開(kāi)發(fā)了基于SLS的商業(yè)成形系統(tǒng)Sinterstation。Scott Crump在1988年提出了熔融成形(Fused Deposition Modeling，簡(jiǎn)稱FDM)的思想，1992年開(kāi)發(fā)了第一臺(tái)商業(yè)機(jī)型3D-Modeler。
自從80年代中期SLA光成形技術(shù)發(fā)展以來(lái)到90年代后期，出現(xiàn)了幾十種不同的RP技術(shù)，除前述幾種外，典型的還有3DP等。但是，SLA、LOM、SLS和FDM四種技術(shù)，目前仍然是RP技術(shù)的主流。
我國(guó)RP研究工作起步時(shí)期
快速原型是繼60年代NC技術(shù)之后制造領(lǐng)域的又一重大突破，是先進(jìn)制造技術(shù)群中的重要組成部分。它綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造技術(shù)、激光技術(shù)和材料科學(xué)技術(shù)，在沒(méi)有傳統(tǒng)模具和夾具的情況下，快速制造出任意復(fù)雜形狀而又具有一定功能的三維實(shí)體模型或零件�？焖僭团c制造技術(shù)的推廣應(yīng)用將明顯縮短新產(chǎn)品的上市時(shí)間，節(jié)約新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和模具制造的費(fèi)用。美國(guó)、日本及歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家已將快速成形技術(shù)應(yīng)用于航空、宇航、汽車(chē)、通訊、醫(yī)療、電子、家電、玩具、軍事裝備、工業(yè)造型（雕刻）、建筑模型、機(jī)械行業(yè)等領(lǐng)域。
而我國(guó)RP研究工作起步于90年代初。剛開(kāi)始時(shí)技術(shù)引進(jìn)較多，1994年以來(lái)，我國(guó)已有20幾家企業(yè)或機(jī)構(gòu)從國(guó)外引進(jìn)RP機(jī)器，加快了企業(yè)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但由于引進(jìn)價(jià)格昂貴，如美國(guó)3Dsystem公司生產(chǎn)的SLA250系統(tǒng)售價(jià)20萬(wàn)美元，SLA500價(jià)格高達(dá)40萬(wàn)美元，加之材料也依靠進(jìn)口，使生產(chǎn)成本過(guò)高，往往是國(guó)內(nèi)企業(yè)無(wú)法承受的。
國(guó)內(nèi)RP開(kāi)始商品化并推廣應(yīng)用
為了解決中國(guó)制造業(yè)對(duì)RP的迫切需求，1991年以來(lái)，在中國(guó)政府資助和支持下，一些高等院校和研究機(jī)構(gòu)積極開(kāi)展RP研究，并取得較大的進(jìn)展。
我國(guó)最早在快速成型技術(shù)方面開(kāi)展工作的有清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、華中理工大學(xué)和北京隆源自動(dòng)成形系統(tǒng)有限公司。這些單位早期在開(kāi)發(fā)系統(tǒng)設(shè)備方面各有側(cè)重。1992年，清華大學(xué)引進(jìn)了當(dāng)時(shí)先進(jìn)的SLA-250光固化成形設(shè)備，成立了激光快速成形中心,開(kāi)展快速成形技術(shù)的研究。研制出世界上最大的LOM雙掃描成形機(jī)，已提供給國(guó)內(nèi)的汽車(chē)制造企業(yè)，研制成功的多功能快速造型系統(tǒng)MRPMS已打入國(guó)際市場(chǎng)，自主開(kāi)發(fā)的大型擠壓噴射成形RP設(shè)備SSM1600SSM成形尺寸已達(dá)1600× 800× 750mm3，也居世界之首。西安交通大學(xué)多年來(lái)一直致力于SLA的成型材料和設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，并因此獲2000年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。華中理工大（未完，下一頁(yè)）
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