配套课件 快速成型技术及应用--王玉鹏.ppt

5.2.2快速成型技术的创新需求分析 3.工艺及装备尚不成熟 工艺技术不够稳定。对于同一型号机器来说，不同批次产品的稳定性、重复性和统一性均尚待提高。 缺乏在线控制方法和在线监测方法。目前，快速成型制造的成品率大约为70%，而剩余的20%是制造过程中产生的废件，10%则是存在内部的物理缺陷，对于航空航天及国防等领域，产品的可靠性将至关重要。 设计工具和软件限制了设计的自由度。 5.2.2快速成型技术的创新需求分析 5.2.2快速成型技术的创新需求分析 4.数据库、标准、认证体系缺乏 目前，快速成型制造的关联数据还比较缺乏，主要是材料-工艺-性能相关的基础数据。从材料的角度来说，无法知道这些材料的局限性和优点，使得材料选用成为困难，很难根据不完善的材料属性设计相应的零部件；从工艺角度来说，有限的数据不足以支撑建立精确和详尽的数学模型，这大大降低了对产品性能的预期能力，增加了失败几率；从成品的角度来说，几乎没有什么可查阅的公开产品性能数据。 5.2.3快速成型技术发展原则和发展目标 1.发展原则 （1）需求牵引与创新驱动相结合。 面向重点领域产品开发设计和复杂结构件生产需求，以技术创新为动力，着力解决基础问题，不断提高产品和服务质量 （2）政府引导与市场拉动相结合。 发挥政策激励作用，聚焦科技和产品资源，根据技术、市场成熟度，实施分类引导，同时发挥市场对产业发展的拉动作用。（3）重点突破和统筹推进相结合。 （4）快速成型制造和传统制造相结合。 5.2.3快速成型技术发展原则和发展目标 2. 发展目标 建立较为完善的快速成型制造产业体系，整体技术水平保持与国际同步。 产业化取得重大进展。 技术水平明显提高。快速成型制造工艺装备达到国际先进水平，掌握快速成型制造专用材料、工艺软件及关键零部件等关键环节的核心技术。 研究建立支撑体系。成立快速成型制造行业协会，加强对快速成型制造技术未来发展中可能出现的一些问题的研究。 5.2.4快速成型技术的发展趋势 1.快速成型工艺技术的改进 类 别 工艺技术名称 应 用 领 域 金属材料快速制造工艺技术 激光选区熔化（SLM） 复杂小型金属精密零件、金属牙冠、医用植入物等 激光近净成型（LENS） 飞机大型复杂金属构件等 电子束选区熔化（EBSM） 航空航天复杂金属构件、医用植入物等 电子束熔丝沉积（EBDM） 航空航天大型金属构件等 非金属材料快速成型制造工艺技术 光固化成型（SLA） 工业产品设计开发、创新创意产品生产、精密铸造等 熔融沉积成型（FDM） 工业产品设计开发、创新创意产品生产等 激光选区烧结（SLS） 航空航天领域用工程塑料零部件、汽车家电等领域铸造用砂芯、医用手术导板与骨科植入物等 三维立体打印（3DP） 工业产品设计开发、铸造用砂芯、医疗植入物、医疗模型、创新创意产品、建筑等 材料喷射成型 工业产品设计开发、医疗植入物、创新创意产品生产、铸造用蜡膜等 表5-1 加快提升快速成型制造的工艺水平 5.2.4快速成型技术的发展趋势 2.新型快速成型原型材料的研制 类 别 材 料 名 称 应 用 领 域 金属快速成型专用材料 细粒径球形钛合金粉末（粒度20~30μm）、高强度钢、高温合金等 航空航天等领域高性能、难加工零部件与模具的直接制造 非金属快速成型专用材料 光敏树脂、高性能陶瓷、碳纤维增强尼龙符合材料（200℃以上）、彩色柔性塑料以及PC、ABC材料等耐高温、高强度工程塑料 航空航天、汽车发动机等铸造用模具开发及功能零部件制造；工业产品原型制造及创新创意产品生产 医用快速成型专用材料 胶原、壳聚糖等天然医用材料；聚乳酸、聚乙醇酸、聚醚醚酮等人工合成高分子材料；铬镍合金等医用金属材料 仿生组织修复、个性化组织、功能性组织及器官等精细医疗制造 表5-2 着力突破的快速成型技术专用材料 5.2.4快速成型技术的发展趋势 3. 研发功能更强大的数据采集、处理和监控软件 快速成型软件系统是快速成型技术实现离散、层层堆积成型的关键内容，而且对快速成型制件的成型速度、成型精度、零件表面质量等具有很大的影响。图5-24所示为快速成型软件系统的数据流程图。 图5-24 快速成型软件系统的数据流程图 5.2.4快速成型技术的发展趋势 4. 逆向工程、快速成型与快速制模的进一步集成 反求工程、快速成型与快速制模技术各有优缺点。目前，该三大技术的有效集成，是新产品研发最有力的工具之一。今后，该三大技术集成的研发重点是，彻底实现RE、CAD、CAE、CAM和RT等技术的无缝连接，并向网络化制造方向发展。 5.2.4快速成型技术的发展趋势 5. 开发经济、实用、高效的快速成型制造设备 类 别