具、各种机床),直接从三维模型快速地制作产品物理原型也就是样件的技术,可以使设计者在产品的设计过程中很少甚至不需要考虑制造工艺技术的问题。使用传统机加的方法来加工零件时,在设计阶段设计师就需要考虑到零件的工艺性,是不是能够加工出来。对于快速成型技术来讲,任意复杂的结构都可以利用它的三维设计数据快速而精确的制造出来,解决了许多过去难以制造的复杂结构零件的成型问题,实现了“自由设计,快速制造”。
一、物体成型的方式
之所以叫“增材制造”很好理解就是通过“堆积”材料的方式进行制造。与之相应的还有“减材制造”和“等材制造”。在现代成型学的观点中,物体的成型方式可分以下几类:1)去除成型(DislodgeFormi
g):
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运用分离的方法,把一部分材料有序地从基体上分离出去而成型的方法。传统的车、铣、刨、磨、钻、电火花加工、激光切割等都属于去除成型,是目前最主要的成型方式。这种传统的机械加工方法就属于“减材制造”。2受迫成型ForcedFormi
g:利用材料的可成型性在特定的外界约束(边界约束或外力约束)下成型。传统的锻压、铸造、粉末冶金,以及现代的冲压成型、注塑成型等都属于受迫成型。目前受迫成形还未完全实现计算机控制,除了一部分零件(比如塑料件或不要求精度的零件)外,多用于毛坯成形、特种材料成形等。由于在加工过程中不存在去除和添加材料的情况,因此,受迫成型属于等材制造。3)添加成型Addi
gFormi
g:是指利用各种机械的、物理的、化学的等手段通过有序地添加材料来达到零件设计要求的成形方法。增材制造技术就是添加成形的典型代表,它从思想上突破了传统的成形方式,不需要附加的模具或机床,就能够快速制造出任意复杂程度的零件,是一种非常有前景的新型制造技术。4)生长成型(GrowthFormi
g):利用材料的活性进行成型的方法。自然界中的生物(植物、动物)个体发育均属于生长成型。这是最高层次的成型方法。“克隆”技术就是在人为干预下的生长成形方式,也叫仿生成形。随着科学技术的发展,这种成形方式将会得到很大发展和应用。比如生物芯片的研制,纳米碳管的生长,自生长复合材料等。
二、快速成型技术的原理
快速成型技术是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物理实体的技术。与传统制造方法不同,快速成型是基于离散堆积的思想,将一个物理实体复杂的三维加工,离散成一系列可加工的离散的面、线、点,然后通过成型设备用特r