目 录 1
序 1
前言 1
1快速成形制造技术概论 1
1.1快速成形技术产生的背景 1
1.2快速成形原理 2
1.3快速成形与产品创新 3
1.3.1产品创新的概念和含义 3
1.3.2产品快速开发的支撑技术 4
1.4快速成形技术在产品设计和制造中的作用 6
1.4.1概述 6
1.4.2快速成形技术在工业领域中的应用 8
1.4.3快速成形技术在医学上的应用 11
思考题 11
2快速成形过程与三维模型的建立 13
2.1快速成形过程 13
2.2几何建模 14
2.3三维模型的构造 15
2.3.1计算机辅助设计软件 15
2.3.2模型输出常用的文件格式 16
2.3.3用扫描机构造三维模型 17
2.4三维模型的近似处理 22
2.4.1 STL格式文件 22
2.4.2 STL文件格式的规则和缺陷 23
2.5线宽自动补偿 25
2.5.1实体截面轮廓的内、外边界的自动识别 25
2.5.2截面轮廓边界的走向确定 27
2.5.3边界顶点的凹凸性判别及制件侧角度的求取 27
2.5.4线宽自动补偿类型的确定 28
思考题 28
3液态光敏聚合物选择性固化 29
3.1概述 29
3.2.2液态光敏聚合物选择性固化成形系统 30
3.2.1液态光敏聚合物选择性固化成形的基本原理 30
3.2液态光敏聚合物选择性固化成形的基本原理与系统 30
3.3液态光敏聚合物选择性固化快速成形机 33
3.3.1 3D SYSTEMS公司的SLA系列快速成形机 33
3.3.2西安交通大学的系列快速成形机 35
3.4光敏树脂 38
3.5精度与操作事项 39
3.5.1精度 39
3.5.2操作事项 40
3.6应用案例 41
思考题 44
4薄型材料选择性切割 45
4.1概述 45
4.2薄型材料选择性切割的基本原理 45
4.3薄型材料选择性切割的快速成形机 47
4.3.1 HELISYS公司的快速成形机 47
4.3.2清华大学激光快速成形中心的SSM系列快速成形机 47
4.3.3华中科技大学快速制造中心的HRP系列快速成形机 51
4.3.4新加坡KINERGY公司ZIPPY系列快速成形机 53
4.3.5 上海富奇凡机电科技发展有限公司的SPEEDA2000快速成形系统 54
4.4影响成形精度的主要因素 58
4.4.1 CAD模型的前处理造成的误差 58
4.4.2快速成形机的误差 59
4.4.3成形过程中的误差 59
4.4.4成形后环境变化引起的误差 60
4.4.5制件后处理不当造成的误差 60
4.5 LOM型快速成形机用材料 60
4.6应用案例 60
思考题 62
5丝状材料选择性熔覆 63
5.1概述 63
5.2丝状材料选择性熔覆的基本原理与系统组成 64
5.2.1丝状材料选择性熔覆的基本原理 64
5.2.2 FDM快速成形机的系统组成 64
5.3.1 STRASYS公司的快速成形机与建立材料 66
5.3丝状材料选择性熔覆的快速成形机 66
5.3.2清华大学激光快速成形中心的MEM系列快速成形机 71
5.3.3新加坡KINERGY公司SW系列快速成形机 74
5.4快速成形制件可能出现的缺陷 76
5.4.1快速成形制件可能出现的表面缺陷 76
5.4.2快速成形制件可能出现的内部缺陷 77
5.5应用案例 79
思考题 82
6.2粉末材料选择性激光烧结成形原理与系统组成 83
6.2.1粉末材料选择性激光烧结成形原理 83
6粉末材料选择性激光烧结 83
6.1概述 83
6.2.2 SLS成形机的系统组成 84
6.3粉末材料选择性激光烧结快速成形系统 86
6.3.1 ATI公司粉末材料选择性激光烧结系统 87
6.3.2 3D SYSTEMS公司粉末材料选择性激光烧结系统 88
6.3.4北京隆源自动成形系统有限公司的粉末材料选择性激光烧结系统 90
6.3.3 EOSINT公司（德国）的粉末材料选择性激光烧结系统 90
6.3.5华中科技大学快速成形中心的粉末材料选择性激光烧结系统 92
6.4粉末材料选择性激光烧结系统使用的一些材料及其性能 94
6.4.1 LaserFormTM ST-100 94
6.4.2 CastFormTM PS 94
6.4.3 DuraFormTM 95
6.4.4几种SLS材料的性能 95
6.5 SLS快速成形机的特点 96
6.6扫描方式 97
6.7应用案例 100
思考题 101
7低价位快速成形机 103
7.1国际市场上低价位快速成形机的现状 103
7.2低价位快速成形机实例 104
7.2.1 ThermoJet 3D Printer快速成形机 104
7.2.2 Objet Quadra快速成形机 107
7.2.3 Z-CORPORATION公司的低价位快速成形机 108
7.2.4 STRATASYS公司的低价位快速成形机 110
7.2.5 Model MakerⅡ型低价位快速成形机 115
7.2.6 TSJ系列低价位快速成形机的研究与开发 118
7.3国际市场上低价位快速成形机特点 119
7.4应对低价位快速成形机的策略 120
思考题 120
8快速模具制造 121
8.1概述 121
8.1.1实现快速制模的意义 121
8.1.2传统制模方法 121
8.1.3快速制模技术 122
8.1.4快速模具的局限性 124
8.1.5快速制模技术的发展 125
8.2快速软模（Soft Tooling）制造 126
8.2.1快速软模特性 126
8.2.2快速软模制作用材料 127
8.3.1铝填充环氧树脂（CAFE）模 134
8.3快速过渡模（Bridge Tooling）制造 134
8.3.2 SLA成形的树脂壳－铝填充的环氧树脂背衬（Direct AIM）模 135
8.3.3 SLS直接烧结低碳钢－渗铜模 136
8.3.4低熔点金属模 137
8.3.5三维打印—渗铜（Prometal）模 137
8.3.6纤维增强聚合物压制（SwifTool）模 139
8.4快速批量生产用模具 139
8.4.1直接金属激光烧结模 139
8.4.2 3D Keltool模 140
8.4.3直接金属沉积 141
8.4.4金属喷射沉积 142
8.4.5“打印”粉末金属 143
8.4.6电铸模 143
8.4.7快速熔模铸造金属模 145
8.5快速模具制造在铸造中的应用 147
8.6硅砂直接激光烧结与它在快速制模上的应用 148
思考题 149
参考文献 151