会计学1.1快速原型技术1.1.1快速原型技术简介2.快速原型技术的特征（l）高度柔性。它取消了专用工具，在计算机管理和控制下可以制造出任意复杂形状的零件。（2）设计制造一体化。RP&M技术采用了离散、堆积分层制造工艺，能够克服传统的CAD/CAM技术中成型思想的局限性，很好地将CAD/CAM一体化。（3）快速性。RP&M技术中，从CAD设计到原型的加工完成只需几小时至几十小时，比传统的成型方法速度要快得多，适合于新产品的开发与管理。（4）自由成形制造。RP&M技术的这一特点是基于自由成形制造的思想。自由的含义有两个方面：一是指根据零件的形状，不受任何专用工具（或模腔）的限制而自由成形；二是指不受零件任何复杂程度的限制。（5）材料的广泛性。由于各种RP&M工艺的成形方式不同，因而材料的使用也各不相同，如金属、纸、塑料、光敏树脂、蜡、陶瓷，甚至纤维等材料在快速原型领域已有很好的应用。因此RP&M技术与传统加工技术相比，有如下优势：（l）从设计角度可以设计制造任意复杂的三维几何实体，不用考虑毛坯形状、工装卡具、时间和成本的限制；减少零件数量，不受刀具加工能力的限制，同时用于精度、装配的时间减少。目前已发展出多种多样的RP&M方法。各种RP&M方法工艺过程基本相同（图10.1.1），先由CAD软件设计出所需要零件的计算机三维曲面或实体模型，然后根据工艺要求，将其按照一定厚度进行分层，把原来的三维电子模型变成二维平面信息（截面信息），再将分层后的数据进行一定的处理，加入工艺参数，产生数控代码；最后数控系统以平面加工方式有序地加工出每个薄层并使它们自动粘结而成形。（2）从制造角度CAD模型直接驱动，成形过程无需人干预或较少干预；通用成形设备无需专用夹具或工具；减少材料浪费，降低原材料储存运输费用等；参数化设计、参数化制造，零件一致性好。（3）从市场和用户角度避免传统方法中复杂的中间加工制造环节和设计失误造成的损失，实时地根据市场需求低成本、少风险地改变产品；产品多样化，面向订单生产。1.1.2快速原型工艺1.激光烧结（SLS）法SLS法与立体平版印刷法生产过程相似，只是将液态激光固化树脂换成在激光照射下可烧结成形的粉末烧结材料。其工艺过程如图10.1.2所示，用红外线板将粉末烧结材料加热至恰好低于烧结点的温度，然后用计算机控制激光束，按零件的截面形状扫描平台上的粉末烧结材料，使其受热熔化烧结，继而平台下降一个厚层，用滚子将粉末烧结材料均匀地分布在烧结层上，再用激光烧结，如此反复进行，逐层烧结成形。SLS技术所用的材料除金属粉末外，还可以使用聚合物和陶瓷，从而使所成形的模样性能符合设计要求，适应不同的需要，也可以制造出高强度的零件。因为粉末是经过压实的，所以SLS技术不需要支撑。但是SLS模型是一种烧结技术产品，烧结过程中单位面积的吸收功率要非常准确，控制有一定难度，此外模型表面相对粗糙，要进行适当的焙烧固化并经打磨处理。当粉末粒径为0.1mm以下时，SLS法成形后的模样精度可达±1％。SGC是立体平版印刷法的扩展，与立体平版印刷法激光直接在树脂液面扫描成形不同，而是让激光通过一个可编程的光掩膜照射树脂成形。如图10.1.3所示，光掩膜上的图形是掩膜机在模型片层参数的控制下，利用电传照相技术在平板玻璃上调色或静电喷涂而成零件断面图形，零件截面部分可透过紫外光。SGC法采用高能紫外激光器，成形速度快，可以省去支撑结构。SGC法的模型精度可达±0．l％。FDM技术是在SLS技术的基础上发展起来的新型成形技术。FDM技术不采用激光，而采用一个加热头将热塑性材料细丝加热成半液态，计算机控制下的FDM喷嘴根据CAD模型所确定的几何信息将半液态的热塑性材料挤出，沉积成薄层，层层堆积，将零件的几何设计变成真实零件。FDM的大致工作过程如图1.1.4所示，FDM喷嘴在计算机的控制下作零件堆砌所需的运动，而整个过程中所需的成型材料则由喷嘴以半熔融状态挤压出来。通过正确控制成型材料的熔化温度和成型的工作环境温度，使从喷嘴中挤压出的半熔融状态的成型材料在离开喷嘴的瞬间开始凝固，即当喷嘴离开成型位置后，成型位置处留下的是已（或接近）凝固的成型材料。经过喷嘴以一定的厚度填充出一个个截面的薄层，然后在高度方向堆砌出成型零件的三维实体。由于液流非常细小，所以固化十分迅速，不会发生流淌。图1.1.4熔化堆积法工艺原理FDM技术可以最大限度地利用成型材料，但由于必须使喷嘴按一定的轨迹运动，所以成型时间较长。同时，由于喷嘴有一定的质量，运动时有惯性，其动态性能与运动速度有关，这在很大程度上限制了成型速度的提高。FDM技术做出的模型，从材料的性能以及外观上都非常接近实际，制得的石蜡模样可以直接用作熔模铸造的蜡模，所以在制造概念模型和验证产品功能方面有独特的优势，其