第一篇：產(chǎn)品造型快速成型實(shí)踐環(huán)節(jié)作業(yè)報(bào)告-創(chuàng)意鼠標(biāo)快速成型第二部分

三、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案及展示

3.1設(shè)計(jì)方案初步草圖

見附件。

3.2手繪效果圖（表現(xiàn)技法表達(dá)）

見附件。

3.3建模軟件效果圖（渲染出效果圖）

三視工程圖

3.4產(chǎn)品設(shè)計(jì)的詳細(xì)說明

鼠標(biāo)外形靈感來自蘭博基尼Murcielago.具有跑車的流線感、簡(jiǎn)練感和力量感，外形結(jié)合了鼠標(biāo)的特點(diǎn)，寬大的兩側(cè)及魚形的構(gòu)造符合人手抓握，左右鍵隱藏了原有的按鍵空隙，是整體感覺更加一體化。主配色使用勃艮第酒紅色，讓人更有跑車高貴、激情的感覺。滾輪則使用摩卡咖啡金，既與酒紅色相映襯又起到了畫龍點(diǎn)睛的作用。而此位置恰好是跑車品牌LOGO的位置。

3.5設(shè)計(jì)制作展板

見附件。

四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

4．1 CAID造型

CAID，即在計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合形成的系統(tǒng)支持下，進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的各種創(chuàng)造性活動(dòng)。與傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)相比，CAID在設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率等各方面都發(fā)生了質(zhì)的變化，它涉及了CAD技術(shù)、人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、敏捷制造、優(yōu)化技術(shù)、模糊技術(shù)、人機(jī)工程等許多信息技術(shù)領(lǐng)域，是一門綜合的交叉性學(xué)科。

CAID以工業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)為主體，以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)為輔助工具，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品形態(tài)、色彩、宜人性設(shè)計(jì)和美學(xué)原則的量化描述，從而設(shè)計(jì)出更加實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀、宜人和創(chuàng)新的新產(chǎn)品，滿足不同層次人們的需求。

4．2 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

把3dm文件在Rhino中打開，另存為stl格式，并選擇公差系數(shù)0.01毫米。如圖。

4．3 軟件系統(tǒng)導(dǎo)入文件并確定擺放位置

使用ZPrinter250自帶的軟件ZEdit Pro來編輯模型，導(dǎo)入，上色。最后另存為zpr。

4．4 切片分層、材料用量分析

打開ZPrint軟件，導(dǎo)入鼠標(biāo)的zpr文件。

按File→3D Print Time Estimator，查看用料分析。

4．5 打印過程及原理敘述

Zcorp三維打印成型機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)噴墨打印技術(shù)，通過將液態(tài)連接體鋪放在粉末薄層上，逐層創(chuàng)建各部件，三維打印成型機(jī)是在一層粉末的上方移動(dòng)打印頭，打印由Zcorp軟件傳送橫截面數(shù)據(jù)。Zcorp系統(tǒng)要求將粉末精確且均勻的分布在制作平臺(tái)上。三維打印成型及通過逐層升高的供給活塞和平臺(tái)來完成這項(xiàng)工作。墨輥裝置將供給活塞送出的粉末在制作平臺(tái)上鋪開，并特意在每層多鋪大約30%的粉末，以確保制作平臺(tái)的整個(gè)層面都被粉末密實(shí)地覆蓋。多余的粉末會(huì)掉到溢流槽中，然后流入一個(gè)容器，以備下次制作時(shí)重新使用，如圖所示。

1）隨機(jī)附帶軟件將CAD文件切片成數(shù)以千計(jì)的薄層

2）Zprinter 250系統(tǒng)每層成型實(shí)物模型的一個(gè)切面

3）噴墨頭在粉上噴出粘結(jié)液固化松散的粉末

如圖所示，左邊是儲(chǔ)粉筒或者說是送粉活塞，材料被放置在三維快速過程的起始位置，零件是由粉末和膠水組成的。所有Zcorp的粉材都是其科學(xué)研究小組研發(fā)的專有配方制作出來的，是高度工程化的材料，右邊就是部件制作的地方。在工作平臺(tái)的里面是平整的金屬盤，上面一層層微細(xì)的粉末由滾筒鋪開，然后在制作過程中由HP噴墨頭噴出粘著劑進(jìn)行粘結(jié)。為簡(jiǎn)化其工作原理，我們將粘結(jié)劑想象成傳統(tǒng)的辦公室的噴墨打印機(jī)的噴墨頭噴出的墨水。我們還可以看到，送粉活塞式向上移動(dòng)，而加工平臺(tái)式向下移動(dòng)。每次儲(chǔ)粉筒向上移動(dòng)，加工平臺(tái)就向下移動(dòng)相應(yīng)的距離。這個(gè)機(jī)械裝置中，我們指的臺(tái)架部分包括一個(gè)滾筒，用于將很薄一層的粉末鋪在加工平臺(tái)上，而HP的噴墨頭則噴出粘結(jié)劑粘結(jié)零件。

4．6 原型后處理

1）取出模型

2）表面去粉

3）固化模型

4）表面打磨

4．7 3DP技術(shù)特點(diǎn)

三維印刷工藝，也稱為三維打印。1989年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的Emanuel M.Sachs和John S.Haggerty等在美國(guó)申請(qǐng)了三維印刷技術(shù)的專利，之后Emanuel M.Sachs和John S.Haggerty又多次對(duì)該技術(shù)進(jìn)行完善，形成了今天的三維印刷快速成型工藝。通過這個(gè)工藝，在每一層粘結(jié)完畢后，成型缸下降一個(gè)距離（等于層厚），供粉缸上升一段高度，推出多余粉末，并被鋪粉輥推到成型缸，鋪平并被壓實(shí)。噴頭在計(jì)算機(jī)控制下，按照下一個(gè)截面的二維幾何信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，有選擇地噴射粘結(jié)劑，最終構(gòu)成層面。原理和打印機(jī)非常相似，即為三維打印這一名稱的由來。鋪粉輥鋪粉時(shí)多余的粉末被粉末收集裝置收集。如此周而復(fù)始地送粉、鋪粉和噴射粘結(jié)劑，最終完成一個(gè)三維粉體的粘結(jié)，從而生產(chǎn)制品。三維P工藝與SLS工藝都是將粉末材料選擇性地粘結(jié)成為一個(gè)整體。其最大的不同之處在于三維P工藝不用將粉末材料熔融，而是通過噴嘴本身會(huì)噴出粘合劑，將這些材料粘合在一起，既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)單。

4．8 原型分析與設(shè)計(jì)總結(jié)

原型分析：

成品外觀相似，但表面比較粗糙。最大的特點(diǎn)就是顏色色差偏得很厲害。

但另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是整個(gè)過程操作非常方便，盡管這樣可能有些浪費(fèi)材料。

設(shè)計(jì)總結(jié)：

總體來說，快速成型可生成高復(fù)雜度的產(chǎn)品。產(chǎn)品制造過程幾乎與零件的復(fù)雜程度無關(guān)，相比傳統(tǒng)制造方式（如鑄造），使用快速成型技術(shù)可以制作出外形極為復(fù)雜的產(chǎn)品，對(duì)于傳統(tǒng)工藝來說，一些特殊的形狀無法完成。

第二，它便于修改，生產(chǎn)迅速。整個(gè)生產(chǎn)過程數(shù)字化，與CAD模型具有直接的關(guān)聯(lián)，可隨時(shí)修改數(shù)據(jù)后進(jìn)行制造，尤其適用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的模型制造。

第三，固定的制造成本。傳統(tǒng)的模型制作往往先需要模具，需要耗費(fèi)大量時(shí)間，且模具的制造成本往往較高?？焖俪尚图夹g(shù)的單個(gè)成品制作成本往往高于使用模具進(jìn)行批量生產(chǎn)的平均成本，但是無需模具的一次性投資，對(duì)于只需要小規(guī)模生產(chǎn)的情況（比如在新產(chǎn)品開發(fā)中的設(shè)計(jì)模型），使用快速成型技術(shù)可以降低成本。

最后，固定的的生產(chǎn)效率。使用快速成型技術(shù)生產(chǎn)任何產(chǎn)品均使用雷同的材料堆積方式，對(duì)某一特定的產(chǎn)品的生產(chǎn)而言可能不是最優(yōu)的方式。比如，生產(chǎn)時(shí)間會(huì)隨著產(chǎn)品體積的增大而迅速增加。

形象地講，快速成形系統(tǒng)就像是一臺(tái)“立體打印機(jī)”。綜上所述，快速成型技術(shù)必將能承擔(dān)起21世紀(jì)制造業(yè)持續(xù)高速發(fā)展的重任，為現(xiàn)代制造業(yè)提供源源不斷的超動(dòng)力

參考文獻(xiàn)

《快速成型與快速模具制造技術(shù)及其應(yīng)用》《人機(jī)工程學(xué)》

《產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法學(xué)》

第二篇：廣州學(xué)院產(chǎn)品造型快速成型實(shí)踐環(huán)節(jié)作業(yè)報(bào)告鼠標(biāo)快速成型第四部分

4、軟件系統(tǒng)導(dǎo)入文件并確定擺放位置

在Zprint自帶的Zprint軟件中打開“mouse.zpr”文件，如圖5-17所示。打開后顯示對(duì)話框中選擇“Millimeter”，然后選NEXT，即可進(jìn)入主界面，如圖5-18所示。

圖5-17 圖5-18

接著，選擇放大縮小

圖5-19

圖表，在彈出的對(duì)話框中輸入如圖5-19所示數(shù)值，將鼠標(biāo)放大，并將其移動(dòng)到適合的位置和貼近底部，不要超出白色線框，5、切片分層、材料用量分析

接著上一步，在file中打開3D Print Time Estimator，就會(huì)彈出對(duì)話框“Time Estimation Report”，如圖5-21所示。在圖中可以看出切片高度為40.31mm，每層厚度0.1016mm，要分成399層，所用到的時(shí)間是1小時(shí)56分。看起來用得時(shí)間好像比較久，但是適當(dāng)擺放模型，讓幾個(gè)模型同時(shí)打印的話是會(huì)更省時(shí)間。而材料用量上，總共需要膠水118.3ml，顏料55.7ml。相對(duì)于其他快速成型三維打印機(jī)來說是比較省材料的，而且切片層分得比較細(xì)，表面精度也會(huì)相對(duì)提高和更加精準(zhǔn)。

圖5-21

6、打印過程及原理敘述

打印過程：

第一步，推粉。將前面工作臺(tái)填充滿粉末，過程如下組圖5-22所示。

組圖5-22 第二步，刮平和打印。將多余的粉末刮掉，然后就開始加膠水和顏料打印。由于每層很薄，一二層幾乎沒什么感覺。到刮刷打印第三層的時(shí)候就開始看到有顏色，而且三維打印機(jī)會(huì)先推粉后打印，不斷地重復(fù)這個(gè)動(dòng)作，如下組圖5-23所示。

組圖5-23 第三步，吸粉。在打印完模型以后會(huì)發(fā)現(xiàn)工作臺(tái)周圍有很多灑落下的粉末，這些粉末和工作臺(tái)中沒有加膠水的粉末都能回收利用。所以這個(gè)時(shí)候就會(huì)使用吸管把多余的粉末吸走，吸到模型附近的時(shí)候要特別小心，因?yàn)閯偝尚偷哪Ｐ捅容^脆弱。如組圖5-24所示。

組圖5-24 第四步，搬動(dòng)模型到真空箱并進(jìn)一步除粉。用A4紙輕輕把模型移動(dòng)到紙上，再搬動(dòng)到真空箱里，防止空氣中粉塵的污染。如組圖5-25所示。

組圖5-25 第五步，清理好打印機(jī)中粉末，再將機(jī)器進(jìn)行復(fù)位。用吸管把余下的粉末吸走，然后蓋上打印機(jī)，用真空吸塵，將雜物和粉末分開，以便循環(huán)利用。最后進(jìn)行機(jī)器的復(fù)位。

ZPrinter工藝原理：

首先鋪粉機(jī)構(gòu)在加工平臺(tái)上精確地鋪上一薄層粉末材料，然后噴墨打印頭根據(jù)這一層的截面形狀在粉末上噴出一層特殊的膠水，噴到膠水的薄層粉末發(fā)生固化。然后在這一層上再鋪上一層一定厚度的粉末,打印頭按下一截面的形狀噴膠水。如此層層疊加，從下到上，直到把一個(gè)零件的所有層打印完畢。然后把未固化的粉末清理掉，得到一個(gè)三維實(shí)物原型。

第三篇：快速成型讀書報(bào)告

《快速成型》讀書報(bào)告

摘要

本文簡(jiǎn)單介紹了多個(gè)先進(jìn)制造系統(tǒng)的特點(diǎn)及快速成型制造技術(shù)產(chǎn)生的背景系統(tǒng)地說明了快速成型制造技術(shù)的工作原理列舉了多種主要的快速成型制造工藝方法分析了國(guó)內(nèi)外研究和開發(fā)的現(xiàn)狀并就快速成型制造技術(shù)中重要研究應(yīng)用方向――快速模具制造的方法進(jìn)行了說明還著重說明了快速成型制造技術(shù)體系的關(guān)鍵單元技術(shù)及其應(yīng)用中所存在的問題詳細(xì)介紹了快速成型制造技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的最新應(yīng)用并預(yù)計(jì)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)⒊蔀榭焖俪尚椭圃旒夹g(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域最后說明了快速成形制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)通過上述的介紹說明我們對(duì)快速成型制造技術(shù)有了系統(tǒng)的了解可知由多種工程學(xué)科集成的快速成型制造技術(shù)還有很大的研究空間必將進(jìn)一步地發(fā)展擁有更為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域

前言

快速成型制造技術(shù)（RPT），它是20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的成型方式，是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。目前，產(chǎn)業(yè)策略是以市場(chǎng)響應(yīng)速度為首的狀況，RPT可以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因而越來越引起人們的重視，成為機(jī)械制造領(lǐng)域中的一重要研究課題

正文

一.快速成型制造技術(shù)原理

快速成型制造(Rapid Prototyping ManufacturingRPM)材料堆積法(Material Increase Manufacturing)是根據(jù)零件的三維模型數(shù)據(jù)迅速而精確地制造出該零CAD 技術(shù)數(shù)控技術(shù)激光加工新材料科學(xué)以及機(jī)械電子工程等多學(xué)科多技術(shù)為一體的新技術(shù)快速成型制造技術(shù)原理的基本構(gòu)思是任何三維零件都可以看作是許多等厚度的二維平面輪廓沿某一坐標(biāo)方向疊加而成因此依據(jù)計(jì)算機(jī)上構(gòu)成的產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)模型可先將CAD系統(tǒng)內(nèi)的三維模型切分成一系列平面幾何信息即對(duì)其進(jìn)行分層切片得到各層截面的輪廓按照這些輪廓激光束選擇性地切割一層層的紙(或固化一層層的液態(tài)樹脂燒結(jié)一層層的粉末材料)或噴射源選擇性地噴射一層層的粘接劑或熱熔材料等形成各截面輪廓并逐步疊加成三維產(chǎn)品

二.快速成型制造技術(shù)的主要工藝方法

隨著新型材料特別是能直接快速成型的高性能材料的研制和應(yīng)用產(chǎn)生了越來越多的更為先進(jìn)的快速成型工藝技術(shù)目前快速成型已發(fā)展了十幾種工藝方法其中較成熟和典型的工藝有 1)液態(tài)光敏樹脂選擇性固化(Stereo Lithography Apparatus,簡(jiǎn)稱SLA)液態(tài)光敏樹脂選擇性固化是最早出現(xiàn)的一種快速成型技術(shù)快速成型機(jī)上有一個(gè)盛滿液態(tài)光敏樹脂的液槽這種液態(tài)樹脂在紫外線的照射下會(huì)快速固化成型開始時(shí)可升降工作臺(tái)處于液面下一個(gè)截面厚度的高度聚焦后的紫外激光束在計(jì)算機(jī)的控制下按截面輪廓的要求沿液面進(jìn)行掃描使掃描區(qū)域固化得到該截面輪廓然后工作臺(tái)下降一層高度其上覆蓋另一層液態(tài)樹脂以便進(jìn)行第二層掃描固化新固化的一層牢固地粘結(jié)在前一層上如此重復(fù)直到整個(gè)產(chǎn)品成型完畢

2)薄型材料選擇性切割(Laminated Object Manufacturing,簡(jiǎn)稱LOM)這種方法根據(jù)三維模型每個(gè)截面的輪廓線在計(jì)算機(jī)的控制下用CO2激光束對(duì)薄型材料(如底面涂膠的卷狀紙)進(jìn)行切割逐步得到各層輪廓并將其粘結(jié)在一起形成三維產(chǎn)品 3)粉末材料選擇性燒結(jié)(Selected Laser Sintering,簡(jiǎn)稱SLS)它采用CO2激光器和粉末狀材料(如塑料粉陶瓷和粘結(jié)劑的混合粉金屬與粘結(jié)劑的混合粉)成型時(shí)先在工作臺(tái)上鋪一層粉末材料然后激光束在計(jì)算機(jī)的控制下按照截面輪廓的信息對(duì)制件的實(shí)心部分所在的粉末進(jìn)行燒結(jié)逐步得到各層輪廓一層成型完成后工作臺(tái)下降一截面層的高度再進(jìn)行下一層的燒結(jié)如些循環(huán)最終形成三維產(chǎn)品 4)絲狀材料選擇性熔覆(Fused Deposition Modeling,簡(jiǎn)稱FDM)快速成型機(jī)的加熱噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下可根據(jù)截面輪廓的信息作x-y平面運(yùn)動(dòng)和z方向的運(yùn)動(dòng)絲材(如塑料絲)有供絲機(jī)送至噴頭并在噴頭中加熱熔化然后被選擇性地涂覆在工作臺(tái)上快速冷卻后形成截面輪廓一層成型完成后工作臺(tái)下降一截面層的高度再進(jìn)行下一層的涂覆如此循環(huán)最終形成三維產(chǎn)品

5)粉末材料選擇性粘結(jié)(Three-Dimensional Printing,簡(jiǎn)稱3DP)快速成型機(jī)的噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下按照截面輪廓的信息在鋪好的一層層粉末材料上有選擇性地噴射粘結(jié)劑使部分粉末粘結(jié)形成截面輪廓一層成型完成后工作臺(tái)下降一截面層的高度再進(jìn)行下一層的粘結(jié)如此循環(huán)最終形成三維產(chǎn)品4-9 6)固基光敏液相法(Solid Ground Curing,簡(jiǎn)稱SGC)固基光敏液相法的一層成型過程有五步添料掩膜紫外光曝光清除未固化的多余液體料向空隙處填充蠟料和磨平掩膜的制造采用了離子成像技術(shù)因此同一底片可以重復(fù)使用由于過程復(fù)雜SGC成型機(jī)是所有成型機(jī)中最復(fù)雜的一種SGC工藝每層的曝光時(shí)間和原料量是恒定的因此應(yīng)盡量排滿零件由于多余的原料不能重復(fù)使用若一次只加工一個(gè)零件會(huì)很浪費(fèi)由于蠟的添加可省去設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)逐層比逐點(diǎn)曝光要快得多但由于多步驟的影響在加工速度上提高不很明顯只有在加工大零件上才體現(xiàn)出優(yōu)越性 7)熱塑性材料選擇性噴灑

在計(jì)算機(jī)控制下噴嘴在X-Y平面上移動(dòng)噴灑成型用的熱塑性材料材料迅速冷卻后形成固態(tài)截面層每層截面成形后工作臺(tái)下降一個(gè)截面層的高度再進(jìn)行后一層的噴灑如此循環(huán)最終形成三維產(chǎn)品

8)變長(zhǎng)線掃描SLS RPT 我國(guó)華北工學(xué)院發(fā)明的變長(zhǎng)線掃描SLS RPT是將CO2激光束通過柱面透鏡在工作面上形成具有恒定的能量密度的細(xì)長(zhǎng)線束此線束長(zhǎng)度可隨x-y二維直線導(dǎo)軌掃描同步變化使之與當(dāng)前燒結(jié)層截面的幾何形狀相適應(yīng)這一長(zhǎng)度可變而能量密度不變的線狀熱源對(duì)工作臺(tái)上的粉末材料進(jìn)行燒結(jié)形成由任意曲線圍成的片層實(shí)體片層疊加形成所需的三維產(chǎn)品 9)高功率激光二極管線陣能量源SLS RPT 這也是我國(guó)華北工學(xué)院發(fā)明的其能量源是高功率激光二極管若干個(gè)高功率激光二極管通過光纖耦合后將光線的輸出端精密地排列成線陣在此線陣后面設(shè)置微透鏡陣列使各二極管發(fā)出的光束在工作面上形成直徑約為0.25mm的光斑多個(gè)光斑構(gòu)成激光線束各個(gè)激光器可獨(dú)立驅(qū)動(dòng)加工效率高 10)選擇性電鑄

選擇性電鑄是傳統(tǒng)電鑄在快速成型技術(shù)中的新應(yīng)用不同于傳統(tǒng)的快速成型方法它利用離子沉積的方法有選擇地沉積金屬離子形成三維零件實(shí)體的一個(gè)層面一個(gè)層面的制造完成后作為陰極的工件下降一定的高度快速成型機(jī)軟件系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)處理得到新層的數(shù)據(jù)控制陽(yáng)極噴頭開始新層的沉積如此層層疊加得到金屬零件

三．快速成型技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來,快速成型技術(shù)在工業(yè)造型、制造、建筑、藝術(shù)、醫(yī)學(xué)、航空、航天、考古和影視等領(lǐng)域得到迅速良好的應(yīng)用。主要包括以下幾個(gè)方面: 1.設(shè)計(jì)和功能驗(yàn)證

通過快速成型技術(shù)可以快速制作產(chǎn)品的物理模型,以驗(yàn)證設(shè)計(jì)人員的構(gòu)思,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中存在的問題。而使用傳統(tǒng)的方法制作原型意味著從繪圖到工裝模具設(shè)計(jì)和制造,一般至少歷時(shí)數(shù)月,經(jīng)過多次返工和修改。采用快速成型技術(shù)則可節(jié)省大量時(shí)間和費(fèi)用。同時(shí),使用快速成型技術(shù)制作的原型可直接進(jìn)行裝配檢驗(yàn)、干涉檢查和模擬產(chǎn)品真實(shí)工作情況的一些功能試驗(yàn),如運(yùn)動(dòng)分析、應(yīng)力分析、流體和空氣動(dòng)力學(xué)分析等,從而迅速完善產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能、相應(yīng)的工藝及所需工模具的設(shè)計(jì)。2.非功能性樣品制作

在新產(chǎn)品正式投產(chǎn)之前或按照定單制造時(shí),需要制作產(chǎn)品的展覽樣品或攝制產(chǎn)品樣本照片,采用快速成型是理想的方法運(yùn)用快速成型技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工模型制作能夠更加精確、快速、直觀、完整地傳遞產(chǎn)品的信息。更重要的是建立起一種并行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)系統(tǒng),將設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、制造三位一體優(yōu)化集成于一個(gè)系統(tǒng),使不同分工的人員能及時(shí)相互反饋信息,從而縮短開發(fā)周期,并保證設(shè)計(jì)、制造的高質(zhì)量。3.在首飾設(shè)計(jì)

方面提出首飾設(shè)計(jì)是立體的物質(zhì)實(shí)體性設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)展開的不同階段,具體創(chuàng)意靠效果圖檢驗(yàn)不出實(shí)體體量關(guān)系,必須輔以立體模型對(duì)設(shè)計(jì)方案加以不斷檢測(cè)和修改。運(yùn)用快速成型技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工模型制作能夠更加精確、快速、直觀、完整地傳遞產(chǎn)品的信息。更重要的是建立起一種并行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)系統(tǒng),將設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、制造三位一體優(yōu)化集成于一個(gè)系統(tǒng),使不同分工的人員能及時(shí)相互反饋信息,從而縮短開發(fā)周期,并保證設(shè)計(jì)、制造的高質(zhì)量。4.快速成型制造技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

目前RP主要運(yùn)用于種植體原型監(jiān)視系統(tǒng)和很多其他醫(yī)療設(shè)備原型的制作運(yùn)用生理數(shù)據(jù)的原型制作方法中采用了SLALOMSLS和FDM等技術(shù)這些模型向那些想不通過開刀就可觀看病人骨結(jié)構(gòu)的研究人員種植體設(shè)計(jì)師和外科醫(yī)生提供了幫助這些技術(shù)在很多專科如顱外科神經(jīng)外科口腔外科整形外科和頭頸外科等得到應(yīng)用幫助外科醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃其中應(yīng)用最多的是制作種植體其次是改進(jìn)手術(shù)計(jì)劃具體應(yīng)用有

(1)采用DICOM文件作為三維建模的輸入文件為遠(yuǎn)程治療提供了可能同時(shí)在計(jì)算機(jī)上提供可視化的三維模型為臨床診療和教學(xué)提供了可操作的工具為不同層次的醫(yī)療人員提供了共同對(duì)話的參照物有利于醫(yī)療人才的培養(yǎng)

(2)利用醫(yī)學(xué)影像信息快速制造實(shí)物模型可作為輔助手術(shù)的一種手段例如采用手術(shù)模擬方法使外科醫(yī)生在未進(jìn)行手術(shù)的情況下預(yù)先模擬手術(shù)過程對(duì)可能遇到的問題事先考慮補(bǔ)救方法和預(yù)防措施并通過不同手術(shù)方案的模擬比較各種方案的優(yōu)劣找出較好方案使手術(shù)快速準(zhǔn)確完成

(3)精確物理模型可直接用于器官移植和矯形手術(shù)一方面可以原型為模具用傳統(tǒng)方法做替代器官或矯形器械另一方面可采用生物活性或生物兼容性材料制成的原型直接植入人體與合金制品相比具有更好的生物兼容性

四．發(fā)展趨勢(shì)

目前國(guó)內(nèi)外快速成型技術(shù)研究、開發(fā)的重點(diǎn)是其基本理論、新的快速成型方法、新材料開發(fā)、模具制作技術(shù)、金屬零件的直接制造以及生物技術(shù)與工程的開發(fā)與應(yīng)用等,同時(shí)還要求更快的制造速度、更高的制造精度、更高的可靠性,使RPM設(shè)備的安裝使用外設(shè)化,操作智能化 具體說來,有以下幾點(diǎn):(1)直接成型是快速成型技術(shù)重要發(fā)展方向。美國(guó)Michigan大學(xué)的Manzumd采用大功率激光器進(jìn)行金屬熔焊直接成型鋼模具;Stanford大學(xué)的Prints用逐層累加與五坐標(biāo)數(shù)控加工結(jié)合方法,激光將金屬直接燒結(jié)成型,可獲得與數(shù)控加工相近的精度

(2)不同制造目標(biāo)相對(duì)獨(dú)立發(fā)展。從制造目標(biāo)來說快速成型制造主要用于快速概念設(shè)計(jì)成型制造、快速模具成型制造、快速功能測(cè)試成型制造及快速功能零件制造。由于快速概念型制造和快速模具型制造的巨大市場(chǎng)和技術(shù)可行性,將來這兩個(gè)方面將是研究和商品化的重點(diǎn)。由于彼此特點(diǎn)有較大差距,兩者將是相對(duì)獨(dú)立發(fā)展的態(tài)勢(shì),快速測(cè)試型制造將附屬于快速概念型制造

(3)向大型制造與微型制造發(fā)展。由于大型模具和微型制造的制造難度和RPM(快速成型制造)在模具制造方面的優(yōu)勢(shì),可以預(yù)測(cè),將來的RPM市場(chǎng)將有一定比例為大型和微型原型制造所 占據(jù)

五．總結(jié)

21世紀(jì)將是以知識(shí)經(jīng)濟(jì)和信息社會(huì)為特征的時(shí)代,制造業(yè)面臨信息社會(huì)中瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)對(duì)小批量多品種產(chǎn)品要求的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。作為當(dāng)今制造行業(yè)中急劇潛力的工藝技術(shù),快速性、高度集成化等優(yōu)點(diǎn)使快速成型技術(shù)在推廣應(yīng)用后將明顯縮短新產(chǎn)品的上市時(shí)間,節(jié)約新產(chǎn)品開發(fā)費(fèi)用。但是,快速成型技術(shù)仍然是一種處在發(fā)展完善過程的高新技術(shù),其技術(shù)本身和應(yīng)用領(lǐng)域尚需進(jìn)行大量的開發(fā)研究。隨著人們對(duì)快速成型技術(shù)研究越來越深入,其將被廣泛的應(yīng)用到生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域。在未來,作為一門多學(xué)科交叉的先進(jìn)制造技術(shù),快速成型技術(shù)將推動(dòng)相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,其與其他技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用將是制造業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)

六．參考文獻(xiàn)

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第四篇：快速成型制造實(shí)訓(xùn)報(bào)告

快速成型制造實(shí)訓(xùn)報(bào)告

1.實(shí)習(xí)目的

1）.通過快速成型制造實(shí)訓(xùn)了解怎么利用快速成型設(shè)備制作模型，學(xué)會(huì)怎么操作快速成型機(jī)，然后根據(jù)模型做出硅膠模具，讓我們對(duì)塑料模具的基本結(jié)構(gòu)有了更深的理解，再用硅膠模具澆注出工件。

2.實(shí)習(xí)要求

1）.自己用PRO-E軟件設(shè)計(jì)模型，用快速成型機(jī)器制造出模型，模型做好后，用硅膠做出硅膠模具。等模具固化后，用AB膠澆注出一個(gè)工件。

3.模型的設(shè)計(jì)與選擇

1）用PRO-E設(shè)計(jì)出一個(gè)豬仔的模型，尺寸自定，模型有明顯的分型面，所以比較容易做分模。（模型如圖所示）

4.原型的制作

1）.用PRO-E造型的模型用stl格式保存好后，拿到 FDM 200快速成型機(jī)上，開始做模型。（制作過程如圖所示）

5.硅膠模方案與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1）制作硅膠模，我們用上下分模的結(jié)構(gòu)，對(duì)角做了兩個(gè)突起作為導(dǎo)柱。我們沒有用油泥，而是直接在澆硅膠時(shí)控制好只澆到分型面處。

硅膠與固化劑攪拌均勻.模具硅膠外觀是流動(dòng)的液體，A組份是硅膠，B組份是固化劑。取250克硅膠，加入25克固化劑（注：硅膠與固化劑一定要攪拌均勻，如果沒有攪拌均勻，模具會(huì)出現(xiàn)一塊已經(jīng)固化，一塊沒有固化，硅膠會(huì)出現(xiàn)干燥固化不均勻的狀況就會(huì)影響硅膠模具的使用壽命及翻模次數(shù)，甚至造成模具報(bào)廢狀況。

6.硅膠模的制作流程

1）.先用紙板圍成一個(gè)能包住模型的框，模型要距離紙板10到15MM，用鉛筆尖的一頭連接模型，作為澆注工件時(shí)的膠口。在框里面噴上脫模劑，方便做好后的處理。然后把配好的硅膠澆到框中，澆完后拿到真空機(jī)中做抽真空處理。

抽真空排氣泡處理： 硅膠與固化劑攪拌均勻后，進(jìn)行抽真空排氣泡環(huán)節(jié)，抽真空的時(shí)間不宜太久，正常情況下，不要超過十分鐘，抽真空時(shí)間太久，硅膠馬上固化，產(chǎn)生了交聯(lián)反映，使硅膠變成一塊一塊的，無法進(jìn)行涂刷或灌注，這樣就浪費(fèi)了硅膠，只能把硅膠倒入垃圾桶，重新再取硅膠來做。

抽真空完后就拿到烤箱中烤2個(gè)小時(shí)，等固化后再澆另一半的模具。澆另一半時(shí)也要涂上凡士林或脫模劑。

硅膠模已經(jīng)做好，為了做樹脂澆注模件，在分型面上開幾個(gè)排氣槽。

7.樹脂澆注復(fù)模件的制作流程

1）.把模具做好后，就可以進(jìn)行樹脂澆注復(fù)模件。澆注前應(yīng)先噴脫模劑，計(jì)量好模件的體積，再算出AB膠的需要量，根據(jù)A：B1：2的比例稱量AB膠。把AB膠放到真空機(jī)中抽真空，抽5分鐘后把AB膠混合，攪拌１分鐘后澆注，澆注好就放到烤箱中烤１個(gè)小時(shí)，就可以做出復(fù)模件。

8.心得體會(huì)

1）.通過這次實(shí)訓(xùn)，我知道了應(yīng)該怎么操作快速成型機(jī)，怎么設(shè)計(jì)工。2）.對(duì)塑料模具的結(jié)構(gòu)有了進(jìn)一步的了解，知道了怎么利用硅膠模較快的做出幾個(gè)工件。

3）.知道了澆注模具時(shí)應(yīng)該注意什么內(nèi)容知道了排氣的重要性。

第五篇：任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在“零件快速成型――3D打印”教學(xué)中的實(shí)踐

任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在“零件快速成型――3D打印”教學(xué)中的實(shí)踐

摘?要：本文探討運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生更快、更牢地學(xué)會(huì)“零件快速成型――3D打印”，并以“槽輪機(jī)構(gòu)撥盤快速成型”為例進(jìn)行了論述分析。

關(guān)鍵詞：3D打印?任務(wù)驅(qū)動(dòng)法?零件3D打印方案

3D打印作為一門新開設(shè)的課程，如何讓學(xué)生盡快掌握這門技術(shù)，并能夠加以運(yùn)用，這對(duì)教師的教學(xué)方法提出了較高的要求。為此，筆者結(jié)合以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行教學(xué)，以“槽輪機(jī)構(gòu)撥盤快速成型”任務(wù)為例進(jìn)行教學(xué)探討。

一、槽輪機(jī)構(gòu)撥盤快速成型任務(wù)設(shè)置

本課程是在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了Solidworks、UG等三維立體造型軟件的基礎(chǔ)上，通過“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成從測(cè)繪到建立三位數(shù)字模型，再到利用3D打印機(jī)打印出一個(gè)可以使用的零件的能力，使學(xué)生能夠在今后走上工作崗位后解決類似問題。

1.任務(wù)的確定

教學(xué)中使用的槽輪機(jī)構(gòu)教具，由于長(zhǎng)時(shí)間使用，其撥盤上的圓柱銷斷裂，無法帶動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，需要更換新的撥盤零件。本任務(wù)就是制作槽輪機(jī)構(gòu)撥盤零件。

2.任務(wù)的提出

學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用3D打印機(jī)打印出一個(gè)撥盤零件，并且安裝到槽輪機(jī)構(gòu)中，使槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)恢復(fù)正常。

3.研究任務(wù)，制訂方案，創(chuàng)建零件模型

首先回顧零件快速成型法的加工過程，如圖所示。然后將學(xué)生分成若干小組，各小組各自獨(dú)立進(jìn)行零件測(cè)繪、在電腦上利用solidworks創(chuàng)建零件的三維模型（數(shù)字模型）并根據(jù)任務(wù)要求制訂零件3D打印方案，要根據(jù)零件的打印質(zhì)量、打印速度以及材料的用量和支撐材料是否容易移除等因素，合理設(shè)置打印參數(shù)。要求既要速度快，又要保證零件質(zhì)量，符合設(shè)計(jì)要求。

圖?零件快速成型法的加工過程

二、任務(wù)實(shí)施

各組完成制訂零件3D打印方案后，根據(jù)自己的方案，用3D打印機(jī)打印撥盤零件。

在打印零件過程中，要不斷強(qiáng)調(diào)3D打印的注意事項(xiàng)，并利用多媒體演示一些由于不當(dāng)做法造成的不良后果。如：UP打印軟件僅支持STL和UP3格式的文件；在模型布局時(shí)，模型應(yīng)盡量靠近打印平臺(tái)中心區(qū)域，否則打印時(shí)模型邊緣會(huì)翹曲；在打印時(shí)，應(yīng)盡量使打印機(jī)遠(yuǎn)離氣流，防止氣流對(duì)打印質(zhì)量造成影響；要先把模型撤下打印平臺(tái)，再移除，否則會(huì)使整個(gè)平臺(tái)彎曲；在噴嘴和打印平臺(tái)溫度較高時(shí)，要嚴(yán)禁用手直接觸摸等等。

三、任務(wù)交流

在完成打印后，教師請(qǐng)每組派一位同學(xué)上前演示零件模型的創(chuàng)建過程以及制訂3D打印方案參數(shù)的依據(jù)，展示本組的打印作品，并把它安裝到槽輪機(jī)構(gòu)中，進(jìn)行工作演示。

在教學(xué)中，有的小組片面追求打印速度，減少打印時(shí)間，結(jié)果在參數(shù)設(shè)置上考慮不全面，雖然速度比較快，但是打出的撥盤強(qiáng)度較低。在安裝槽輪機(jī)構(gòu)后，撥盤零件一受力就會(huì)發(fā)生塑性變形，造成槽輪機(jī)構(gòu)無法使用。

筆者借此機(jī)會(huì)進(jìn)一步指出合理設(shè)置打印參數(shù)的重要性。在設(shè)置打印參數(shù)時(shí)要綜合考慮各種因素，結(jié)合其他課程所學(xué)的知識(shí)，針對(duì)具體要求，尋找最佳打印參數(shù)。

四、任務(wù)評(píng)價(jià)

各組學(xué)生根據(jù)任務(wù)完成任務(wù)的情況，進(jìn)行自評(píng)、小組評(píng)議；不同小組之間根據(jù)任務(wù)完成評(píng)價(jià)表進(jìn)行互評(píng)。學(xué)生填寫《任務(wù)完成評(píng)價(jià)表》。

《任務(wù)完成評(píng)價(jià)表》主要包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：能否設(shè)計(jì)合理方案；能否正確測(cè)繪零件并創(chuàng)建零件數(shù)字三維模型；作品是否外表平整光潔；能否完成零件替代，并達(dá)到使用要求；能否遵守安全操作規(guī)程；是否有團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；是否學(xué)習(xí)積極主動(dòng)，不怕困難等個(gè)人項(xiàng)目和組間互評(píng)項(xiàng)目。

五、任務(wù)總結(jié)

教師根據(jù)各組完成任務(wù)的情況加以點(diǎn)評(píng)，指出各自的優(yōu)缺點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)應(yīng)根據(jù)零件使用要求來確定打印質(zhì)量、打印速度，要考慮材料的用量等因素，合理設(shè)置打印參數(shù)。

利用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”進(jìn)行教學(xué)，可以使學(xué)生在學(xué)中做、做中學(xué)，趁熱打鐵，及時(shí)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來解決實(shí)際問題，從而極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，當(dāng)學(xué)生在動(dòng)手過程中出現(xiàn)問題時(shí)，教師可以及時(shí)加以指導(dǎo)，使學(xué)生更加加深印象，防止今后出現(xiàn)類似問題。

（作者單位：江蘇省常州技師學(xué)院）