快速成型技术（RP），又称为快速原型制造技术，是20世纪80年代后发展起来的，被认为是近20年制造领域的一次重大突破。快速成型技术综合了机械工程、CAD／CAM、数控技术、激光技术及材料科学技术，可以自动、直接、快速、精确地将三维设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件。原型的制造甚至可以在办公室进行，从而可以对产品设计进行快速评估、修改和功能试验，大大缩短了产品的研制周期。

与传统材料加工技术相比，快速成型具有以下鲜明的特点：制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用；原型的复制性、互换性高；制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越性；加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般制造费用可降低50%，加工周期节约70%以上；技术高度集成，实现了设计制造一体化。快速成型的材料类型丰富多样，包括树脂、纸、工程蜡、工程塑料ABS等，金属粉、型砂等，可以在航空、机械、家电、建筑、医疗等各个领域应用。快速成型的基本原理是：根据计算机辅助设计所产生的零件二维数据，按高度方向散化或分层，用每一层的层面信息来控制成型机对层面进行加工，当一层制作完后，再制造新的一层，这样层层堆积、重复进行，形状不断增加，直至整个零件加工完毕。目前国内外的快速成型方法主要有光固化成型法SLA，又称树脂LOM，叠层实体制造法，又称为切纸型，激光烧结法SLS，又称为烧粉型，熔融挤压法FDI，又称为喷丝型和三维打印法3DP，又称为黏粉型。

5.6.3.1　光固化成型法

光固化成型法是最早出现的快速成型工艺，也称光造型、立体光盘及立体印刷。其工艺过程是：以液态光敏树脂为材料充满液槽，由计算机控制激光束跟踪层状截面轨迹，并照射到液槽中的液体树脂，而使这层树脂固化；之后升降台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂。然后再进行第二层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上。此重复直到整个零件制造完毕，即得到一个三维实体模型。光固化成型法的特点是：原型件精度高，零件强度和硬度好，可制出形状特别复杂的空心零件；生产的模型柔性好，可随意拆装，是间接制模的理想方法。其缺点是需要支撑。能收缩会导致精度下降，另外光固化树脂有一定的毒性而不符合绿色制造发展趋势等。图5-18为立体雕刻示意图。

5.6.3.2　叠层实体制造法

叠层实体制造法采用薄片材料，如纸、塑料薄膜等作为成型材料，片材表面事先覆上一层热熔胶。成型时用CO2激光器在刚粘接的新层上切割出零件截面轮廓和工件外框，并在截面轮廓与外框之间多余的区域内切割出上下对齐的网格；激光切割完成后，工作台带动已成型的工件下降，与带状片材分离；供料机构转动收料轴和供料轴，带动料带移动，使新层移动到加工区域；工作台上升到加工平面；热压辊热压，工件的层数增加一层，高度增加一个料厚；再在新层上切割截面轮廓。如此反复直至零件的所有截面切割、粘接完，即得到一个三维实体零件。叠层实体制造法的优点是工作可靠、模型支撑性好、成本低、效率高。其缺点是前期和后期处理费时费力，且不能制造中空结构件。

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图5-18　立体雕刻示意图

5.6.3.3　熔融挤压法

熔融挤压法是利用热塑性塑料的热熔性、黏合性在计算机控制下层层堆积成型的成型方法。熔融挤压法原理是材料先抽成丝状，通过送丝机构送进喷头，在喷头内被加热熔化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘接，层层堆积成型。熔融挤压法的优点是使用和维护简单、成本较低、速度快，一般复杂程度的原型仅需要几个小时即可成型，且无污染。

5.6.3.4　激光烧结法

激光烧结法常采用金属、陶瓷、ABS塑料等材料的粉末作为成型材料。其工艺过程是：先在工作台上铺上一层粉末，在计算机控制下用激光束有选择地进行烧结，即零件的空心部分不烧结，仍为粉末材料，被烧结部分便固化在一起构成零件的实心部分；一层完成后再进行下一层，新一层与其上一层被牢牢地烧结在起；全部烧结完成后，去除多余的粉末，便得到烧结成的零件。激光烧结法的优点是材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、金属等材料的零件，造型精度高，原型强度高，所以可用样件进行功能试验或装配模拟。

除了上述4种最为常见的技术外，还有许多快速成型技术也已经实用化，如三维打印技术、光屏蔽工艺、直接壳法、直接烧结技术、全息干涉制造等。