快速成型技術在工程訓練教學中的應用研究＊

段康容，張立紅

（西南科技大學 工 程技術中心，四川 綿陽 621010）

1 快速成型原理

快速成型（Rapid Prototyping，RP）技術是20世紀90年代發展起來的集CAD、數控技術、新材料技術、激光技術等為一體的零件原型制造技術。它不同于傳統切削加工技術中的刀具或磨具，將工件毛坯或半成品由多到少、由粗到精做減法，逐漸達到圖樣的技術要求，而是將工件的三維模型分層，將材料按照分層結果一層一層逐漸累積做加法，最終形成三維實體，達到圖樣技術的要求［1］。這種將三維降低到二維加工的思維方式是制造領域中的重大突破，運用RP技術可以加工任何表面復雜的工件，無需考慮從毛坯到零件之間的工藝過程，大大縮短了新產品的開發周期。在大工程、大制造的工程教育背景下非常有必要讓學生掌握這類先進制造技術，以適應社會的發展需要，因此西南科大工程技術中心在2010年開始引進和創建快速成型訓練項目。

2 快速成型訓練項目建設內容

2.1 快速成型設備簡介

快速成型自出現以來，經過20多年的發展，形成了多種工藝方法，主要有4種類型：激光光固化成型法（SLA）、疊層實體制造法（LOM）、選擇性激光燒結法（SLS）和熔融沉積制造法［2］（Fused Deposition Manufacturing，FDM）。西南科大工程技術中心現有的設備是北京太爾時代科技生產的快速成型機Inspire S250三臺、Inspire D290一臺、UP！五臺，總共9臺。均使用ABS B601型材料作為成型材料，采用雙噴頭系統，其成型精度為±0.2 mm／100 mm，成型厚度可在0.15 mm～0.4 mm范圍選擇。工藝過程［3］是：在計算機的控制下，支撐材料和成型材料經過噴頭加熱至融化后，分別送至噴嘴，噴頭按照零件的幾何輪廓和填充軌跡做xoy平面上的運動，將熔融的材料逐層堆積到工作平臺已經成型的部分上，與前一個層面熔接在一起。……