快速成型技术的研究进展与发展趋势

分析了快速成型技术的技术体系的基本环节和4种成型方法的成型原理与特点，介绍了快速成型技术在原型制造、小批量产品制造、以及快速摸具制造等方面的实际应用，并指出了该项技术的发展趋势。     

快速成型技术及其对制造业的影响

介绍了快速成型技术的原理和特点，分析了快速成型技术的应用及其对制造业的影响，指出了快速成型技术的发展趋势，并对发展我国快速成型技术提出了几点建议。     

快速成型技术的应用

快速成形技术的兴起，极大地缩短了新产品开发的周期，并产生了新的模具制作技术。本文介绍了快速成型技术在产品开发方面的主要用途，特别是快速成型技术与熔模铸造技术相结合，快速制作金属零件及金属工具的几种方法。     

快速成型技术在新产品开发中的应用

叙述了快速成型技术运用于新产品开发的意义，介绍了该技术在新产品开发中的运用概况，展望了快速成型技术的应用及前景。     

快速成型技术及其在铸造中的应用

介绍了以计算机技术和材料技术为基础的快速成型技术的几种主要成型方法－立体平版印刷法、分层激光烧结法、逐层轮廓成型法、光掩膜法，熔化堆积法和陶瓷壳法。阐述了国际上铸造行业中研究及应用快速成型技术的现状和前景。     

基于RP的快速制模技术

快速成型作为一种正在发展成熟的先进制造技术，已成功地实现了快速原型制造，正向快速制模方向迅速发展。本介绍了快速成型技术及其在快速制模方面的应用现状，探讨了快速制模技术发展的关键问题和该技术的发展趋势。     

几种快速成型方法在铸造中的应用

快速成型技术主要基于离散-堆积成形原理,是一种先进的制造方法和制造手段。快速成型技术与传统的铸造相结合,不仅可以提升铸造产品的质量,而且可以制造更多的更复杂的铸件,还能够节约成本提高效率。通过对快速成型技术及方法的介绍,进一步阐述了基于快速成型方法的石膏型精密铸造工艺、基于覆膜砂激光快速成型方法的铸造工艺、基于快速成型方法的冷冻铸造工艺等。     

三维成型焊接快速制造技术

三维成型焊接快速制造技术是近年来出现的一种采用焊接方法快速制造点焊缝金属零件的崭新的制造技术。本文介绍了该项技术的基本原理、主要特点及应用范围，对焊接成型过程中存在的主要问题进行了分析讨论，最后对该项技术的发展前景进行了探讨。     

快速成型技术的发展趋势

系统介绍了快速成型技术(RP)的发展历史及现状，常用RP技术的综合比较、主要应用及其存在的问题，并据此提出了RP技术的发展趋势，即向研究新的分层叠加成型方法、新的成型材料、复合成型、降低成本、简化工艺、提高速度与精度、制作多色彩制件等方向发展。     

激光熔覆快速成型致密金属零件的试验研究

激光熔覆成型能改善快速成型技术的基本工艺使之能够在快速，精确制造零件的同时提高零件的强度等力学性能，使快速成型技术突破目前多用来制造原型和模型的现状，直接生产高性能零件。本文对激光熔覆快速成型致密金属零件进行试验研究，介绍了试验装置的组成，通过单层和多层试验研究，获得了激光功率，扫描速度和光斑直径对激光熔覆成型的影响规律，获得了激光熔覆成型的金属零件。     

Development of a hybrid rapid prototyping system using low-cost fused deposition modeling and five-axis machining

Currently, two major processes are being used to produce prototypes, namely machining and rapid prototyping. Machining is generally more accurate and precise, but it is difficult to produce objects with certain complicated features. In contrast, rapid prototyping can produce objects with complicated features, which allows materials to be used more efficiently. However, due to the uneven shrinkage and residual stresses within rapid prototyping products, their accuracy is usually uncertain. This study attempts to integrate these two manufacturing processes and develop a hybrid rapid prototyping system in order to overcome the disadvantages associated with each process and to develop new applications. Fused deposition modeling (FDM) was used as the rapid prototyping process in this work. A spindle and a low-cost FDM extruder were designed to be placed on each end of a rotary axis in a five-axis machine tool. The proposed design allows the rotation of the axis on the five-axis machine to switch between machining and FDM, thus achieving the advantage of reducing costs for extra actuators without sacrificing working space. The case studies demonstrated that the proposed hybrid system can build FDM objects without using support materials and produce FDM parts with metal embedded to increase the stiffness. The system can also conduct five-axis machining on a completed FDM part or trim the freeform surface fabricated by FDM to achieve more accurate dimensions or better surface finish.     

等离子弧金属快速成型设备控制系统设计

等离子电弧的弧柱温度高于普通电弧焊的两倍,且电弧发散非常小,等离子弧焊接时热影响区非常小,所以利用其进行零件制造时的成型精度高于其他电弧快速成型方法,并且不存在激光、电子束设备造价和使用费用高的缺陷,因此利用等离子弧作为热源进行快速成型制造成为研究热点。根据金属快速成型的主要特点和工艺流程,设计了等离子弧金属快速成型设备控制系统,该控制系统的控制核心为CP1H-PLC,配备了MT8-070i H3触摸屏、OMRON MY2N-J中间继电器单元。采用该设备进行实验,在合适的工艺条件下,成型件达到设计要求,证明该控制系统工作可靠、性能稳定。分析试验结果,初步掌握等离子弧金属快速成型工艺参数。     

快速原型与铸造技术的集成成形制造

在介绍快速原型技术的基础上,提出了快速原型与铸造相集成的快速零件／模具制造工艺,可以实现零件／模具的快速精确成形制造。通过案例分析了快速原型技术在铸造中的应用,认为该技术在铸造行业中具有广泛地应用前景。     

激光熔丝增材制造监测与控制系统研究现状

激光熔丝增材制造作为一种定向能量沉积技术,具有很好的发展前景。文中对国内外激光熔丝增材制造监测与控制系统进行归纳概述。现阶段,国内外激光熔丝增材制造常见的监测系统包括结构光扫描系统、红外测温成像系统等,实时监测沉积层高度、熔池状态;常见的控制系统为以闭环控制策略为主的在线反馈送丝速率控制系统、在线反馈激光功率控制系统等,在线监测系统与控制系统协同作用,能够显著优化增材制造工艺、提高成形质量。介绍了包括三维超声波扫描技术、电磁振动监测技术在内的新兴激光熔丝增材制造监测技术。结合激光熔丝增材制造技术的工艺难题对下一代监测与控制系统进行展望。国内外对沉积层高度和宽度、熔池尺寸和温度等监测对象已有较为充分的研究和试验验证,但在沉积过程中,由于激光的高能量密度会造成高温度梯度,因此对沉积过程在线高精度、高质量监测与控制技术的研究变得至关重要。 创新点： 激光熔丝增材制造成形精度要求高,同时国内外对该技术的相关工艺、成形原位控制的研究处于起步阶段,对沉积层、熔池偏差的实时监测与控制进行深入研究具有重要意义。     

双熔化极旁路电弧焊控制系统控制器快速原型实现

在介绍了双熔化极旁路电弧焊这种高效的焊接方法基础上,采用了基于xPC实时目标环境,建立了双熔化极旁路电弧焊实时目标的硬件平台,运用Matlab/Simulink工具开发了双熔化极旁路电弧焊控制系统的快速原型,并进行了不同控制器下的焊接特性及工艺方面的试验研究.结果表明,模糊控制器的控制效果优于九点控制器,且快速原型控制系统具有很好的快速响应性能,能较好地实现双熔化极旁路电弧焊过程稳定焊接,焊缝成形美观、飞溅小.     

基于激光诱导化学液相沉积的快速成型方法

对当前常用的RP工艺,如立体光刻、分层实体制造、熔融挤压成型、选区激光烧结等的原理、工艺和优缺点进行了简单评述,认为上述工艺均存在一些固有缺陷,距离企业的需求(如金属模具直接成型等)还有比较大的差距。在介绍激光诱导化学液相沉积(LCLD)技术的基础上,本文提出了一种基于该技术的新型快速成型方法,给出了其成型系统原理图,并详细介绍了系统的工作过程。分析表明,该种RP系统能够较好地弥补现有系统的不足之处,具有极其广阔的应用前景。     

Integrated Virtual Manufacturing Systems for Process Optimisation and Monitoring

The implementation of an Internet-based Virtual Manufacturing facility for the development and optimisation of new manufacturing processes is presented. The facility integrates advanced process simulation software, a remote machine monitoring system and multimedia technologies to realise a virtual environment for manufacturing process optimisation. Utilising physics-based process simulations, process parameters and operational sequences are evaluated and optimised with respect to desired product features. Having optimised the operation, a prototype of the part can be created at the facility. During prototyping, process parameters are monitored in real-time. A Case Study is presented, where a 3-axis milling operation is defined, optimised and executed using the facility.     

快速成形技术在金属多孔材料制备中的应用研究现状

快速成形是一种基于离散一堆积原理的先进制造技术,它满足现代制造业高效、低成本、产品个性化的需求。采用快速成形技术进行金属多孔材料的制备是其应用发展的新趋势,根据成形工艺特点对快速成形技术进行分类,综述了各类快速成形工艺在金属多孔材料制备中的应用研究现状。     

An Algorithm for Inverse Modeling of Layer-by-Layer Deposition Processes

Metallic parts can be made by deposition of liquid metal in a layer-by-layer fashion. By this means, layered structures can be produced that are made up of overlapping reinforced droplets. In particular, prototypes, i.e., customized parts and tooling, can be produced in this way. In order that layer-by-layer fabrication techniques transition from prototyping to manufacturing, however, the processes must be made reliable and consistent. Accordingly, detailed microstructural and thermal characterizations of the product are needed to advance manufacturing goals based on layer-by-layer deposition processes. The inherent complexity of layer-by-layer deposition processes, characteristic of energy and mass deposition processes in general, is such that process modeling based on theory, or the direct-problem approach, is extremely difficult. A general approach to overcoming difficulties associated with this inherent complexity is the inverse-problem approach. Presented here is an algorithm for inverse modeling of heat transfer occurring during layer-by-layer deposition, which is potentially adaptable for prediction of temperature histories in samples that are made by layer-by-layer deposition processes.     

基于金属粉末的激光快速成型技术新进展

金属粉末的激光快速成型技术是集计算机辅助设计、激光熔覆、快速成型于一体的先进制造技术,是传统加工成形方法的重要补充。本文系统介绍了金属粉末激光快速成型的原理、系统组成及最新研究进展,并对其发展前景进行了展望。