杨祖孝　柳涛
　
摘自：机械工程师
　
　　摘要　论述了快速原型技术的工艺原理、加工特点、形成与发展概况以及在模具制造中的应用，指出该项技术可构成一种应用范围十分广泛、新颖的加工体系，市场前景广阔。
　　关键词　快速原型技术　模具制造　产品开发
　
　　快速原型技术是一种涉及多学科的新型综合制造技术。80年代后，随着计算机辅助设计的应用，产品造型和设计能力得到极大提高，然而在产品设计完成后，批量生产前，必须制出样品以表达设计构想，快速获取产品设计的反馈信息，并对产品设计的可行性作出评估、论证。在市场竞争日趋激烈的今天，时间就是效益。为了提高产品市场竞争力，从产品开发到批量投产的整个过程都迫切要求降低成本和提高速度。快速原型技术的出现，为这一问题的解决提供了有效途径，倍受国内外重视。
1　快速原型技术的基本原理
　　快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称，其原理为：产品三维CAD模型→分层离散→按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料→生成实体模型。
　　该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面几何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制作出产品实体模型。
2　快速原型技术的加工特点
　　快速原型技术突破了“毛坯→切削加工→成品”的传统的零件加工模式，开创了不用刀具制作零件的先河，是一种前所未有的薄层迭加的加工方法。与传统的切削加工方法相比，快速原型加工具有以下优点：
　　(1)可迅速制造出自由曲面和更为复杂形态的零件，如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等，大大降低了新产品的开发成本和开发周期。
　　(2)属非接触加工，不需要机床切削加工所必需的刀具和夹具，无刀具磨损和切削力影响。　　　（3）无振动、噪声和切削废料。
　　（4）可实现夜间完全自动化生产。
　　（5）加工效率高，能快速制作出产品实体模型及模具。
　　下表为快速原型技术与传统切削方法的比较。
快速原型技术与传统切削方法比较表
比较项次
加工技术
机床切削加工
加速原型技术
（光造型法）加工
加工方法
去除多余材料的切削加工
叠层加工
加工对象
固体
液体、图像、粉末
工具
切削工具
光束
最小加工单位
直径1μm左右的点
边长200μm左右的三角形
零件生成
最小加工单位的聚合体
最小加工单位的聚合体