工業(yè)模型建模制作之快速成型技術(shù)

隨著國(guó)內(nèi)建設(shè)步伐的加快，工業(yè)沙盤(pán)模型需求量不斷增加。國(guó)內(nèi)部分工業(yè)模型企業(yè)引進(jìn)國(guó)際Z先進(jìn)的激光快速成型工藝技術(shù)，一改傳統(tǒng)手工沙盤(pán)模型制作費(fèi)時(shí)費(fèi)力、缺乏精度的不足，快速精準(zhǔn)直觀形象地還原設(shè)計(jì)師復(fù)雜深?yuàn)W的工業(yè)模型公司圖紙，制作出三維實(shí)體形態(tài)的工業(yè)模型公司等實(shí)物，在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)中發(fā)揮了重要作用 

快速成型（Rapid Prototyping）技術(shù)是80年代末才發(fā)展起來(lái)的數(shù)字制造沙盤(pán)模型工藝技術(shù)，它把零件的三維數(shù)字模型先進(jìn)行離散化，然后按照數(shù)字積分的思路進(jìn)行逐層加工。利用這一技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)控制下，迅速將CAD數(shù)字模型變?yōu)榱慵奈锢砟Ｐ?。因而CAD→RP原型→評(píng)價(jià)→CAD修改已逐漸成為保證一次設(shè)計(jì)成功的新設(shè)計(jì)模式。

SLA激光成型與SLS成型是激光成型的兩種主 導(dǎo)制造技術(shù)，其中SLS工藝是利用激光燒結(jié)粉末材料成型的。快速成型技術(shù)是以液態(tài)光敏聚合物(環(huán)氧樹(shù)脂或/和丙烯酸樹(shù)脂等)為原料，采用紫外線激光掃描分層成型實(shí)體的方法，SIS技術(shù)制作復(fù)雜模具，即從三維沙盤(pán)模型制作的建立、分層、激光掃描路徑形成、激光快速成型機(jī)燒到后處理的完整工藝過(guò)程，分析了制造工藝中的注意事項(xiàng)，并給出了成型件實(shí)物工業(yè)模型。SLA快速成型技術(shù)的重 點(diǎn)為實(shí)體的CAD設(shè)計(jì)及分層截面的紫外線激光掃描固化與疊加成型。用SLA快速成型技術(shù)制造的樹(shù)脂模具澆注成型RTV硅橡膠密封件制作周期短、成本低，產(chǎn)品性能完全達(dá)到使用要求。  

SLA快速成型分為三步:前處理、分層疊加自由成型和后處理。前處理是根據(jù)用戶(hù)提供的圖紙或?qū)嵨镞M(jìn)行成品的CAD設(shè)計(jì)，即三維建模，如有可能，還可對(duì)實(shí)物進(jìn)行光學(xué)掃描或CT掃描，直接得到成品的三維數(shù)字模型，然后輸出STL格式的三維模型文件(三角面片文件)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分層(厚度為0. 05~0.5 mm)切片處理和支撐編輯處理(類(lèi)似添加加工夾具，但支撐件與模具同時(shí)成型)。分層疊加自由成型是快速成型的核心，包括切層制作與切層疊合。

SIS工藝要求在計(jì)算機(jī)上建立三維CAD模型。由于復(fù)雜模具的三維CAD數(shù)字模型包含有孔、槽、凸臺(tái)、曲面等結(jié)構(gòu)，要保證建立的模型在制造中正確，不出現(xiàn)干涉，單靠設(shè)計(jì)者的水平難以達(dá)到。經(jīng)過(guò)MagicsRP6.2軟件檢測(cè)后，保證模型設(shè)計(jì)正確，以減少制造中材料的浪費(fèi)和節(jié)省時(shí)間。工業(yè)模型的分層是SLS工藝的一大特點(diǎn)，根據(jù)材料的粒度、成分和模型的精度設(shè)定層厚，用專(zhuān)門(mén)軟件將實(shí)體輪廓線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成激光掃描路徑數(shù)據(jù)，并對(duì)掃描路徑進(jìn)行優(yōu)化，以減少跳躍量。  目前快速沙盤(pán)模型成型技術(shù)已經(jīng)廣范應(yīng)用于汽車(chē)、航空航天、船舶、家電。工業(yè)設(shè)計(jì)、醫(yī)療、建筑、工藝品制作以及兒童玩具等領(lǐng)域，并且隨著這一技術(shù)本身的不斷發(fā)展和完善，其應(yīng)用范圍將不斷拓廣。