快速原型技術(shù)

目錄
第1章產(chǎn)品研發(fā)產(chǎn)品成型快速產(chǎn)品研發(fā)1
11新要求新工藝1
111改變產(chǎn)品研發(fā)的條件——影響成功的關(guān)鍵因素1
112產(chǎn)品研發(fā)的重要地位3
113成功的關(guān)鍵因素和競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略4
114關(guān)鍵因素——時(shí)間5
12同步工程并行工程7
121產(chǎn)品研發(fā)的傳統(tǒng)步驟7
122新產(chǎn)品研發(fā)策略的要求8
123同步工程的原理9
13模型11
131模型分類11
132模型對(duì)加快產(chǎn)品研發(fā)的影響14
14同步工程要素之一：通過快速原型法制造模型16
141快速原型制造模型作為定義數(shù)據(jù)庫(kù)的保證16
142定義：快速原型快速工（模）具制造快速制造17
143關(guān)系到產(chǎn)品研發(fā)階段的快速原型模型21

第2章生產(chǎn)制造工藝的特征22
21快速原型工藝的基本原理22
22層片信息產(chǎn)生23
221用三維數(shù)據(jù)記錄幾何結(jié)構(gòu)24
2211數(shù)據(jù)流24
2212在計(jì)算機(jī)里使用三維CAD繪制三維實(shí)體模型26
222單層幾何層片信息的產(chǎn)生33
223每一層片上幾何層片信息的投影36
23實(shí)體層片模型的產(chǎn)生38
231液體材料光聚合作用的凝固——立體光刻工藝（SL）39
232由固相生成的工藝46
2321粉末和顆粒的熔融和凝固——激光燒結(jié)（LS）46
2322薄片切割——層合制造工藝（LLM）50
2323固相之外的熔融和凝固——熔化的層片模型（FLM）51
2324顆粒和黏結(jié)劑的粘接——三維印刷52
233由氣相直接固化生成的工藝——激光化學(xué)氣體沉淀（LCVD）53
234其他工藝54
24產(chǎn)品生產(chǎn)過程的分類55
25快速原理工藝?yán)碚撋蠞撛趦r(jià)值的總結(jié)評(píng)估55

第3章工業(yè)快速原型系統(tǒng)59
31快速原型工藝流程59
32數(shù)據(jù)技術(shù)61
33原型機(jī)65
331光聚合立體光刻（SL）66
3311機(jī)器獨(dú)特的基本原理66
3312立體光刻成型（SLA）——3DSystems72
3313STEREOS——EOS公司80
3314立體光刻——Fockele&Schwarze(F&S)83
3315固體基礎(chǔ)的硬化——Cubital公司85
3316微立體光刻——MicroTEC89
3317立體光刻成型——EnvisionTechnologies91
3318立體光刻成型——PolyJetObjet93
332激光燒結(jié)95
3321機(jī)器特有的基本原理95
3322選域激光燒結(jié)——3DSystems/DTM98
3323激光燒結(jié)——EOS105
3324選域激光熔融成型——Fockele&Schwarze110
3325激光造殼,概念激光器112
333層片疊合制造（LLM）114
3331特殊設(shè)備的基本原理114
3332層合實(shí)體制造（LOM）——CubicTechnologies／Helisys118
3333快速原型系統(tǒng)——Kinergy124
3334選域黏著及熱壓成型（SAHP）——Kirak125
3335JP系統(tǒng)5——Schroff發(fā)展公司127
3336層銑工藝（LMP）——Zimmermann129
3337成層概念——Charlyrobot131
3338分層實(shí)體制造（SOM）——ERATZ/MEC133
334擠出工藝135
3341熔融沉積快速成型（FDM）——Stratasys135
3342多相噴射固化（MJS）——ITP141
3343三維繪圖儀——Stratasys143
3344建模系統(tǒng)——Solidscape/SandersProtoypeInc144
3345多孔噴射成型（MJM）——3DSystems146
335三維打印（3DP）工藝148
3351快速原型系統(tǒng)——Z有限公司148
3352快速模具制造系統(tǒng)——ExtrudeHone151
3353直接殼法產(chǎn)品鑄造（DSPC）——Soligen153
336激光生成155
3361激光工程凈成型（LENS）——Optomec156
337傳統(tǒng)原型工藝和混合工藝158
3371傳統(tǒng)工藝：高速切削（HSC）159
3372混合工藝：受控金屬堆積（CMB）160
3373快速原型工藝與傳統(tǒng)工藝的比較162
338快速原型工藝評(píng)價(jià)概述163
3381模型精度164
3382表面166
3383基準(zhǔn)測(cè)試和用戶反饋168
3384功能原型設(shè)備的比較評(píng)價(jià)：成型室.精度.成型時(shí)間169
3385按模型類別分類原型機(jī)170
3386發(fā)展目標(biāo)172
34后續(xù)工藝173
341目標(biāo)材料塑料173
342目標(biāo)材料金屬175

第4章快速模具182
41金屬模具制造的主要方法182
42基于塑料快速原型模型的金屬模具184
421快速原型模型的精密鑄造184
422立體光刻模型澆鑄184
4221立體光刻的直接應(yīng)用184
4222立體光刻的間接應(yīng)用185
43基于塑料快速原型工藝的金屬模具188
44基于金屬快速原型工藝的金屬模具189
441多組分金屬粉末激光燒結(jié)189
442單組分金屬粉末激光燒結(jié)190
443激光加工191
45小結(jié)和展望192

第5章應(yīng)用194
51快速原型在工業(yè)品開發(fā)中的應(yīng)用194
511例：泵殼194
512例：辦公室燈具195
513例：組合燈座198
514例：挖掘機(jī)臂模型198
515例：LCD投影儀201
516例：花瓶的毛細(xì)管底202
517例：咖啡壺外殼制造203
518例：四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的歧管入口204
52工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的快速工具制造204
521例：渦輪泵殼204
522例：雙片式電接線盒206
523例：注射成型的車前燈調(diào)光臂208
524例：精密鑄造模型的永久模具209
53供計(jì)算方法評(píng)價(jià)用的快速原型制造210
531計(jì)算方法中使用的模型——通用型210
532例：卡車引擎凸輪桿的光彈性應(yīng)力分析212
533例：轎車輪緣穩(wěn)定性的熱彈性應(yīng)力分析213
54用于醫(yī)學(xué)的快速原型215
541解剖模擬模型215
542泰勒（特制的）移植件217
543醫(yī)學(xué)模型的特性217
544例：用于重構(gòu)截骨的解剖模型219
545例：鈦金屬移植物用于對(duì)頭蓋骨缺陷的填補(bǔ)220
55快速原型在藝術(shù).考古和建筑中的應(yīng)用223
551藝術(shù)與設(shè)計(jì)方面的模型制作223
552藝術(shù)案例：計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)雕塑,GeorgGlückman223
553設(shè)計(jì)案例：開瓶器224
554考古案例：Teje皇后的頭像225
555建筑學(xué)上的模型構(gòu)建226
556建筑學(xué)案例：1992年世界博覽會(huì)的德國(guó)展覽館226
557建筑案例：建房設(shè)計(jì)計(jì)劃227
第6章經(jīng)濟(jì)方面的形勢(shì)228
61戰(zhàn)略方面的形勢(shì)228
62操作方面231
621建立優(yōu)化的快速原型工藝過程231
622確定快速原型工藝的費(fèi)用232
63服務(wù)235
64自制還是購(gòu)買236

第7章快速原型工藝的發(fā)展237
71材料研發(fā)選擇方向237
711應(yīng)用：精密鑄造237
712應(yīng)用：系列原料的模擬238
72工藝研發(fā)的選擇趨勢(shì)239
721各種單組分原料的激光燒結(jié)239
722粉末床激光燒結(jié)——粉末的選域激光再熔融（SLPR）239
7221工藝原理239
7222質(zhì)量特性240
7223應(yīng)用舉例242
723激光生成243
7231工藝流程原理243
7232質(zhì)量特性246
7233應(yīng)用舉例248

附錄251
A1Siegwart和Singer的經(jīng)濟(jì)模型251
A2快速原型系統(tǒng)和材料的特性及技術(shù)數(shù)據(jù)254
A3縮寫281

參考文獻(xiàn)282