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【摘 要】本 篇文章简单介绍了快速成型技术的起源、优点和特点，同时分析了快速成型制造技术的应用及未来发展方向，工业产品造型设计及制造利用了此项技术，可以很大程度的提高设计及制造水平、缩短设计开发、生产制造周期、降低产品开发期间的成本，具有广泛的应用前景。
【关键词】快速成型制造技术；产品造型设计；特点；优越性；应用；发展趋势
中图分类号： S776 文献标识码： A 文章编号：
【引 言】随着经济的飞速发展，人们的生活水平不断提高，人们要求可以实现产品功能的同时，对产品的造型也提出了更高的要求。一个成功的产品必须注意造型的设计，产品造型体现了设计者的意图和使用者的权利，只有把设计者的意图与使用者的需求统一起来，产品才能成为一个成功的产品。这样，对产品造型设计及制造提出了更高的要求，此时，快速成型制造技术便引入到产品造型设计和制造中。
起源
快速成形技术又可以叫做快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，产生于20世纪80年代的后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。
快速成型技术发展至今，以其技术的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速发展，传统的快速成形技术使用的是“去除”加工法，即部分去除大于工件的毛坯上的材料来得到工件。而全新的快速成型技术使用的是“增长”加工法——用一层层的小毛坯逐步叠加成大工件,将复杂的三维加工分解成简单的二维加工的组合。因此，传统的加工机床和模具不需要采用，而且工时只用传统加工方法的10%～30%，成本则为传统加工成本的20%～35%，就能直接制造出产品样品或模具。由于快速成形具有上述突出的优势,所以近年来发展迅速,已成为现代先进制造技术中的一项支柱技术，实现并行工程(Concurrent Engineering,简称CE)必不可少的手段。
优点
不需要准备任何模具、刀具和工装夹具，快速成型技术可以直接调用产品设计数据，快速制造出新产品的样件或者模具。因此，快速成型技术的推广应用，可以极大的缩短新产品开发周期、开发的成本得到了降低、开发的质量得到了保障。从传统的"去除法"到今天的"增长法"，从必须依赖模具进行制造，发展到不需要模具就可以实现制造，这就是快速成型技术对制造业产生的革命性意义。
特点
RP技术将一个实体的复杂的三维加工分散成一系列层片的加工，大大降低了加工难度，具有如下特点：
⑴快速的成型全过程，适合目前激烈的产品市场；
⑵任意复杂形状的三维实体都可以制造；
⑶使用CAD设计软件，设计完成后可以直接进行制造，具有直观性和易改性；
⑷成型过程无需专用模具、刀具和夹具，既节省了费用，又缩短了制作周期。
⑸技术的高度集成性，既是现代科学技术发展的必然产物，也是对它们的综合应用，高新技术 特征鲜明。
上述特点决定了RP技术主要适合于新产品开发过程中，单件的快速制造及小批量零件制造，复杂形状零件的制造，模具与模型设计，也适合于难加工材料的制造，外形设计检查，装配检验等。
应用
在机械制造领域的应用
由于RP技术自身的特点，使得其在机械制造领域内，多用于产品开发过程中单件快速制造和小批量生产。有些形状复杂的零件只需单件或少于50件的小批量，此类产品通过开模后再生产，成本高，周期长。一般可用RP技术直接进行制造，成本低，周期短。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合，模具制造的开发周期缩短，生产率提高，有效的解决了模具设计与制造这个薄弱环节。快速模具制造是RP技术最具潜力的应用领域，其生产能力和产生的经济效益是不可估量的。
根据材质不同，间接制模法生产出来的模具一般分为软质模具(Soft Tooling)和硬质模具(Hard Tooling)两大类。软质模具是用硅橡胶、环氧树脂、低熔点合金、锌合金、铝等软质材料制作的模具。软质模具生产制品的数量一般为50～5000件，对于上万件乃至几十万件的产品，仍然需要传统的硬质模具，硬质模具指的就是钢质模具，利用RP原型制作钢质模具的主要方法有熔模铸造法、电火花加工法、陶瓷型精密铸造法等。
发展方向
RP技术现在已经在许多领域里得到了应用，显示出极大的优越性，但它仍有一定的局限性，使用RP技术制造，其可成型的材料有限，加工精度比较低、单件成本高、强度和耐久性能还不能满足用户的要求，在一定程度上阻碍了该技术的推广和普及。
快速成形技术下一步研究开发工作主要在以下几方面：
⑴改善快速成形系统的可靠性、生产率和制作大件能力，尤其是提高快速成形系统的制造精度；
⑵开发经济型的快速成形系统，降低单件成本；
⑶改进快速成形技术的方法和工艺创新；
⑷加速其在快速模具制造中的应用；
⑸开发性能良好的快速成形材料；
⑹开发快速成形的高性能软件等。
总而言之，快速成型技术是一种新型成形方法，虽然问世不久，但已广泛应用于许多领域中，给许多行業带来了巨大的经济效益。随着市场一体化竞争的日趋激烈，要求新产品开发和生产周期越来越短，这为快速成型技术的生产与发展带来了广阔的空间。RP技术将会被越来越多的企业所采用，对企业的发展发挥起到越来越重要的作用，并将给企业带来丰厚回报，其自身也将获得更大的发展。
参考文献
[1]王称·快速成型技术的起源与方向【J】·科技与企业 ，2011，(13)。
[2]韩霞，杨恩源等·快速成型技术与应用【M】·机械工业出版社，2012。
[3]陈宣启·工业设计中的快速成型技术【J】·热加工工艺，2011。
[4]肖来利等 · 快速成型技术的现状及应用概述【J】·中国矿业，2012。
[5]宋天虎 ·我国快速成型制造技术的发展与展望 【J】·中国机械工程，2000。
[6]陈婵娟·快速成型技术的现状及发展趋势【J】·湖南科技学院学报 ，2011，(08)。
【关键词】快速成型制造技术；产品造型设计；特点；优越性；应用；发展趋势
中图分类号： S776 文献标识码： A 文章编号：
【引 言】随着经济的飞速发展，人们的生活水平不断提高，人们要求可以实现产品功能的同时，对产品的造型也提出了更高的要求。一个成功的产品必须注意造型的设计，产品造型体现了设计者的意图和使用者的权利，只有把设计者的意图与使用者的需求统一起来，产品才能成为一个成功的产品。这样，对产品造型设计及制造提出了更高的要求，此时，快速成型制造技术便引入到产品造型设计和制造中。
起源
快速成形技术又可以叫做快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，产生于20世纪80年代的后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。
快速成型技术发展至今，以其技术的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速发展，传统的快速成形技术使用的是“去除”加工法，即部分去除大于工件的毛坯上的材料来得到工件。而全新的快速成型技术使用的是“增长”加工法——用一层层的小毛坯逐步叠加成大工件,将复杂的三维加工分解成简单的二维加工的组合。因此，传统的加工机床和模具不需要采用，而且工时只用传统加工方法的10%～30%，成本则为传统加工成本的20%～35%，就能直接制造出产品样品或模具。由于快速成形具有上述突出的优势,所以近年来发展迅速,已成为现代先进制造技术中的一项支柱技术，实现并行工程(Concurrent Engineering,简称CE)必不可少的手段。
优点
不需要准备任何模具、刀具和工装夹具，快速成型技术可以直接调用产品设计数据，快速制造出新产品的样件或者模具。因此，快速成型技术的推广应用，可以极大的缩短新产品开发周期、开发的成本得到了降低、开发的质量得到了保障。从传统的"去除法"到今天的"增长法"，从必须依赖模具进行制造，发展到不需要模具就可以实现制造，这就是快速成型技术对制造业产生的革命性意义。
特点
RP技术将一个实体的复杂的三维加工分散成一系列层片的加工，大大降低了加工难度，具有如下特点：
⑴快速的成型全过程，适合目前激烈的产品市场；
⑵任意复杂形状的三维实体都可以制造；
⑶使用CAD设计软件，设计完成后可以直接进行制造，具有直观性和易改性；
⑷成型过程无需专用模具、刀具和夹具，既节省了费用，又缩短了制作周期。
⑸技术的高度集成性，既是现代科学技术发展的必然产物，也是对它们的综合应用，高新技术 特征鲜明。
上述特点决定了RP技术主要适合于新产品开发过程中，单件的快速制造及小批量零件制造，复杂形状零件的制造，模具与模型设计，也适合于难加工材料的制造，外形设计检查，装配检验等。
应用
在机械制造领域的应用
由于RP技术自身的特点，使得其在机械制造领域内，多用于产品开发过程中单件快速制造和小批量生产。有些形状复杂的零件只需单件或少于50件的小批量，此类产品通过开模后再生产，成本高，周期长。一般可用RP技术直接进行制造，成本低，周期短。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合，模具制造的开发周期缩短，生产率提高，有效的解决了模具设计与制造这个薄弱环节。快速模具制造是RP技术最具潜力的应用领域，其生产能力和产生的经济效益是不可估量的。
根据材质不同，间接制模法生产出来的模具一般分为软质模具(Soft Tooling)和硬质模具(Hard Tooling)两大类。软质模具是用硅橡胶、环氧树脂、低熔点合金、锌合金、铝等软质材料制作的模具。软质模具生产制品的数量一般为50～5000件，对于上万件乃至几十万件的产品，仍然需要传统的硬质模具，硬质模具指的就是钢质模具，利用RP原型制作钢质模具的主要方法有熔模铸造法、电火花加工法、陶瓷型精密铸造法等。
发展方向
RP技术现在已经在许多领域里得到了应用，显示出极大的优越性，但它仍有一定的局限性，使用RP技术制造，其可成型的材料有限，加工精度比较低、单件成本高、强度和耐久性能还不能满足用户的要求，在一定程度上阻碍了该技术的推广和普及。
快速成形技术下一步研究开发工作主要在以下几方面：
⑴改善快速成形系统的可靠性、生产率和制作大件能力，尤其是提高快速成形系统的制造精度；
⑵开发经济型的快速成形系统，降低单件成本；
⑶改进快速成形技术的方法和工艺创新；
⑷加速其在快速模具制造中的应用；
⑸开发性能良好的快速成形材料；
⑹开发快速成形的高性能软件等。
总而言之，快速成型技术是一种新型成形方法，虽然问世不久，但已广泛应用于许多领域中，给许多行業带来了巨大的经济效益。随着市场一体化竞争的日趋激烈，要求新产品开发和生产周期越来越短，这为快速成型技术的生产与发展带来了广阔的空间。RP技术将会被越来越多的企业所采用，对企业的发展发挥起到越来越重要的作用，并将给企业带来丰厚回报，其自身也将获得更大的发展。
参考文献
[1]王称·快速成型技术的起源与方向【J】·科技与企业 ，2011，(13)。
[2]韩霞，杨恩源等·快速成型技术与应用【M】·机械工业出版社，2012。
[3]陈宣启·工业设计中的快速成型技术【J】·热加工工艺，2011。
[4]肖来利等 · 快速成型技术的现状及应用概述【J】·中国矿业，2012。
[5]宋天虎 ·我国快速成型制造技术的发展与展望 【J】·中国机械工程，2000。
[6]陈婵娟·快速成型技术的现状及发展趋势【J】·湖南科技学院学报 ，2011，(08)。