快速成型制造技术(R印id Pmtotyping，RP)也称为快速原型制造技术(Rap—id Pmtotvping&MaJlufacturing，RP&M)，是一种用材料逐层或逐点堆积出制件的制造方法。是借助计算机、激光、精密传动和数控等现代手段，将计算机辅助设计(cAD)和计算机辅助制造(cAM)集成于一体，根据计算机上构造的三维模型，能在很短时问内直接制造产品样品而无需传统的机械加工机床和模具的先进制造技术。是由cAD模型直接驱动的快速制造复杂形状三维物理实体的技术的总称。
1.快速成形工艺方法的分类
1.快速成型制造技术的基本原理
快速成型制造技术的基本原理是基于离散/堆积的增长方式分层成形原型或制品过程。可以理解为离散和堆积两个步骤。离散过程是数字化过程，先进行模型设计，再对模型数据进行处理，按高度方向离散化，即用一系列平行于z·1坐标面的平面截取经过sTL㈢转换后的三维实体模型，获取各层的几何信息，用各层的层面几何信息来控制成形设备。堆积过程是实体化过程，即把二维实体逐层累积为三维实体。通过离散获得堆积的顺序、限制和方式，只有获得准确的层面几何数据，才能完成整个堆积工作。
快速成型加工的基本原理(图9.1)是用CAD三维造型软件设计产品的三维曲面模型，或用实体反求方法采集得到有关原型或零件的几何形状、结构和材料的组合信息，从而获得目标原型的概念，并以此建立数字化模型，即零件的电子模型，根据具体工艺要求，将其按一定厚度分层切片，根据切片处理得到的截面轮廓信息，通过计算机控制激光束固化一层层的液态光敏树脂(或切割纸，或烧结粉末材料)，或利用某种热源有选择性地喷射粘接剂或热熔材料，形成各个不同截面，每层截面轮廓成形之后，快速成型系统将下一层材料送至已成型的轮廓面上，然后进。行新一层截面轮廓的成形，逐步叠加成三维产品，再经过必要的处理，使其在外观、强度和性能等方面达到设计要求。
2.快速成型制造技术的分类
快速成型制造技术从广义上讲可以分成两类：材料累积和材料去除。但是，目前人们谈及的快速原型制造方法通常指的是累积式的成形方法。
快速成型技术不同于传统的在型腔内成型毛坯经切削加工后获得零件的方法，而是在计算机控制下，基于离散/堆积原理采用不同方法堆积材料最终完成零件的成型与制造的技术。从成形角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加。从cAD电子模型中离散得到点、面的几何信息，再与成形工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。从制造角度看，它根据cAD造形生成零件三维几何信息，控制多维系统，通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。
3.主要的快速成型技术工艺方法
到目前为止，国内外已较为成熟的快速成型制造技术的具体工艺有很多种，按照采用材料及对材料处理方式的不同，可归纳为以下六大类方法。
(1)立体印刷
立体印刷又称立体光刻、光造形、sIA法。液槽中盛满液态光固化树脂，它在一定剂量的紫外激光照射下就会在一定区域内固化。模具制造技术成形开始时，工作平台在液面下，聚焦后的激光光点在液面上按计算机的指令逐点扫描，在同一层内则逐点固化。当一层扫描完成后被照射的地方就固化，未被照射的地方仍然是液态树脂。然后升降架带动平台再下降一层高度，上面又布满一层树脂，以便进行第二层扫描，新固化的一层牢固地粘在前。一层上，如此重复直到三维零件制作完成。立体印刷目前已可达±0.1mm左右的制作精度，较广泛地用来为产品和模型的CAD设计提供样件和试验模型。 .
SLA方法是最早出现的一种RP工艺，目前是RP&M技术领域中研究最多、技术最为成熟的方法。但这种方法有其自身的局限性，如需要支撑、树脂收缩导致精度下降、光固化树脂有一定的毒性而不符合绿色制造发展趋势等。
(2)分层实体制造
分层实体制造又称I,OM法，是根据零件分层几何信息切割箔材和纸等，将所获得的层片粘接成三维实体。首先铺上一层箔材，然后用CO：激光在计算机控制下切出本层轮廓，非零件部分全部切碎以便于去除。当本层完成后，再铺上一层箔材，用滚子碾压并加热，以固化黏结剂，使新铺上的一层牢固地粘接在已成形体上，再切割该层的轮廓，如此反复直到加工完毕。最后去除切碎部分以得到完整的零件。LOM的关键技术是控制激光的光强和切割速度，使它们达到最佳配合，以便保证良好的切口质量和切割深度。
纸片层压式快速成型制造工艺就是以纸作为制造模具的原材料，它是连续地将背面涂有热溶性黏结剂的纸片逐层叠加，裁切后形成所需的立体模型，具有成本低、造形速度快的特点，适宜办公室环境使用。LOM模具具有与木模同等水平的强度，可与木模一样进行钻削等机械加工，也可以进行刮腻子等修饰加工。
(3)选择性激光烧结
选择性激光烧结又称SLS法，采用C0：激光器，使用的材料为多种粉末材料。先在工作台上铺上一层粉末，用激光束在计算机控制下有选择地进行烧结(零件的空心部分不烧结，仍为粉末材料)，被烧结部分便固化在一起构成零件的实心部分。一层完成后再进行下一层，新一层与其上一层被牢牢地烧结在一起。全部烧结完成后，去除多余的粉末，便得到烧结成的零件。常采用的材料为尼龙、塑料、陶瓷和金属粉末。sLs制作精度目前可达到±0.1mm左右。该方法的优点是由于粉末具有自支撑作用，不需要另外支撑，另外材料广泛，不仅能生产塑料材料，还可以直接生产金属和陶瓷零件。
(4)熔融沉积成形
熔融沉积成形又称FDM法，是一种不使用激光器的加工方法，技术关键在于喷头，喷头在计算机控制下作z—y联动扫描以及z向运动，丝材在喷头中被加热并略高于其熔点。喷头在扫描运动中喷出熔融的材料，快速冷却形成一个加工层并与上一层牢牢连接在一起。这样层层扫描叠加便形成一个空间实体。FDM工艺的关键是保护半流动成形材料刚好在凝固温度点，通常控制在比凝固温度高1℃左右。FDM技术的最大优点是速度快，此外，整个FDM成型过程是在60～300℃下进行的，并且没有粉尘，也无有毒化学气体、激光或液态聚合物的泄漏，适宜办公室环境使用。
FDM制作生成的原形适合工业上各种各样的应用，如概念成形、原形开发、精铸蜡模和喷镀制模等。
(5)三维打印
三维打印又称粉末材料选择性粘接、3D—P法。喷头在计算机的控制下，按照截面轮廓的信息，在铺好的一层粉末材料上，有选择性地喷射黏结剂，使部分粉末粘接，形成截面层。一层完成后，工作台下降一个层厚，铺粉，喷黏结剂，再进行后一层的粘接，如此循环形成三维产品。粘接得到的制件要置于加热炉中作进一步的固化或烧结，以提高粘接强度。
(6)固基光敏液相法
固基光敏液相法又称SG(：法)一层的成形过程由五步来完成：添料;掩膜紫外光曝光;清除未固化的多余液体料;向空隙处填充蜡料;磨平。掩膜的制造采用了离子成像技术，因此同一底片可以重复使用。由于过程复杂，SGC成形机是所有成形机中最庞大的一种。
SG(：工艺每层的曝光时间和原料量是恒定的，因此应尽量排满零件。由于多余的原料不能重复使用，若一次只加工一个零件会很浪费。由于蜡的添加，可省去设计支撑结构。逐层曝光比逐点曝光要快得多，但由于多步骤的影响，在加工速度上提高不很明显，只有在加工大零件时才能体现出优越性。
