航母的三维设计
航母的三维设计
1 引言
1.1 快速成型技术的基本原理
一个零件，不管其外形和内腔是多么复杂，都可以用一组平行平面去截该零件，得到一系列足够薄的薄切片，这些薄切片可以近似的看作二维零件模型，用不同扫描方法得到薄切片内轮廓和外轮廓后，再把这些薄切片按一定的规则堆积起来又可以得到整个零件。根据这个原理可以通过零件的三维模型得到一系列平行薄切片，对于某一特定层片，可以在某种制做材料上用不同扫描方法得到该截面形状，一层截面制成后另一层又在它上面累加，反复如此，直到整个零件由底向上逐层构造而成，这就是快速成型技术。因此快速成型方法又叫生长型制造、添加型制造、层制造等。快速成型原理示意图快速成型系统和三维系统之间通过文件格式交换数据。文件格式就是用一些小的三角面来近似模拟模型中的复杂曲面。由于文件在处理上较简单而且和设计零件的系统无关，所以很快成为系统和快速成型之间的标准交换格式。
1.2 快速成型技术的技术体系
一个比较完整的快速成型技术的技术体系：包含CAD造型、反求工程、数据转换、原型制造以及物性转换等基本环节。
1. 3 目前较为成熟的快速成型方法
目前快速成型技术的成型工艺方法有是几种方法有自身的特点和实用范围。比较成熟并已商品化的成型方法有立体光固化成型法( SM) 、选择性激光烧结法 ( SLS) 、叠层制造法(UM) 、熔融沉积造型法( FDM) 等。
1. 4 快速制造技术的特点
1.高柔度性
快速原型技术的最突出特点就是柔性好, 它不需专用工具, 在计算机管理和控制下可以制造出任意复杂形状的样件。
2.技术的高度集成
快速原型技术是计算机技术、数控技术、激光技术与材料技术等的综合集成。
3.设计制造一体化
在传统的CAD、CAM技术中, 由于成型思想的局限性, 致使设计制造一体化很难实现。而对于快速原型技术来说, 由于采用了离散堆积分层制造工艺和非接触加工的方式, 能够很好地将CAD、CAM结合起来。
4.快速性
快速原型技术从CAD设计到原型的加完成只需几小时至几十小时, 比传统的成型方法速度快得多, 这一特点尤其适合于新产品的开发与管理。
5.自由成型制造
自由的含义有两个方面一是指根据零件的形状, 不受任何专用工具或模腔的限制而自由成型二是指不受零件任何复杂程度的限制。
6.材料的广泛性
在RP领域中, 由于各种RP工艺的成型方式不同, 因而材料的使用也各不相同, 如金属、纸、塑料、光敏树脂、蜡、陶瓷, 甚至纤维等材料在快速原型领域都有很好的应用。
1. 5 快速成型技术
快速成型( Rapid Pro to ty ping, 简称RP) 是80年代末期开始商品化的一种高新制造技术, 它是集CAD/ CAM 技术、激光加工技术、数控技术和新材料等技术领域的最新成果于一体的零件原型制造技术。快速成型不同于传统的用材料去除方式制造零件的方法, 而是用材料一层一层积累的方式构造零件模型。它利用所要制造零件的三维CAD 模型数据直接生成产品原型, 并且可以方便地修改CAD模型后重新制造产品原型。由于该技术不像传统的零件制造方法需要制作木模、塑料模和陶瓷模等, 可以把零件原型的制造时间减少为几天、几小时, 大大缩短了产品开发周期, 减少了开发成本. 随着计算机技术的快速发展和三维CAD 软件应用的不断推广, 越来越多的产品基于三维CAD 设计开发, 使得快速成型技术的广泛应用成为可能。快速成形技术已广泛应用于宇航、航空、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型( 雕刻) 、建筑模型、机械行业等领域。
利用各种三维CAD 软件进行几何造型, 得到零件的三维CAD 数字模型, 是获得初始信息的最常用方法。目前许多CAD 软件在系统中加入了一些专用模块, 将三维造型结果进行离散化, 生成面片模型文件( STL 文件, CFL 文件等) 或层片模型文件(LEAF 文件, CLI 文件, HPGL 文件等)。
1. 6 快速成型技术的优越性及独有特性
在产品设计和制造领域应用快速成型技术，能显著地缩短产品投放市场的周期，降低成本，提高质量，增强企业的竞争能力。一般而言，产品投放市场的周期由设计（初步设计和详细设计）、试制、试验、征求用户意见、修改定型、正式生产和市场推销等环节所需的时间组成。 由于采用快速成型技术之后，从产品设计的最初阶段开始，设计者、制造者、推销者和用户都能拿到实实在在的样品（甚至小批量试制的产品），因而可以及早地、充分地进行评价、测试及反复修改。
1.7 快速制造技术体系的基本环节
自90年代初,美国3D Systems公司推出世界上首台商品化快速成型系统设备以来,快速成型(RPM)这一先进制造技术在约10年的时间中得到蓬勃发展,可以将RPM技术体系分解为几个彼此联系的基本环节。
1.三维CAD造型
利用各种三维CAD软件进行几何造型,得到零件的三维CAD数学模型,是快速成型技术的重要组成部分,也是制造过程的第1步。三维造型方式主要有实体造型和表面造型,目前许多CAD软件在系统中加入一些专用模块,将三维造型结果进行离散化,生成面片模型文件(STL文件、CFL文件等)或层片模型文件(LEAF文件、CLI文件、HPGL文件等)。
2.反求工程
物理形态的零件是快速成型技术体系中零件几何信息的另一个重要来源。几何实体同样包含了零件的几何信息,但这些信息必须通过反求工程进行数字化,方可进行下一步的处理。反求工程要对零件表面进行数字化处理,提取零件的表面三维数据。主要的技术手段有三坐标测量仪、三维激光数字化仪、工业CT和自动断层扫描仪等。通过三维数字化设备得到的数据往往是一些散乱的无序点或线的集合,还必须对其三维重构得到三维CAD模型,或者层片模型等。
3.数据转换
三维CAD造型或反求工程得到的数据必须进行大量处理,才能用于控制RPM成型设备制造零件。数据处理的主要过程包括表面离散化,生成STL文件或CFL文件,分层处理生成SLC,CLI,HPGL等层片文件,根据工艺要求进行填充处理,对数据进行检验和修正并转换为数控代码。
4.原型制造
原型制造即利用快速成型设备将原材料堆积成为三维物理实体。材料、设备、工艺是快速原型制造中密切相关的3个基本方面。成型材料是快速成型技术发展的关键。它影响零件的成型速度、精度和性能,直接影响到零件的应用范围和成型工艺设备的选择。
5.物性转换
通过快速成型系统制造的零件,其力学、物理性能往往不能直接满足要求,仍然需要进一步的处理,即对其物理性质进行转换。该环节是RPM实际应用的一个重要环节,包括精密铸造、金属喷涂制模、硅胶模铸造、快速EDM电极、陶瓷型精密铸造等多项配套制造技术,这些技术与RPM技术相结合,形成快速铸造、快速模具制造等新技术。
1. 8 快速制造技术的应用
快速成型制造(Rapid Prototyping Manufactur-ing,RPM)材料堆积法迅速而精确地制造出该零件,集CAD技术、数控技术、激光加工、新材料科学以及机械电子工程等多学科、多技术为一体的技术。传统的零件制造过程往往需要车、钳、铣、磨等多种机加工设备和各种夹具、刀具模具,成本高,周期长,一个比较复杂的零件,其加工周期甚至以月计,很难适应低成本、高效率的要求。快速成型制造技术能够适应这种要求,是现代制造技术的一次重大变革。
快速成型制造开创了一个崭新的设计、制造概念。它以相对低的成本,可修改性强的特点,独到的工艺过程,为提高产品的设计质量,降低成本,缩短设计、制造周期,使产品尽快地推向市场提供了方法。尤其对于具有复杂形状的零件则更为有利。快速成型制造技术作为一种先进制造技术将在21世纪的制造业中占据重要的地位。
RPM技术即可用于产品的概念设计、功能测试等方面,又可直接用于工件设计、模具设计和制造等领域,RPM技术在汽车、电子、家电、医疗、航空航天、工艺品制作以及玩具等行业有着广泛的应用。
产品设计评估与功能测验，为提高设计质量,缩短试制周期,RPM系统可在几小时或几天内将图纸或CAD模型转变成看得见、摸得着的实体模型。根据设计原型进行设计评估和功能验证,迅速地取得用户对设计的反馈信息。同时也有利于产品制造者加深对产品的理解,合理地确定生产方式、工艺流程和费用。与传统模型制造相比,快速成型方法不仅速度快、精度高,而且能够随时通过CAD进行修改与再验证,使设计更完善。
快速模具制造以RPM生成的实体模型作为模芯或模套,结合精铸、粉末烧结或电极研磨等技术可以快速制造出产品所需要的功能模具,其制造周期一般为传统的数控切削方法的1/5~1/10。模具的几何复杂程度越高,这种效益愈显著。
医学上的仿生制造：医学上的CT技术与RPM技术结合可复制人体骨骼结构或器官形状,整容、重大手术方案预演,以及进行假肢设计和制造。
艺术品的制造：艺术品和建筑装饰品是根据设计者的灵感,构思设计出来的,采用RPM可使艺术家的创作、制造一体化,为艺术家提供最佳的设计环境和成型条件。
1. 9 快速成型技术的应用及发展方向
快速成型技术的特点快速成型技术自问世以来，在短短的十几年时间里发展迅猛，表现出极强的生命力，与传统加工方法相比具有诸多的优势。在新产品造型设计过程中的应用快速成型技术为工业产品的设计开发人员建立了一种崭新的产品开发模式。运用RP技术能够快速、直接、精确地将设计思想模型转化为具有一定功能的实物模型（样件），这不仅缩短了开发周期，而且降低了开发费用也使企业在激烈的市场竞争中占有先机。在新产品设计制造过程中，可用RP技术快速制出产品样品的实物模型，供设计者进行性能测试、直观评估和验证分析。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，多用于制造单件、小批量金属零件。有些特殊复杂制件只需单件或少于50件的小批量，这样的产品通过制模再生产，成本高，周期长。一般可用RP技术直接进行成型，成本低，周期短。快速模具制造传统的模具生产时间长，成本高。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合，可以大大缩短模具制造的开发周期，提高生产率，是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。
快速模具制造是RP技术最具潜力的应用领域，其产业化规模和经济效益是不可估量的。依据材质不同，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，仍然需要传统的钢质模具,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。在医学领域的应用近几年来，人们对RP技术在医学领域的应用研究较多。人是自然界最高级的动物，人体的骨骼和内部器官具有极其复杂的内部组织结构。
要真实地复制人体内部的器官构造，反映病变特征，快速成型几乎是唯一的方法。以医学影像数据为基础，利用RP技术制作人体器官模型有极大的应用价值，医疗专家组利用可视模型，进行模拟手术，对特殊病变部分进行修补(颅骨损伤、耳损伤等)。快速成型技术的应用很广泛，可以相信，随着快速成型制造技术的不断成熟和完善，它将会在越来越多的领域得到推广和应用。
快速成型技术的发展方向虽然快速成型技术在很多领域得到了广泛应用显示出极大的优越性，但它仍有一定的局限性，其可成型材料有限，加工精度低、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普及。
快速成型技术的应用很广泛，可以相信，随着快速成型制造技术的不断成熟和完善，它将会在越来越多的领域得到推广和应用。快速成型技术的发展方向虽然快速成型技术在很多领域得到了广泛应用，显示出极大的优越性，但它仍有一定的局限性，其可成型材料有限，加工精度低、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普及。
最近，间接法制模工艺正逐步转向直接制模工艺。以前着眼于小批量试制的简易模具，近来转向中等批量、甚至是大批量生产的准耐久模具的制造。这是因为与试制品制作领域相比，模具制造领域的市场规模更大，成长率更高。快速精铸技术( Quick-Casting)也是快速成型技术较为成熟的应用之一。目前来讲，快速精铸的实现主要有三种途径: 烧失型铸造熔模的快速制造、铸造型壳的快速制造与铸造压型的快速制造。在烧失型铸造熔模的快速制造方面，美国3D Systems 公司通过SLA形成了较为成熟的工艺；在铸造型壳的快速制造方面，Soligen 公司用3D-P原理制成陶瓷铸壳，DTM则采用SLS工艺烧结包覆树脂的陶瓷粉末材料制成陶瓷型壳。
RPM的发展方向RP技术已经在许多领域里得到了应用，其应用范围主要在设计检验、市场预测、工程测试(应力分析、风道等)、装配测试、模具制造、医学、美学等方面。RP技术在制造工业中应用最多（达到67%）,说明RP技术对改善产品的设计和制造水平具有巨大的作用。
目前快速成形技术还存在许多不足，下一步研究开发工作主要在以下几方面:（1）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作精度;（2）开发经济型的快速成形系统；（3）快速成形方法和工艺的改进和创新；（4）快速模具制造的应用；（5）开发性能良好的快速成形材；（6）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型方法，虽然问世不久，但已广泛应用于国民经济的许多领域，给许多行业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。
1. 10 本章小结
了解国内外快速成型技术的发展状况,分析了快速成型技术的原理和制造工艺及目前应用较多的立体光固化(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、分层实体制造(LOM)、熔积成型(FDM)四种快速成型方法,并结合该技术研究的最新进展,提出了快速成型技术未来的发展趋势和研究重点。
1 引言
1.1 快速成型技术的基本原理
一个零件，不管其外形和内腔是多么复杂，都可以用一组平行平面去截该零件，得到一系列足够薄的薄切片，这些薄切片可以近似的看作二维零件模型，用不同扫描方法得到薄切片内轮廓和外轮廓后，再把这些薄切片按一定的规则堆积起来又可以得到整个零件。根据这个原理可以通过零件的三维模型得到一系列平行薄切片，对于某一特定层片，可以在某种制做材料上用不同扫描方法得到该截面形状，一层截面制成后另一层又在它上面累加，反复如此，直到整个零件由底向上逐层构造而成，这就是快速成型技术。因此快速成型方法又叫生长型制造、添加型制造、层制造等。快速成型原理示意图快速成型系统和三维系统之间通过文件格式交换数据。文件格式就是用一些小的三角面来近似模拟模型中的复杂曲面。由于文件在处理上较简单而且和设计零件的系统无关，所以很快成为系统和快速成型之间的标准交换格式。
1.2 快速成型技术的技术体系
一个比较完整的快速成型技术的技术体系：包含CAD造型、反求工程、数据转换、原型制造以及物性转换等基本环节。
1. 3 目前较为成熟的快速成型方法
目前快速成型技术的成型工艺方法有是几种方法有自身的特点和实用范围。比较成熟并已商品化的成型方法有立体光固化成型法( SM) 、选择性激光烧结法 ( SLS) 、叠层制造法(UM) 、熔融沉积造型法( FDM) 等。
1. 4 快速制造技术的特点
1.高柔度性
快速原型技术的最突出特点就是柔性好, 它不需专用工具, 在计算机管理和控制下可以制造出任意复杂形状的样件。
2.技术的高度集成
快速原型技术是计算机技术、数控技术、激光技术与材料技术等的综合集成。
3.设计制造一体化
在传统的CAD、CAM技术中, 由于成型思想的局限性, 致使设计制造一体化很难实现。而对于快速原型技术来说, 由于采用了离散堆积分层制造工艺和非接触加工的方式, 能够很好地将CAD、CAM结合起来。
4.快速性
快速原型技术从CAD设计到原型的加完成只需几小时至几十小时, 比传统的成型方法速度快得多, 这一特点尤其适合于新产品的开发与管理。
5.自由成型制造
自由的含义有两个方面一是指根据零件的形状, 不受任何专用工具或模腔的限制而自由成型二是指不受零件任何复杂程度的限制。
6.材料的广泛性
在RP领域中, 由于各种RP工艺的成型方式不同, 因而材料的使用也各不相同, 如金属、纸、塑料、光敏树脂、蜡、陶瓷, 甚至纤维等材料在快速原型领域都有很好的应用。
1. 5 快速成型技术
快速成型( Rapid Pro to ty ping, 简称RP) 是80年代末期开始商品化的一种高新制造技术, 它是集CAD/ CAM 技术、激光加工技术、数控技术和新材料等技术领域的最新成果于一体的零件原型制造技术。快速成型不同于传统的用材料去除方式制造零件的方法, 而是用材料一层一层积累的方式构造零件模型。它利用所要制造零件的三维CAD 模型数据直接生成产品原型, 并且可以方便地修改CAD模型后重新制造产品原型。由于该技术不像传统的零件制造方法需要制作木模、塑料模和陶瓷模等, 可以把零件原型的制造时间减少为几天、几小时, 大大缩短了产品开发周期, 减少了开发成本. 随着计算机技术的快速发展和三维CAD 软件应用的不断推广, 越来越多的产品基于三维CAD 设计开发, 使得快速成型技术的广泛应用成为可能。快速成形技术已广泛应用于宇航、航空、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型( 雕刻) 、建筑模型、机械行业等领域。
利用各种三维CAD 软件进行几何造型, 得到零件的三维CAD 数字模型, 是获得初始信息的最常用方法。目前许多CAD 软件在系统中加入了一些专用模块, 将三维造型结果进行离散化, 生成面片模型文件( STL 文件, CFL 文件等) 或层片模型文件(LEAF 文件, CLI 文件, HPGL 文件等)。
1. 6 快速成型技术的优越性及独有特性
在产品设计和制造领域应用快速成型技术，能显著地缩短产品投放市场的周期，降低成本，提高质量，增强企业的竞争能力。一般而言，产品投放市场的周期由设计（初步设计和详细设计）、试制、试验、征求用户意见、修改定型、正式生产和市场推销等环节所需的时间组成。 由于采用快速成型技术之后，从产品设计的最初阶段开始，设计者、制造者、推销者和用户都能拿到实实在在的样品（甚至小批量试制的产品），因而可以及早地、充分地进行评价、测试及反复修改。
1.7 快速制造技术体系的基本环节
自90年代初,美国3D Systems公司推出世界上首台商品化快速成型系统设备以来,快速成型(RPM)这一先进制造技术在约10年的时间中得到蓬勃发展,可以将RPM技术体系分解为几个彼此联系的基本环节。
1.三维CAD造型
利用各种三维CAD软件进行几何造型,得到零件的三维CAD数学模型,是快速成型技术的重要组成部分,也是制造过程的第1步。三维造型方式主要有实体造型和表面造型,目前许多CAD软件在系统中加入一些专用模块,将三维造型结果进行离散化,生成面片模型文件(STL文件、CFL文件等)或层片模型文件(LEAF文件、CLI文件、HPGL文件等)。
2.反求工程
物理形态的零件是快速成型技术体系中零件几何信息的另一个重要来源。几何实体同样包含了零件的几何信息,但这些信息必须通过反求工程进行数字化,方可进行下一步的处理。反求工程要对零件表面进行数字化处理,提取零件的表面三维数据。主要的技术手段有三坐标测量仪、三维激光数字化仪、工业CT和自动断层扫描仪等。通过三维数字化设备得到的数据往往是一些散乱的无序点或线的集合,还必须对其三维重构得到三维CAD模型,或者层片模型等。
3.数据转换
三维CAD造型或反求工程得到的数据必须进行大量处理,才能用于控制RPM成型设备制造零件。数据处理的主要过程包括表面离散化,生成STL文件或CFL文件,分层处理生成SLC,CLI,HPGL等层片文件,根据工艺要求进行填充处理,对数据进行检验和修正并转换为数控代码。
4.原型制造
原型制造即利用快速成型设备将原材料堆积成为三维物理实体。材料、设备、工艺是快速原型制造中密切相关的3个基本方面。成型材料是快速成型技术发展的关键。它影响零件的成型速度、精度和性能,直接影响到零件的应用范围和成型工艺设备的选择。
5.物性转换
通过快速成型系统制造的零件,其力学、物理性能往往不能直接满足要求,仍然需要进一步的处理,即对其物理性质进行转换。该环节是RPM实际应用的一个重要环节,包括精密铸造、金属喷涂制模、硅胶模铸造、快速EDM电极、陶瓷型精密铸造等多项配套制造技术,这些技术与RPM技术相结合,形成快速铸造、快速模具制造等新技术。
1. 8 快速制造技术的应用
快速成型制造(Rapid Prototyping Manufactur-ing,RPM)材料堆积法迅速而精确地制造出该零件,集CAD技术、数控技术、激光加工、新材料科学以及机械电子工程等多学科、多技术为一体的技术。传统的零件制造过程往往需要车、钳、铣、磨等多种机加工设备和各种夹具、刀具模具,成本高,周期长,一个比较复杂的零件,其加工周期甚至以月计,很难适应低成本、高效率的要求。快速成型制造技术能够适应这种要求,是现代制造技术的一次重大变革。
快速成型制造开创了一个崭新的设计、制造概念。它以相对低的成本,可修改性强的特点,独到的工艺过程,为提高产品的设计质量,降低成本,缩短设计、制造周期,使产品尽快地推向市场提供了方法。尤其对于具有复杂形状的零件则更为有利。快速成型制造技术作为一种先进制造技术将在21世纪的制造业中占据重要的地位。
RPM技术即可用于产品的概念设计、功能测试等方面,又可直接用于工件设计、模具设计和制造等领域,RPM技术在汽车、电子、家电、医疗、航空航天、工艺品制作以及玩具等行业有着广泛的应用。
产品设计评估与功能测验，为提高设计质量,缩短试制周期,RPM系统可在几小时或几天内将图纸或CAD模型转变成看得见、摸得着的实体模型。根据设计原型进行设计评估和功能验证,迅速地取得用户对设计的反馈信息。同时也有利于产品制造者加深对产品的理解,合理地确定生产方式、工艺流程和费用。与传统模型制造相比,快速成型方法不仅速度快、精度高,而且能够随时通过CAD进行修改与再验证,使设计更完善。
快速模具制造以RPM生成的实体模型作为模芯或模套,结合精铸、粉末烧结或电极研磨等技术可以快速制造出产品所需要的功能模具,其制造周期一般为传统的数控切削方法的1/5~1/10。模具的几何复杂程度越高,这种效益愈显著。
医学上的仿生制造：医学上的CT技术与RPM技术结合可复制人体骨骼结构或器官形状,整容、重大手术方案预演,以及进行假肢设计和制造。
艺术品的制造：艺术品和建筑装饰品是根据设计者的灵感,构思设计出来的,采用RPM可使艺术家的创作、制造一体化,为艺术家提供最佳的设计环境和成型条件。
1. 9 快速成型技术的应用及发展方向
快速成型技术的特点快速成型技术自问世以来，在短短的十几年时间里发展迅猛，表现出极强的生命力，与传统加工方法相比具有诸多的优势。在新产品造型设计过程中的应用快速成型技术为工业产品的设计开发人员建立了一种崭新的产品开发模式。运用RP技术能够快速、直接、精确地将设计思想模型转化为具有一定功能的实物模型（样件），这不仅缩短了开发周期，而且降低了开发费用也使企业在激烈的市场竞争中占有先机。在新产品设计制造过程中，可用RP技术快速制出产品样品的实物模型，供设计者进行性能测试、直观评估和验证分析。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，多用于制造单件、小批量金属零件。有些特殊复杂制件只需单件或少于50件的小批量，这样的产品通过制模再生产，成本高，周期长。一般可用RP技术直接进行成型，成本低，周期短。快速模具制造传统的模具生产时间长，成本高。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合，可以大大缩短模具制造的开发周期，提高生产率，是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。
快速模具制造是RP技术最具潜力的应用领域，其产业化规模和经济效益是不可估量的。依据材质不同，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，仍然需要传统的钢质模具,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。在医学领域的应用近几年来，人们对RP技术在医学领域的应用研究较多。人是自然界最高级的动物，人体的骨骼和内部器官具有极其复杂的内部组织结构。
要真实地复制人体内部的器官构造，反映病变特征，快速成型几乎是唯一的方法。以医学影像数据为基础，利用RP技术制作人体器官模型有极大的应用价值，医疗专家组利用可视模型，进行模拟手术，对特殊病变部分进行修补(颅骨损伤、耳损伤等)。快速成型技术的应用很广泛，可以相信，随着快速成型制造技术的不断成熟和完善，它将会在越来越多的领域得到推广和应用。
快速成型技术的发展方向虽然快速成型技术在很多领域得到了广泛应用显示出极大的优越性，但它仍有一定的局限性，其可成型材料有限，加工精度低、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普及。
快速成型技术的应用很广泛，可以相信，随着快速成型制造技术的不断成熟和完善，它将会在越来越多的领域得到推广和应用。快速成型技术的发展方向虽然快速成型技术在很多领域得到了广泛应用，显示出极大的优越性，但它仍有一定的局限性，其可成型材料有限，加工精度低、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普及。
最近，间接法制模工艺正逐步转向直接制模工艺。以前着眼于小批量试制的简易模具，近来转向中等批量、甚至是大批量生产的准耐久模具的制造。这是因为与试制品制作领域相比，模具制造领域的市场规模更大，成长率更高。快速精铸技术( Quick-Casting)也是快速成型技术较为成熟的应用之一。目前来讲，快速精铸的实现主要有三种途径: 烧失型铸造熔模的快速制造、铸造型壳的快速制造与铸造压型的快速制造。在烧失型铸造熔模的快速制造方面，美国3D Systems 公司通过SLA形成了较为成熟的工艺；在铸造型壳的快速制造方面，Soligen 公司用3D-P原理制成陶瓷铸壳，DTM则采用SLS工艺烧结包覆树脂的陶瓷粉末材料制成陶瓷型壳。
RPM的发展方向RP技术已经在许多领域里得到了应用，其应用范围主要在设计检验、市场预测、工程测试(应力分析、风道等)、装配测试、模具制造、医学、美学等方面。RP技术在制造工业中应用最多（达到67%）,说明RP技术对改善产品的设计和制造水平具有巨大的作用。
目前快速成形技术还存在许多不足，下一步研究开发工作主要在以下几方面:（1）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作精度;（2）开发经济型的快速成形系统；（3）快速成形方法和工艺的改进和创新；（4）快速模具制造的应用；（5）开发性能良好的快速成形材；（6）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型方法，虽然问世不久，但已广泛应用于国民经济的许多领域，给许多行业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。
1. 10 本章小结
了解国内外快速成型技术的发展状况,分析了快速成型技术的原理和制造工艺及目前应用较多的立体光固化(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、分层实体制造(LOM)、熔积成型(FDM)四种快速成型方法,并结合该技术研究的最新进展,提出了快速成型技术未来的发展趋势和研究重点。
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