工業模型建模制作之快速成型技術

隨著國內建設步伐的加快，工業沙盤模型需求量不斷增加。國內部分工業模型企業引進國際Z先進的激光快速成型工藝技術，一改傳統手工沙盤模型制作費時費力、缺乏精度的不足，快速精準直觀形象地還原設計師復雜深奧的工業模型公司圖紙，制作出三維實體形態的工業模型公司等實物，在建筑項目設計中發揮了重要作用 

快速成型（Rapid Prototyping）技術是80年代末才發展起來的數字制造沙盤模型工藝技術，它把零件的三維數字模型先進行離散化，然后按照數字積分的思路進行逐層加工。利用這一技術可以在計算機控制下，迅速將CAD數字模型變為零件的物理模型。因而CAD→RP原型→評價→CAD修改已逐漸成為保證一次設計成功的新設計模式。

SLA激光成型與SLS成型是激光成型的兩種主 導制造技術，其中SLS工藝是利用激光燒結粉末材料成型的。快速成型技術是以液態光敏聚合物(環氧樹脂或/和丙烯酸樹脂等)為原料，采用紫外線激光掃描分層成型實體的方法，SIS技術制作復雜模具，即從三維沙盤模型制作的建立、分層、激光掃描路徑形成、激光快速成型機燒到后處理的完整工藝過程，分析了制造工藝中的注意事項，并給出了成型件實物工業模型。SLA快速成型技術的重 點為實體的CAD設計及分層截面的紫外線激光掃描固化與疊加成型。用SLA快速成型技術制造的樹脂模具澆注成型RTV硅橡膠密封件制作周期短、成本低，產品性能完全達到使用要求。  

SLA快速成型分為三步:前處理、分層疊加自由成型和后處理。前處理是根據用戶提供的圖紙或實物進行成品的CAD設計，即三維建模，如有可能，還可對實物進行光學掃描或CT掃描，直接得到成品的三維數字模型，然后輸出STL格式的三維模型文件(三角面片文件)，并在此基礎上進行分層(厚度為0. 05~0.5 mm)切片處理和支撐編輯處理(類似添加加工夾具，但支撐件與模具同時成型)。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工藝要求在計算機上建立三維CAD模型。由于復雜模具的三維CAD數字模型包含有孔、槽、凸臺、曲面等結構，要保證建立的模型在制造中正確，不出現干涉，單靠設計者的水平難以達到。經過MagicsRP6.2軟件檢測后，保證模型設計正確，以減少制造中材料的浪費和節省時間。工業模型的分層是SLS工藝的一大特點，根據材料的粒度、成分和模型的精度設定層厚，用專門軟件將實體輪廓線數據轉換成激光掃描路徑數據，并對掃描路徑進行優化，以減少跳躍量。  目前快速沙盤模型成型技術已經廣范應用于汽車、航空航天、船舶、家電。工業設計、醫療、建筑、工藝品制作以及兒童玩具等領域，并且隨著這一技術本身的不斷發展和完善，其應用范圍將不斷拓廣。