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摘要 ：快速成型技术在机械制造行业中的应用，推动 了工业的发展和进步，有效促进了机械产品的更新换代。 该技术在机械制造行业中被广泛运用，主要是因为该技术 具有非常高的发展潜力。由于该技术具备明显的优势和特 点，目前已广泛应用于诸多行业中，如医疗、建筑、制造 等领域。文章基于机械制造工艺的金属材料快速成型技术 研究，主要对其工艺原理、相关技术以及在机械制造中的 应用等内容进行了分析和探讨，旨在充分发挥该技术的优 势，促进我国制造业向现代化方向发展，并将其应用到实 际工作中， 有效降低工作强度和提高工作效率。
关键词 ：机械制造,金属材料,快速成型技术
现阶段，在我国市场经济体制不断完善和发展的背景下，对机械制造业也提出了更高的要求，传统的加工模式已不能满足生产要求，从而促使机械制造业向现代化方向发展。在传统机械制造过程中，需要经过复杂的加工工序来实现生产目标，且生产周期较长，产品的质量和性能也达不到客户要求，导致其市场竞争力不断降低。所以需要将快速成型技术运用到机械制造中来，使其能够快速成型各种金属材料，并进行加工和制造，从而满足机械制造行业的发展要求。在实际操作中还需要结合实际情况选择合 适的设备和材料，确保该技术可以提高机械制造产品质量和性能。
1 快速成型技术的基本原理
快速成型技术主要是由以下几个技术构成。首先是激 光制造技术，包括激光束的材料选择、扫描速度、位置等 问题。其次是分层制造技术，该技术的优势在于将 CAD模 型进行分层处理，每一层都包含一定的数字信息，而且， 在加工过程中还要对数据进行修正，使其更接近真实。最 后是熔模铸造技术，利用特殊的熔模铸造工艺将金属零件 制作出来。虽然熔模铸造具有很大的优势，但是也存在一 些弊端。首先，熔模铸造时需要借助模具，同时还会产生 较大的噪音污染。其次，成本相对较高。因此在使用的过 程中要注意相关问题。
快速成型是指采用光敏树脂材料与不同的工艺相结合 而成的立体加工技术。其在材料的选择上，具有很高的灵 活性， 不仅可以使用光敏树脂材料， 还可以使用金属材料。 例如，在金属零件制作过程中，由于金属具有较强的流动 性和可加工性。因此可以在其表面进行直接成型，将激光束直接射入金属表面，从而形成所需形状。此外，这种快 速成型技术在对材料的选择上具有较高的灵活性。例如使 用金属粉末作为材料，其流动性和可加工性较好 ;再比如 采用金属粉末、塑料粉末作为材料，则可以起到一定的耐 磨性能。
特别是快速成型技术原理，也就是成型方法，其是 CAD、CAM 技术的最大运用。其中，CAD 技术主要是对 所需要的金属进行建模，然后将所需要的数据输入到电脑 中，由电脑按照要求制作出一个虚拟的模型，并且方便地 进行修改。改善机械部件的设计品质及工作效率。并通过 测试和校正，产生相应的 CNC代码。然后，利用 CAM 技 术，对材料进行精确的控制，以保证这些材料能够精确的 堆叠在一起，从而构成一个立体的实体。
2 金属材料快速成型技术应用的关键要点
2.1 确定金属材料固体微粒含量的关键百分数
在金属材料的快速成型过程中，材料的实际质量需要 以某种标准为参照，确定金属材料的质量和质量标准，在 这一过程中，需要通过对金属材料的质量标准进行确定， 以此更好地保证金属材料快速成型技术的应用效果。
在具体分析金属材料固体微粒含量时，需要结合不同 种类的机械制造工艺进行具体分析，确保其在应用过程中 不会对产品性能造成影响。金属材料固体微粒含量的关键 百分数，需要结合不同种类机械制造工艺进行确定，在这 一过程中，需要对不同种类的金属材料进行分析，确保其 能够满足机械制造工艺的具体要求。例如在对金属材料的 粉末冶金工艺进行分析时，就需要通过对金属粉末进行控 制，能够更好地保证金属材料的具体质量，在这一过程中， 需要通过对金属材料的粉末含量进行控制，结合不同种类 的机械制造工艺进行分析，能够更好地保证金属材料快速 成型技术的具体应用效果。
2.2 分析金属材料快速成型动力学
金属材料快速成型过程中，温度的变化对金属材料的 成型效果具有重要的影响。通常情况下，在金属材料快速 成型技术中，采用熔融沉积成形技术，其熔点较低，流动 性较高，所以在进行金属材料快速成型过程中，需要对金 属粉末进行一定程度的加热和冷却处理，这样才能保证金 属材料快速成型过程中具有良好的成型效果。通常情况 下，在进行金属材料快速成型过程中，如果没有进行一定温度处理，那么会影响其成型效果 ;如果想要提高其成型 效果，那么需要对其进行一定温度处理。而在实际生产过 程中， 通常采用氧化铝粉作为填充物。
2.3 实现基于机械制造工艺的金属材料快速成型
在确定固体微粒含量的关键百分数后，为了确保金属 材料快速成型质量，需要将其应用在不同的金属材料中， 这主要是因为不同的金属材料具有不同的特性。其中镁合 金的强度较高，适合运用在一些重型机械设备中 ;而钛合 金属于高熔点、高密度材料，对其应用进行加工时需要考 虑到熔点问题，并且为了满足其机械设备运行的稳定性要 求，在对钛合金进行加工时需要采用相应的高温技术。再 如铝合金等具有一定的延展性，可以被运用在一些铸造设 备中，这主要是因为这些材料在进行铸造时需要在一定温 度下才能充分发挥出其性能。
3 快速成型技术在微机械制造中的应用
3.1 点固化单元
通过对金属材料快速成型技术应用过程中的实际效果 进行分析可以看出， 在实际生产过程中， 如果采用传统的工 艺手段， 在进行金属材料快速成型的时候， 其工艺所用时间 相对较长， 无法满足市场对产品质量的要求， 而且在进行生 产的过程中， 其产品存在明显的缺陷。而对于金属材料快速 成型技术应用过程中出现的问题来说，其主要是由于使用 传统工艺所导致的。比如，在实际生产过程中，通过对金属 材料快速成型技术应用的实际效果进行分析可以发现，传 统工艺在应用时会导致较大幅度的变形问题出现，如果不 及时进行处理的话， 会导致整个成型系统受到严重影响。
该工艺技术在实际生产中使用线固化工艺，但是在快 速成型技术中，点状固化方法发生了变化，与传统方法相 比，其具有与加工分辨能力相比较的特点，由此也提升了 研究加工分辨率的便利性。
3.2 约束液片
传统的技术中均采用自由液面式，而在快速成型技术 中则又加入了约束液面式，省去了多余时间，同时，还能有 效节省树脂。当约束液片出现脱落时，可以将其与树脂进行 混合，形成新的固化物。而对于快速成型技术来说，采用树 脂固化所形成的固化物具有一定的硬度， 而且具有较高的热 稳定性和抗老化性能， 其可在500℃以下维持相对较长时间。
3.3 刮平装置
传统刮平装置技术中经常适用间接切片，较为烦琐， 但快速成型技术中则是采用直接切面的方式，提高了工作 效率和质量。在实际生产中，通过对刮平装置的应用可以 发现，在进行刮平操作时，需要严格控制材料的质量和厚 度，但是不能够对其厚度进行控制，否则会对零件的性能 造成一定影响。因此，在使用刮平装置时一定要严格按照工艺要求来操作， 从而保证零件质量。
3.4 矢量扫描
快速成型技术的矢量扫描更加准确，通过光栅扫描省 区扫描器的空回。从扫描区域上看，扫描器的方向是沿着 Z 轴进行扫描，也就是说扫描器的方向是与 Z 轴平行，也 就是从 Z 轴开始对扫描区域进行扫描，而扫描方向则是沿 着X 轴进行扫描，也就是说从X 轴开始对 Z 轴进行扫描， 两个方向均采用垂直的方式。
3.5 BMP 数据格式
BMP格式在保证精度的同时，具有较大的灵活性，而 且可以根据实际生产需要，对数据格式进行扩展，从而提 高工艺系统的适用性，但同时BMP数据格式也具有较高 的成本投入，因此，在实际应用过程中要根据实际生产情 况选择合适的BMP格式。
4 机械制造工艺金属材料快速成型技术面临的问题
4.1 技术设备的成本较高
尽管金属材料快速成型技术已经应用到机械制造行 业当中，但并没有发挥出其最大优势，并且还存在一定的 不足，由于金属材料快速成型技术需要利用相关设备来实 现，并且在进行设计时也需要利用一定的技术手段，从而 才能让金属材料快速成型技术发挥出最大的优势，在很大 程度上降低了相关成本。但是由于很多金属材料在进行制 作时还存在一些问题，其中包括材料成本较高、技术设备 等因素。
(1)由于金属材料在进行制作时还存在一定的缺陷， 所以需要运用到一定的技术手段才能将其进行制作，尤其 是对于一些较复杂的形状进行制作时还存在一定的难度。
(2)金属材料的制造成本相对较高，虽然在加工时可 以利用相关设备来进行加工，但是在一些小的零件上仍然 需要借助相关设备才能实现加工，并且还会增加一定的成 本，如果没有一定的技术手段还很难实现零件的加工。
4.2 合成的金属材料有限
为了提高机械制造工艺的金属材料快速成型技术的适 用性，在对其进行研发的时候，主要是以金属粉末为基本 原料，通过对金属粉末与粘合剂等物质的合理使用来实现 材料的快速合成。但是，目前，在我国机械制造工艺金属 材料快速成型技术当中所使用的主要原料并不是单一金 属材料，而是多种金属材料。例如在金属粉末当中，除了 以钛合金为基础之外，还包括了铝、镁、钛等多种金属材 料，在对这些金属材料进行生产制造的时候，不但要使用 一定的技术设备将其制成粉末状的坯体，同时还要进行一 定的烧结处理后才能够成形制作出来金属零件。
4.3 软件存在一定的问题
(1)由于机械制造工艺金属材料快速成型技术是在快速成型机的基础上进行的，这就对整个成型过程提出了更 高的要求。在传统的加工技术中， 必须要用到数控机床进行 零件加工， 但是对于快速成型技术而言， 零件是通过切片软 件对材料进行加工形成的。因此， 在对数控机床进行设计时 必须要考虑到快速成型技术对传统加工工艺造成的影响。
(2)由于机械制造工艺金属材料快速成型技术是一种 高科技技术，而相应的软件开发却相对滞后，这就对后续 材料合成、CAD建模等工作造成了一定的困难。这也就导 致了整个快速成型技术在后期制作中需要进行二次开发。
5 机械制造工艺金属材料快速成型技术的应对策略
5.1 完善企业管理制度
企业应该对自身的管理制度进行完善，这样才能够提 高自身的工作效率和工作质量。在企业进行管理的过程 中，需要制定相应的规章制度，将企业员工的生产行为进 行规范化，同时也要制定相应的奖惩制度，通过这样的方 式来提升员工的工作积极性和工作质量。
在金属材料快速成型技术中，想要提升金属材料快速 成型技术的应用水平和质量， 就需要制定相应的规章制度， 这样才能够从根本上提升企业员工对于金属材料快速成型 技术应用水平和质量。在我国经济发展过程中，会面临很 多考验，金属材料快速成型技术也是其中一个很重要的方 面。金属材料快速成型技术对于企业而言，既是一种先进 的生产技术，同时也是一种安全的生产技术，只有将金属 材料快速成型技术进行应用，才能够更好地提高企业的竞 争力，为我国经济的发展和进步打下良好的基础。并且为 了能够提高企业员工对于金属材料快速成型技术应用的水 平和质量，企业需要对员工的工作行为进行规范化管理， 这样才能够有效地提升员工在工作过程中的安全意识。
同时，在企业管理中，也要对金属材料快速成型技术 的应用进行规范化管理，只有这样才能够从根本上提升企 业员工对于金属材料快速成型技术应用水平和质量，有效 地提升企业竞争力。为了更好地提升企业竞争力，企业就 需要对金属材料快速成型技术进行应用，这样才能够让员 工在工作过程中可以充分地发挥出自身的聪明才智和创 造力， 从根本上提升自身的工作效率和工作质量。
5.2 发展全新的 RP 材料
发展全新的RP 材料，可以利用RP 材料的成本低、精 度高的特点，降低机械制造工艺金属材料快速成型技术的 应用成本， 在保证其精度和质量的基础上， 保证RP材料具 有更强的韧性、耐磨性和耐热性， 并能够改善RP材料在机 械制造工艺金属材料快速成型技术中存在的一些缺点，实 现快速成型技术与机械制造工艺金属材料快速成型技术 有效融合。例如在汽车制造行业中，要想提高其汽车的性 能，就需要对汽车零部件进行优化设计，以确保汽车能够实现良好运行。在这种情况下， 就可以采用RP技术对汽车 零件进行设计优化和加工， 从而提高其性能。
在传统机械制造工艺金属材料快速成型技术中，多采 用铝合金等较重较硬的金属制造零件。采用RP快速成型技 术制作零件时，需要使用较多的模具来支撑零件表面，这 就会导致成本较高、加工时间长等问题。而RP材料的成本 较低，可以降低机械制造工艺金属材料快速成型技术的应 用成本。但是RP材料的机械制造工艺金属材料快速成型技 术也存在一定缺陷，为了解决这一问题，可以通过机械制 造工艺金属材料快速成型技术与RP材料有效融合，发挥 RP材料的机械制造工艺金属材料快速成型技术的优势，从 而保证机械制造工艺金属材料快速成型技术的应用效率。 5.3 开发新的膜片方法
传统的膜片方法采用的是将树脂粉末和金属粉末按照 一定比例混合后，再对其进行一定程度上的固化，最后在 固化完成之后对其进行涂覆。在该工艺中，由于树脂粉末 与金属粉末混合后， 具有很高的流动性， 在固化完成之后， 也能够实现较好的融合，因此，利用该方法也能够制作出 满足于不同需求的膜片。
膜片方法不仅要考虑到金属材料的成型，更要考虑到 后续的工作。首先， 对模型进行建模分析， 对模型进行优化 设计。这就需要相关人员可以利用三维软件对模型进行建 模分析，并且针对模型进行优化设计，提高成型零件的性 能和质量。其次， 对于成形后的零件进行加工， 需要利用数 控机床对零件进行加工。数控机床在金属材料的成型中应 用较为广泛，同时也是机械制造工艺金属材料快速成型技 术研究过程中一个重要的辅助设备。数控机床可以完成很 多工作， 加工的精度和质量较高、使用寿命较长， 这对于机 械制造工艺金属材料快速成型技术研究具有重要作用。
6 结语
总而言之， 在机械制造行业中， 快速成型技术的运用， 可以有效降低生产成本和提升生产效率，具有非常重要的 作用和意义。尤其是在机械制造行业中的应用，更是加快 了先进制造技术与传统工艺之间的融合，使其具备更高的 应用价值。另外，在机械制造中应用快速成型技术时，需 要对加工成本和加工效率进行优化，使其能够满足现代化 制造需求。同时也需要注重机械设备的合理选用和规划， 以降低生产成本、提高生产效率。因此，在机械制造行业 中应用快速成型技术时，必须对其工艺原理、相关技术以 及在实际应用中的优势和作用进行明确，以充分发挥该技 术的优势。
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