3D打印机与快速成型

快速成型是开发试制品的一种方法。在产品开发过程中，我们一般会利用试制品来验证设计产品的性能和确认问题点。得益于此，快速成型的需求日益增加，快速成型开发的方法可以在短时间内完成试制品开发。下面介绍一下使用3D打印机，实现快速成型的概要、优点、种类等。

• 什么是使用3D打印机的快速成型？　可实现短时间内制作试制品
• 使用3D打印机快速成型的种类
• 使用3D打印机快速成型的优缺点
• 总结

快速成型(RP)也被称为快速试制，顾名思义就是快速（快）和成型（试制），它通过各种方法在短时间内完成试制品。传统上，试制品通常是由工匠使用粘土或木头来制作的。但是，这种方法耗时且成本昂贵。此外，近年来，产品的开发周期越来越短。同时，在短时间内完成试制品的需求也越来越多。最初，快速成型是一种仅再现产品形状的方法。然而，随着技术的发展，我们可以提高制造精度，适用各种材料，甚至可以使用快速成型制作用于评估性能和功能的试制品。以前的快速成型需要超大型设备，近年来随着3D打印机的普及，小尺寸、低价格的快速成型成为可能。

用于快速成型的3D打印机创建切片数据，将3D 设计数据切成多个截面，然后根据这些数据堆叠材料以呈现所需形状。这叫做层积成型法。下面是层积成型法的典型实例。最初，快速成型是一种仅再现产品形状的方法。然而，随着技术的发展，我们可以提高制造精度，适用各种材料，甚至可以使用快速成型制作用于评估性能和功能的试制品。以前的快速成型需要超大型设备，近年来随着3D打印机的普及，小尺寸、低价格的快速成型成为可能。

• 激光造型法：激光造型法是一种使用树脂材进行造型的方法，这种树脂在受到激光照射时会硬化。将紫外线激光照射在液体树脂上，使其形成所需部件的截面形状，一层一层硬化。它的特点是精度高，能在短时间内还原细节，但能用的材料有限，设备也相对昂贵。
• 熔融层积成型法（FDM法）：熔融层积成型法使用加热后会熔化的热可塑性树脂，然后将熔化的树脂成型堆叠在一起。当实际产品为热塑性树脂时，由于可以采用同种材料，试制品不仅可以做出相同形状，甚至强度等也与实际产品相近，从而可以进行更精确的测试试验。但此方法的尺寸精度往往低于其他方法。
  
• 粉末法：粉末法是一种将激光照射在粉末状材料上，使其熔化并完成形状的方法。此法不仅适用于树脂，还适用于铜、钛等部分金属，用途相对广泛。

使用3D打印机快速成型具有以下优点和缺点。

• 优点 – 可以缩短设计和功能评估时间：我们需要通过试制品来评估设计产品的设计性和功能性。由于制作试制品需要一定的时间，这段时间属于等待时间，设计工作无法继续进行。但是，如果是快速成型，有可能只花一天时间就能制作出与试制品具有相同形状和性能的产品。缩短了试制品等待的时间，从而使评估更顺利进行。
• 缺点 – 材料和加工方法受限：快速成型所能支持的材料和成型方法是有限的。当使用快速成型进行性能评估时，必须考虑到材料和工艺与实际产品的差异。如果可以选择与成品相同的材料和成型方法，则对性能评价影响不大，优势较大。

本文介绍了使用3D打印机快速成型的特性、类型以及利弊。快速成型是一种有效的试制品制作方法，可以缩短产品的开发周期。虽然材料和加工方法受限，但最快可以实现一天内完成试制品的制作。由于3D打印机有许多不同的成型方法，如激光造型法和粉末法等，可以根据试制品的用途选择适当的材料以及成型方法。