快速成形技术及特点
RP 系统可分为两大类：基于激光或其他光源的成形技术，如立体光造型（Stereo Lithography，SL）、迭层实体制造（Laminated ObjectManufacturing，LOM）、选择性激光烧结（Selected Laser Sintering，SLS）、形状沉积制造（Shape DepositionManufacturing，SDM）等；基于喷射的成形技术，如熔融沉积制造（FusedDeposition Modeling，FDM）、三维打印制造（Three Dimensional Printing，3DP）等。RP 的特点是技术集成度高和生产柔性度高。
国内外快速成形技术现状
1 国外快速成形技术现状
美国是世界上最重要的RP 设备生产国，其RP 发展水平及趋势基本代表了世界的RP 发展水平及趋势。
1.1 立体光造型
3DSystems 公司推出的SLA27000 机型扫描速度可达9.52m/s，层厚最小可达0.025mm。AUTOSTRADE 公司（日本）开发了以680nm 左右波长半导体激光器光源的RP 系统及针对该波长的可见光树脂。提供光固化树脂的有瑞士Ciba 公司、日本旭电化公司、美国Dupont 公司等。
1.2 迭层实体制造
Helisys 公司研制出多种LOM 工艺用的成形材料，可制造用金属薄板制作的成形件。该公司还与Dayton大学合作开发基于陶瓷复合材料的LOM 工艺。苏格兰的Dundee 大学使用CO2 激光器切割薄钢板，使用焊料或粘接剂制作成形。日本Kira公司PLT2A4 成形机采用超硬质刀具切割和选择性粘接的方法制作成形件。澳大利亚的Swinburn 工业大学开发了用于LOM 工艺的金属- 塑料复合材料。
1.3 选择性激光烧结
DTM 公司推出系列Sinterstation成形及多种成形材料，其中Somos 材料具有橡胶特性，耐热、抗化学腐蚀，用该材料制造出了汽车上的蛇形管、密封垫等柔性零件。EOS 公司研制了PA3200GF 尼龙粉末材料，用其制作的零件具有较高的精度和表面粗糙度。
1.4 熔融沉积制造
Stratasys 公司推出FDM 系列成形机，可使用2 个喷头同时造形，制作速度快。该公司推出的使用热塑性塑料的Genisys 成形并开发出水溶性支撑材料，解决了复杂及小型孔洞中的支撑材料难以去除的问题。
1.5 三维打印
美国的Z Corp 与日本的RikenInstitute 研制出基于喷墨打印技术的、能制作出彩色原型件的RP 设备。该系统采用4 种不同的颜色，能产生8 种不同的色调，原型件可表现出三维空间内的热应力分布情况，切割开原型即可发现原型内的温度和应力变化情况，这对于原型的有限元分析尤其实用。荷兰的TNO 和德国的BMT 也在研究RP 彩色制造技术。
美国Sanders Prototype Inc 基于热熔金属喷射技术的Pattern Master是制作速度最快的RP 设备之一。制作范围为300mm×150mm×220mm，用户可实时制作原型、验证设计，随后即可得到成形件。成形件的表面精度为0.08~0.16mm。
三维打印（Three DimensionalPrinting，3DP）快速成形技术是一种基于微喷射原理，从喷嘴喷射出液态微滴，按一定路径逐层打印（堆积）成形的 RP 技术。3DP 被认为是RP行业中最有生命力的新技术之一，具有良好的发展潜力和广阔的应用前景。在生物医学工程、制药工程和微型机电制造等领域有着广阔的应用前景。
1.6 其他RP 技术
美国Michigan 的PrecisionOptical Manufacturing（POM）公司正在研制直接金属成形（Direct MetalDeposition，DMD）技术，用激光融化金属粉末能一次制作出质地均匀、强度高的金属零件。
由美国国家航空航天局（NASA）资助而开发的精密RP 设备可用来加工航空、医疗等领域用的精密零件，制造尺寸范围为450mm×300mm×300mm，零件的微细特征可小于12μm，表面精度小于1μm，售价为150000 美元左右。德国的研究机构则利用SL 与真空注塑相结合制造微陶瓷零件，精度为0.1mm。Oxford 大学和Ford Motor公司正研制通过在低成本的陶瓷模具上喷射熔融的合金钢而制作大型零件的RP 设备，Ford 公司宣称该新型喷射成形工艺将缩短产品研发的工序（从12 个工序到5 个工序）和时间（从15~25 周到3~5 周）。
1.7 RP 软件
RP 软件主要具备CAD 模型数据处理及成形机控制功能，它对成形零件的精度、系统的性能等方面都有很大影响。几乎每一套商用RP系统都有自己的RP软件。因此，市场上的RP软件多种多样。
2 国内快速成形技术现状
国内有多所高校自20 世纪90年代初开始进行RP 技术的研究开发。清华大学主要研究RP 方面的现代成型学理论、SSM（Slicing SolidManufacturing）、FDM 工艺，并开展了基于SL 工艺的金属模具的研究；华中科技大学研究LOM 工艺，推出了HRP 系列成形机和成形材料；西安交通大学开发出LPS 和CPS 系列的光固化成形系统及相应树脂，CPS系统采用紫外灯为光源，成形精度0.2mm。
香港较内地RP 技术起步较早，香港生产力促进局和香港科技大学、香港理工大学、香港城市大学等都拥有RP 设备，但其重点是RP 技术应用与推广而不是研制RP 设备。台湾大学拥有LOM 设备，台湾各单位及军方安装多台进口SL 系列设备。
目前国内在RP 技术的研究应用上存在着研究队伍比较薄弱，资金投入有限，应用普及范围不够，没有统一协调的管理机制等缺陷。
快速成形技术的发展
快速成形制造（RPM）技术正向着2 个研究方向深入发展 ：一个是零件直接制造的方向，称之为快速制造（RM）技术；另一个是与生命科学技术相结合，称之为生物制造（BM）技术。当前，RM 和BM 技术均展现出广阔的发展前景，为RPM 开辟了新的应用领域。最近随着新材料技术、新工艺及信息网络化等方面的进步，许多新快速成型制造技术不断涌现并应用在各领域，主要出现在快速模具、纳米制造、仿生制造和集成制造等领域
1 开发概念模型机或台式机
目前，RP 技术向2 个方向发展：工业化大型系统，用于制造高精度、高性能零件；自动化的桌面小型系统，此类系统称为概念模型机或台式机，主要用于制造概念原型。开发小型RP 设备，并极有可能进入家庭。美国通用汽车公司也计划为其每位工程师配备一台此类设备。采用桌面RP 系统制造的概念原型，可用于展示产品设计的整体概念、立体形态布局安排，进行产品造型设计的宣传，作为产品的展示模型、投标模型等使用。
2 开发新的成形能源
SL、LOM、SLS 等快速成形技术大多以激光作为能源，而激光系统（包括激光器、冷却器、电源和外光路）的价格及维护费用昂贵，致使成形件的成本较高，于是许多RP 研究集中于新成形能源的开发。目前已有采用半导体激光器、紫外灯等低廉能源代替昂贵激光器的RP 系统，也有相当多的系统不采用激光器而通过加热成形材料堆积出成形件。
3 开发性能优越的成形材料
RP 技术的进步依赖于新型快速成形材料的开发和新设备的研制。发展全新的RP 材料，特别是复合材料，如纳米材料、非均质材料、其他传统方法难以制作的复合材料已是当前RP 成形材料研究的热点。目前国外RP 技术的研究重点是RP 成形材料的研究开发及其应用，美国许多大学里进行RP 技术研究的科技人员多数来自材料和化工专业。
4 研究新的成形方法与工艺
在现有的基础上，拓宽RP 技术的应用，开展新的成形技术的探索。新的成形方法层出不穷，如三维微结构制造、生物活性组织的工程化制造、激光三维内割技术、层片曝光方式等。对于RP 微型制造的研究主要集中于RP 微成形机理与方法、RP系统的精度控制、激光光斑尺寸的控制以及材料的成形特性等方面。目前制作的微零件仅是概念模型，并不能称之为功能零件，更谈不上微机电系统（MEMS）。要达到MEMS 还需克服很多的问题，如随着尺寸的减小，表面积与体积之比相对增大，表面力学、表面物理效应将起主导作用；微摩擦学、微热力学、微系统的设计、制造、测试等。
电弧喷涂成形是新近发展起来的一项重要金属快速成形技术。金属粉末激光快速成形技术，又称激光直接金属快速成形技术（LaserDirect Metal Rapid Prototyping and Manufacturing，LDMRPM）是快速成形技术要实现的最重要目标之一，能直接或间接制造具有完全使用功能的金属零件和模具，已成为快速成形技术发展的必然趋势。
5 集成化
生物科学、信息科学、纳米科学、制造科学和管理科学是21 世纪的5个主流科学，与其相关的五大技术及其产业将改变世界，制造科学与其他科学交叉是其发展趋势。RP 与生物科学交叉的生物制造、与信息科学交叉的远程制造、与纳米科学交叉的微机电系统等都为RP 技术提供了发展空间。并行工程（CE）、虚拟技术（VT）、快速模具（RT）、反求工程（VR）、快速成形（RP）、网络（Internet、Intranet）相结合而组成的快速反应集成制造系统，将为RP 的发展提供有力的技术支持。
