Rapid Phototyping 中文译为快速成型、快速造型或快速造形,主要是指运用某些特殊设计。此种技术可以将设计与原型加以连结,也就是可以将设计者的概念在计算机中建立模型,并利用 RP机器以层层堆栈的方式迅速制作出原型。其原理如图所示。

RP制程的优点
&dj/Dq@ l& sEdEA 1.任何……无论多复杂的形状都非常容易成形
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2.任谁……因无机器各部动作干涉问题,对操作者无熟练要求
&6Lh>n( 3.即刻……因无需准备工具夹具等,可迅即开始加工
SJLs3iz_) 4.自动……加工过程完全自动化,可完全无人运转
[9~EH8 5.安静……无加工噪音,振动,无大量切屑
vmfFR 6.短期……可在短时间内制作模型,交货快,费用省
iGj,B =35 fo/sA9 RP种类 G\k&sF o@j!J I& 自1987年美国3D Systems公司首先公开系统以来,各先进国家陆绩开发出各式各样的系统,大致可分成以下几大类:
F>n_k 1.液态制程(Liquid Process)
48J{Y3F 2.粉末制程(Power Process)
NL-PQ%lUA 3.塑料挤出制程(Polymer Extrusion Process)
:*|So5fs 4.纸层积制程(Paper Lauination Process)
VTDnh*\5 5.面曝光制程(Solid Ground Curing)
}> C?Zx* 6.3-D印刷制程(3-Dimensional Printing)
<bhJ > Tb:'M:dM" 1.液态制程(Liquid Process)
MDd2B9cy[ j 7O!uUQQ 液态制程亦被称为光造形法(Stereo Lithography Apparatus),系以紫外线光束照射光硬化树脂,使被照射之树脂固化逐层堆栈。而制造出产品原型。目前使用此原理之RP系统包括,最早公开上市之SLA系统(美国3DSystems公司),日本的SOUP系统(CMET公司)及SCS系统(D-MEC公司)等10余种此类系统被开发并公开上市。截至目前该类系统占有RP市场的比例最高,以日本为例,前述三家公司之光造形系统即占有日本RP市场的70%以上。此类系统之加工原理如图所示。

优点:
e9S*^2; hmb=_W (I)具有相当良好之表面质量,可以做为RTV模之母型
a #p`l>rx (2)原型实物可以很迅速、且轻易地修整到许多美术品模具母型所需之表面质量。
|6Iw\YU (3)材料收缩量很小,故成品之弯曲程度亦最低。
7VkjnG^!: (4)公差范围在±0.1%范围以内,而且在X、Y轴之公差更低,在5”之成品公差可控制在±0.003"之内,而缩水率约在每英吋±0.001"。
YxU->Wi]G J]48th0, 最佳应用范围:
~Z#\f5yv@ QT1oU P#* (1)以艺术用途为主要考虑之概念模型。
%t:13eM (2)以复杂度、精度为主要考虑之成品。
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qM;2 (3)需后续制程(如RTV模具)之母型。
7eZwpg?K (4)某些快速仿制之应用。
qCm%};yt 'Q*lp!2> 2.粉末制程(PowerProcess)
w0<1=;_% +tYskx/ 此类制程系以雷射光照射烧结粉末状塑性材料或金属粉末,使其结合而成型,铺设粉未系以滚筒左、右滚动方式达成在工作平台上铺上一层、一层均匀的粉末。此类系统主要有美国DTM公司的SLS系统及德国EOS公司之Stereos系统等,其原理如图所示

优点:
8<EU|/O ?#ywUEY* i (1)可快速交货(依成品大小区分,一般约在2一4天)
hrfSe $8 (2)不需支撑。
=`V9{$i (3)可直接制造出金属件,同应用于塑料射出成形之暂用模。
3%N!omAe (4)可于表面涂布一层树脂增加成品强度。
j(_6.zf pM!cF 应用范围:
W[73q>' >lO]/3j1 (1)相当完美的概念模型且兼其部份功能性。
09Z\F^*$F (2)当表面粗度不是首要考置时可广泛被用于铸造之母型。
6ZGw 3p) (3)吹气成型模产品原型(如瓶子)。
9\6ZdnEKu, (4)功能测试用产品原型(如流场测试)。
%w/:mH3FA M_;hfpJZ 3.塑料挤出制程(Polymer Extrusion Process)
%#lJn.o G\r>3Ys 此类系统传以加热头(Heated Head)熔化线状之热塑性材料,并从加热头经内喷嘴均匀挤出,遂层堆积成型。主要的系统有美国sratasys公司的FDM系统。其加工原理如图所示。

优点:
^JB5-EtL( Z&J.8A]L (1)操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。
{'f=*vMI (2)时效及成本效益极佳。
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&MATMR (3)材料之重量与感觉与ABS相近。
59a7%w (4)材料缩小率低(约在0.005一0.008之间)。
R"JT+m hKQg:30< 应用范围:
G:|=d0 "3uPK$ (1)小齿轮,尤其是具有小齿者。
R94ID@LF (2)小功能件。
h%%dRi (3)薄壁小件。
Q-$EBNz (4)造模用缩小比例件。
koOp:7r 7E)*]7B% 4.纸层积制程(Paper Lauination Process)
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