1.设计验证:用于新产品外观设计验证和结构设计验证,找出设计缺陷,完善产品设计。


　　2.装配验证:制出样品实件,进行装配实验。

　　3．功能验证：

图4 双缸摩托车汽缸头样件

图4为我公司为某摩托车厂制作的250型双缸摩托车汽缸头。这是一款新设计的发动机，用户需要10件样品进行发动机的模拟实验。该零件具有复杂的内部结构，传统机加工无法加工,只能采用铸造成型。整个过程需经过开模、制芯、组模、浇铸、喷砂和机加等工序,与实际生产过程相同。其中仅开模一项就需三个月时间。这对于小批量的样品制作无论在时间上还是成本上都是难以接受的。我们采用选区激光烧结技术,以精铸熔模材料为成型材料,在AFS成型机上仅用5天即加工出该零件的10件铸造熔模,再经熔模铸造工艺,10天后得到了铸造毛坯。经过必要的机加工，30天即完成了此款发动机的试制。

　　4.快速铸造：在制造业特别是航空、航天、国防、汽车等重点行业，其基础的核心部件一般均为金属零件，而且相当多的金属零件是非对称性的、有不规则曲面的或结构复杂而内部又含有精细结构的零件。这些零件的生产常采用铸造或解体加工的方法。在铸造生产中，模板、芯盒、压蜡型、压铸模的制造往往是用机加工的方法来完成的，有时还需要钳工进行修整，不仅周期长、耗资大、而且从模具设计到加工制造是一个多环节的复杂过程，略有失误有时甚至要全部返工。特别是对一些形状复杂的铸件，如叶片、叶轮、发动机缸体、缸盖等，模具的制造更是一个难度相当大的问题，即使使用数控加工中心等昂贵的设备，在加工技术与工艺可行性方面仍有很大困难。可以设想，如果遇到此类零件的试制或小批量生产，其制造周期、成本及风险是相当大的。

图5 快速铸造与传统铸造过程的比较

??? AFS激光快速成型技术已被证明是解决小批量复杂铸造制造的非常有效的手段。迄今为止，我们已通过激光快速成型成功地生产了包括叶轮、叶片、发动机转子、泵体、发动机缸体、缸盖等千余件复杂铸件。我们将快速成型与铸造工艺的结合称为快速铸造工艺。图5给出了快速铸造工艺与传统铸造工艺的比较，由于快速铸造过程无须开模具，因而大大节省了制造周期和费用。图6是采用快速铸造方法生产的燃气发动机S段，零件直径800mm，高410mm，按传统金属铸件方法制造，模具制造周期约需半年，费用几十万。用快速铸造方法，快速成型铸造熔模7天（分6段组合），拼装、组合、铸造10天，费用每件不超过2万（共6件）。图7是用快速成型方法生产的新型坦克增压器的铸造熔模，我们用5天时间就完成了37件蜡模的生产，使整个试制任务比原计划提前了3个月。

图6　采用快速铸造技术生产的 燃气发动机S段 图7增压器叶轮的铸造熔模

 

 

 

 

 

 

 

　　5.翻模成型:实际应用上,很多产品必须通过模具才能加工出来。用成型机先制作出产品样件再翻制模具，是一种既省时又节省费用的方法。

　　6.样品制作:制造产品替代品,用于展示新产品,进行市场调研，如通讯、家电等及建筑模型制作。

　　7.工艺和材料验证:快速制作多种蜡模,用于精铸新工艺和新型材料的摸索、验证和及新产品制造所需辅助工具及部件的试验。

　　8．医疗应用
　　上帝创造了人。人是自然界最高级的动物，人体的骨骼和内部器官具有极其复杂的内部组织结构。要真实地复制人体内部的器官构造，反应病变特征，快速成型几乎是唯一的方法。以医学影像数据为基础，利用RP方法制作人体器官模型有极大地应用价值，作为医疗专家组的可视模型，进行模拟手术，特殊病变部分的修补（颅骨损伤、耳损伤等）。我公司已利用AFS成型机为某医院制作了20余个人体头骨模型，用于手术前的模拟手术。图13是一个陈旧性颧骨颧弓粉碎性骨折的例子。病人颧骨粉碎性骨折，面部畸形，张口受限，眼球内陷。按传统的治疗方法，是根据CT影像数据直接进行手术，虽然一般情况下也能达到预定的手术结果，但是由于人体面部骨骼的复杂性，很难完全从影像数据制定精细的手术方案，而必须在手术过程中不断调整。这样一来不仅手术时间长，而且不能达到最佳手术效果，我们与医院合作，将CT断层数据进行三维重建，再经快速成型制作出与病体特征一致的头骨模型。实物模型较之计算机三维模型更直观、更便于医生之间进行充分的交流，确定手术方案。此外，由于AFS激光成型的模型与骨质具有非常相似的加工性能，因此可用医用模型进行模拟手术。图14是在病体模型上进行模拟手术的情况。

　　　 　　将三维头模与三维CT影像对照，沿原骨折线截开，参照健侧颧骨颧弓形态拼对骨折片，恢复颧骨的外形弧度、前突度和面侧方宽度，分别在颧额缝、眶下缘、颧颞缝、颧牙槽嵴的骨折线上弯制微型、小型钛板见（图14）作手术中固定用。实际手术中采用半冠状切口、睑缘下切口和口内移性沟切口以完整显露颧骨、颧弓及骨折线。参照三维头模复位各骨折片，恢复颧骨的四个连接，以预成钛板进行固定。
　　由于手术前手术方案准备充分，还进行了模拟手术，制作了手术中实际应用的小型钛板，使手术进展得非常顺利，手术时间缩短了一半，病人和医生对手术结果都非常满意。