随着需求的多样化与产品生命周期的变短，使零件与产品的批量减小、交货期缩短，为适应市场的这种变化，国外在20世纪80年代后期在CAD/CAM、数据处理、CNC、激光传感技术充分发展的基础上发展出一种全新概念的先进零件原型制造技术——快速原型制造，即“叠层制造”技术。
快速原型法（又称快速成形法），它与虚拟制造技术一起，被称为未来制造业中的两大支柱。
1.快速原型法基本原理
快速原型法是综合运用CAD技术、数控技术、激光加工技术和材料技术，实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。它采用软件离散化—材料堆积的原理实现零件的成形。快速原型制造原理如图1-15所示。
图1-15 快速原型制造原理
其具体过程如下：
（1）采用CAD软件设计出零件的三维曲面或实体模型；如已有零件的话，则从零件实样扫描得到三维轮廓数据。
（2）根据工艺要求，按照一定的厚度在某坐标方向（如Z向）对生成的CAD模型进行切面分层，生成各个截面的二维平面信息。每层厚度可为0.05～0.5 mm，一般用适中的0.1 mm，以保证原型足够光洁并足够快速。
（3）对层面信息进行工艺处理，选择加工参数，系统将自动生成刀具移动轨迹和数控加工代码。
（4）对加工过程进行仿真，确认数控代码的正确性。
（5）利用数控装置精确控制激光束或其他工具的运动，在当前的工作层（二维）上采用轮廓扫描，加工出适当的截面形状。
（6）铺上一层新的成形材料，进行下一次的加工，直到整个零件加工完毕。
可以看出，快速成形过程是由三维到二维（软件离散化）、再由二维到三维（材料堆积）的工作过程。
快速原型法不仅可用于原始设计中快速生成零件实物，也可用来快速复制实物（包括对其放大、缩小、修改）。
2.快速原型技术的主要工艺方法
（1）光固化立体成形制造法（LSL法）。
LSL法是以各类树脂为成形材料，以氦—镉激光器为能源，以树脂受热固化为特征的快速成形方法。(www.xing528.com)
（2）实体分层制造法（LOM法）。
LOM法是以片材（如制片、塑料薄膜或复合材料）为材料，利用CO2激光器为能源，用激光束切割片状的边界，形成某一层的轮廓，各层间的黏结利用加热、加压的方法，最后形成零件的形状。该方法取材广泛、成本低。
（3）选择性激光烧结制造法（SLS法）。
SLS法是采用各种粉末（金属、陶瓷、腊粉和塑料等）为材料，利用滚子铺粉，用CO2高功率激光器对粉末进行加热直到烧结成块。利用该方法可以加工出能直接使用的金属件。
（4）熔融沉积制造法（FDM法）。
FDM法是采用蜡丝为原料，利用电加热方式将蜡丝熔化成蜡液，蜡液由喷嘴喷到指定的位置固定，一层层地加工出零件。该方法污染小，材料可以回收。
3.快速原型法的特点
快速原型法的特点如下：
（1）适合于形状复杂、不规则零件的加工；
（2）减少对熟练技术工人的要求；
（3）下脚料没有或极少，是一种环保型的制造技术；
（4）成功地解决了CAD中三维造型“看得见，摸不着”的问题；
（5）系统柔性高，只需修改CAD模型就可生成不同形状的零件；
（6）技术集成，设计制造一体化；
（7）具有广泛的材料适应性；
（8）不需要专门的工装夹具和模具，缩短了新产品的试制时间。
因此，快速原型法主要适用于新产品开发、快速单件及小批量零件制造、形状复杂零件的制造、模具设计与制造以及难加工材料零件的加工制造。
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