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方面的现代成型学理论和FDM工艺, 并开展了基于SLA 工艺的金属模具的研究; 华中科技大学主要研究LOM 工艺, 推出了HRP 和RPS 系列成型机和成型材料; 西安交通大学开发出LPS 和CPS 系列的光固化成型系统及相应树脂; 中国科学院沈阳自动化研究所研制开发出的具有自主知识产权的“纳米晶陶瓷材料/零件的快速成型工艺与设备”, 已经通过了国家863 计划的考核验收;北京化工大学针对目前成型机普遍采用的直角坐标机构在加工旋转体薄壁零件时, 轮廓易失真的现象, 构思设计了极坐标机构快速成型设备。另外, 国内两家比较知名的RP 专业机构也研究并开发了实用的新技术并投入市场。北京隆源自动成型有限公司开发研制的AFS- 320 和AFS- 450 系列激光快速成型机已被广泛应用。北京殷华激光快速成型与模具技术有限公司开发了FDM 工艺设备(MEM 系列) 、激光固化树脂RP 设备(AURO—350) 、分层实体RP 设备( SSM系列) 。另外, 有关RP 技术的组织和学术活动也纷纷出现。如1997 年中国机械工程学会特种加工分会成立了“快速成型技术委员会”,该委员会作为我国唯一代表, 出席了历届GARPA(全球快速成型协会联盟)的高峰年会; 2003 年6 月,基于西安交通大学承担的国家863 计划项目“RP&M网络化服务集成系统”, 成立了全国快速成形网络化服务联盟; 2004 年3 月16 日至19 日在昆明召开了“第三届全国快速成型与快速制造学术会议”, 该会议每四年举行一次; 2004 年11 月4 日至9 日在上海新国际博览中心举行的“第六届上海国际工业博览会”上, 多家国内知名的RP 技术企业参展。总之, 我国的RP 工业正紧跟国际先进技术的步伐, 迅速发展[3]。 1.3.2 国外RP 技术的最新发展
SLS 技术起源于美国德克萨斯大学澳斯汀分校。1986 年，该校学者Carl Deckard 在其论文中首次提出了SLS 工艺原理，并申请了专利，于1988 年研制成功了第一台SLS成形机，随后由DTM 公司将其商业化，推出了SLS Model125 成形机，目前，DTM 公司与3D Systems 公司合并，成为全球影响力最大的公司，占有全球60%以上的市场份额。随着RP 技术的不断发展, 该领域的格局也随之变化。在开发应用方面, 美国、日本以及欧洲走在世界的前列。近几年, 对于比较成熟的各种成型技术, 不管是成型设备还是材料都有了不同程度的发展。( 1) SLA: 从1999 年至今, 3DSystems 公司相继推出SLA7000、Viper HA SLA、Viper SLA 等机型, 尤其是最新的Viprer 系统, 可以同时实现整体和部分两种解决方案。 ( 2) LOM: Helisys 公司研制出多种LOM工艺用的成型材料, 可制造用金属薄板制作的成型件。 ( 3) FDM: Stratasys公司1999 年推出使用热
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塑性塑料的Genisys 成型机, 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。近两年推出的TitanTM, Prodigy PlusTM, EDEN333TM, FDM MaxumTM,TripletsTM and FDM VantageTM 系列生产线, 其设备尺寸逐渐减少, 适应了桌面化的发展趋势。( 4) SLS:3D Systems 新推出的Sinterstation HiQ system 具有改善工件质量的智能热控系统和更高的生产效率;DTM公司推出了Sinterstation 系列成型机及多种成型材料。( 5)DPG 或3DP: 美国的ZCorporation 与日本的RikenInstitute 于2000 年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。同时, 美国的Z Corporation正在推行一种名为ZP 250 的新材料。2004 年底, ZCorporation 还掀起了一场新热塑性粉末的开发热潮, 这种材料不需要渗透就能达到很高的强度。2004 年11 月, Stratasys 公司还公布了其最新研制的新合成材料PC - ABS, 它是由polycarbonate (PC, 聚碳树脂) 和ABS 合成, 同时具有PC 的高强度和ABS 的高弹性[6]。
1.4 快速成型技术的发展趋势
长期以来，不断有一些学者和专家对R P的发展持观望和怀疑态度，尤其是在1998 年受全球经济的不景气所影响，R P 工业出现缓慢增长甚至某些方面为负增长。对此，TerryWohlers 也中指出，R P工业将会在未来几年发生巨大的变化，主要体现在新技术、新工艺及信息网络化等方面。
(1) 开发概念模型机或台式机
目前，R P 技术向两个方向发展：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。发达国家许多科研机构（如I B M 公司）及教育单位（中等职业学校甚至中小学）已经开始购买此种小型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、立体型态布局安排，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) 开发新的成型能源
S L 、L O M 、S L S 等快速成型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，致使成型件的成本较高，于是许多RP 研究集中于新成型能源的开发。目前已有采用半导体激光器、紫外灯等低廉能
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积出成型件。
(3) 开发性能优越的成型材料
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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型材料堆
R P 技术的进步依赖于新型快速成型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、其它传统方法难以制作的复合材料已是当前RP 成型材料研究的热点。目前国外RP 技术的研究重点是R P 成型材料的研究开发及其应用，美国许多大学里进行R P 技术研究的科技人员多数来自材料和化工专业。
(4) 研究新的成型方法与工艺
在现有的基础上，拓宽RP 技术的应用，开展新的成型技术的探索。新的成型方法层出不穷，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 微成型机理与方法、R P 系统的精度控制、激光光斑尺寸的控制以及材料的成型特性等方面。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M E M S 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。
(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，制造科学与其它科学交叉是其发展趋势。R P 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）、快速成型（RP）、网络（Internet、Intranet）相结合而组成的快速反应集成制造系统，将为R P 的发展提供用力的技术支持[7]。
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2 方案选择
2.1 设计的目的和要求
2.1.1 设计的目的
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(1).设计SLS快速成型机的整体部分和缸体部分设计。主要用于单件小批零件和功能模型的快速成型制造。
(2).通过毕业设计，锻炼我们应用所学知识解决生产中实际存在的问题，能够独立或者和同学合作设计一些实际应用的产品，以提高自己的设计能力。同时毕业设计也是对我们在大学四年中所学知识一次最后的彻底的检验。
(3).提高应用手册标准以及编写文件等资料的能力。 2.1.2 本毕业设计课题任务的内容和要求
(1) SLS快速成型机的总体设计，包括机械、电气和软件三部分； (2) SLS快速成型机缸体部件设计并拆画零件图； (3) 控制系统软件分析设计；
(4) 成型缸和料缸的最小位移量是0.01mm； (5) 最大成型尺寸是450 ? 450mm。 2.1.3 对本毕业设计课题成果的要求
(1) SLS快速成型机总体结构装配图A0图纸1张； (2) SLS快速成型机缸体部件图A0图纸1张； (3) SLS快速成型机硬件电路图A0图纸1张； (4) 程序框图1张；
(5) 编写2万字的设计计算说明书。
2.2 机械部分的设计
机械部分的设计主要包括机械结构传动装置和机床的整体布局设 2.2.1机械结构传动装置设计
传动装置是大多数机床的主要组成部分。实践证明，传动装置在整台机床的质量和成本都占很大的比例。机器的工作性能和运转费用也在很大的程度上决定于传动装置的优劣。因此传动方案的选择是机械设计的重点。
在这次成型机的设计中电机到执行部件的传动装置可采取的几种方案:齿轮传动、
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动方案进行比较：
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普通V带传动、同步带传动、链传动、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆传动。下面将以上几种传
齿轮传动的承载能力和速度范围大，传动比恒定，外廓尺寸小，工作可靠，效率高，寿命长，制造安装精度要求高，噪声大，成本较高。齿轮齿条传动常用于行程较大的大型机床上，可以得到较大的传动比，易得到高速直线运动，刚度及机械效率也高，但传动不够平稳，传动精度不高。
普通V带传动的承载能力较小，传递相同转矩时结构尺寸较其他传动形式大，但传动平稳，能缓冲振动，噪声小，经济性好。
同步带传动可保证准确的传动比，优点是传动适用的速度范围广，传动比大，效率高（可达98%），预紧力较小，轴和轴承上受的载荷较小，单位长度质量小，故允许较高的线速度，但制造和安装精度要求较高，中心距要求严格。
链传动属于带有中间挠性件的啮合传动。在两根平行轴间只能用于同向回转的传动；运动是不能保持恒定的瞬时传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。
丝杠螺母副传动中，滚珠丝杠螺母副中是滚动摩擦，摩擦损失小，传动效率高，可达0.90-0.96；丝杠与螺母预紧后，可以完全消除间隙，提高了传动刚度；摩擦阻力小，几乎与速度无关。能保证运动平稳，不易发生低速爬行现象；不能自锁，有可逆性。
蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动机构，由于蜗杆的齿是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐推出啮合的，同时啮合的齿对有较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声低。
综合比较几种传动方案最后选择同步带传动适合并能满足步进电机和铺粉小车之间的连接需要，因此减速传动装置选择同步带传动。
从电机到活塞缸的传动需要经减速装置，在减速传动中选择蜗轮蜗杆减速，运动较平稳。考虑到滚珠丝杠传动的特点，满足电机与缸体间的传递，故减速后经滚珠丝杠传递到活塞缸。
机床的整体布局设计要根据设计要求中能烧结的最大零件尺寸、重量、形状以及传动关系，位移，速度，加速度，时间等一系列参数进行设计，最后得到一个能满足设计要求并且成型机各个部件间相对位置关系协调合理的结果造型。
机械结构的主要组成有机架、工作平台、铺粉机构、两个活塞缸、集料箱、加热灯 、