快速成型复模是一种结合了快速成型技术与复模工艺的制造方法，以下是关于它的详细介绍：

一、定义与原理

定义

快速成型复模是一种基于快速成型技术制作原型，然后利用这个原型通过复模工艺生产多个复制品的制造过程。它融合了快速成型技术的高效、精准特点和复模工艺的批量复制优势，能够在短时间内以较低的成本生产出一定数量的产品或零件。

原理

首先，使用快速成型技术（如3D打印、光固化成型等）制作出产品的原型。这个原型作为母模，具有产品的精确形状和细节。然后，根据母模制作复模模具，通常是在母模表面涂脱模剂，再将复模材料（如硅胶、树脂等）浇注到模具型腔中，在真空或特定压力条件下，使复模材料固化成型。由于复模材料在固化过程中会紧密贴合母模的形状，所以能够精确地复制出原型的形状和结构。

二、快速成型技术用于制作原型

3D打印技术

熔融沉积成型（FDM）：这是一种常见的3D打印技术，它通过将热塑性丝状材料（如ABS、PLA等）加热熔化，然后通过喷头逐层沉积在平台上，冷却后形成固体模型。FDM技术的优点包括设备成本相对较低、材料种类较多、操作简单等。例如，在制作一个复杂形状的机械零件原型时，FDM 3D打印机可以根据设计模型的切片数据，一层一层地堆积材料，构建出具有精细结构的零件，其精度可以达到±0.1mm - ±0.3mm左右。

光固化立体成型（SLA）：SLA技术是利用特定波长的紫外线照射液态光敏树脂，使其从液态变为固态，逐层固化形成三维模型。这种技术能够制作出表面质量高、尺寸精度高的原型，精度可以达到±0.05mm - ±0.1mm。例如，对于一些需要高精度表面质量和复杂内部结构的模型，如牙科模型或者精密仪器的外壳模型，SLA技术可以很好地满足要求。不过，SLA设备和材料成本相对较高，并且光敏树脂在固化过程中可能会产生一定的变形，需要采取相应的措施来补偿。

选择性激光烧结（SLS）：SLS技术是通过激光束扫描粉末材料（如塑料、金属、陶瓷等粉末），使粉末颗粒熔化并凝固在一起，形成三维实体。它可以用于制作具有复杂内部结构和高强度要求的原型。例如，在制造航空航天领域的一些轻量化、高强度的零件原型时，SLS可以选择金属材料粉末进行烧结，得到具有良好机械性能的零件。但是，SLS设备价格昂贵，粉末材料的处理和回收也比较复杂。

其他快速成型技术

叠层实体制造（LOM）：LOM技术是将薄片材料（如纸张、塑料薄膜等）通过粘结剂粘结，然后按照设计的轮廓逐层切割，形成三维模型。这种技术可以快速制作出大型、薄壁结构的原型，常用于建筑模型、汽车外观模型等领域。例如，制作一个建筑外观模型，LOM可以利用纸张作为原材料，通过切割和粘结的方式，快速构建出模型的外形，其生产效率较高，但模型的强度和精度相对有限。

三、复模工艺

模具材料和制作

硅胶模具：硅胶是一种常用的模具材料，它具有良好的柔韧性和复制性。制作硅胶模具时，先将母模进行适当的清洁和处理，然后涂抹脱模剂。将硅胶与固化剂按照一定的比例混合均匀，浇注在母模周围，在真空环境下排除气泡，使硅胶完全包裹母模。经过固化后，硅胶模具就制作完成了。硅胶模具可以承受一定的温度范围，一般适用于多种复模材料的浇注，如树脂、聚氨酯等。

环氧树脂模具：环氧树脂模具的硬度较高，对于一些需要高精度尺寸和形状的复模产品比较适用。制作过程与硅胶模具类似，但环氧树脂的固化时间可能较长，而且在脱模方面可能需要采取一些特殊措施，因为它的弹性不如硅胶。

复模材料及浇注

树脂材料：树脂是复模过程中常用的材料之一。不同类型的树脂具有不同的性能，如不饱和聚酯树脂价格较低、固化速度较快，可以通过添加填料和颜料来调整其性能；环氧树脂则具有较好的机械性能和化学稳定性。在浇注时，将树脂与固化剂、促进剂等按照一定比例混合均匀，然后缓慢倒入硅胶模具中，在真空或压力条件下，使树脂充分填充模具型腔，排除气泡，经过固化后得到复模产品。

聚氨酯材料：聚氨酯可以分为软质和硬质两种。软质聚氨酯具有良好的柔韧性和耐磨性，适用于制作一些有弹性要求的零件，如鞋垫、缓冲垫等；硬质聚氨酯则可以用于制造结构件。浇注聚氨酯时，同样需要注意材料的混合比例和浇注过程中的排气等问题。

四、应用领域

工业产品设计与验证：在工业产品设计阶段，快速成型复模可以快速制作出产品的原型和少量样品。例如，汽车制造商可以在短时间内通过这种方式制作出新车型的内饰件、外饰件等样品，用于设计评审、装配测试和功能验证。这有助于及时发现设计问题并进行修改，缩短产品开发周期。

医疗器械制造：许多医疗器械需要定制化生产或者小批量生产，快速成型复模技术可以很好地满足这一需求。例如，牙科修复体的制作，可以先通过快速成型技术制作出患者的牙齿模型，然后利用复模工艺制作出牙科修复体。同时，对于一些医疗器械的外壳，如助听器外壳等，也可以采用这种方法进行生产。

消费品行业：在玩具制造方面，对于一些限量版玩具或者具有复杂造型的玩具，快速成型复模可以实现小批量生产。例如，一些动漫周边玩具，通过这种技术可以快速将设计概念转化为实物产品，满足市场需求。在电子产品外壳制造中，也可以利用该技术制作出样品，用于外观设计和功能测试。

航空航天和国防领域：这些领域对零件的精度和性能要求很高，同时有些零件需要小批量生产。快速成型复模可以用于制造航空航天零部件的原型和一些小批量的特殊零件。例如，飞机发动机的一些特殊导管、航天器的小型结构件等，可以通过该技术进行制造和测试。

五、优点和局限性

优点

快速高效：结合了快速成型技术的快速制作原型能力和复模工艺的批量复制能力，能够在较短的时间内生产出产品样品或小批量产品。相比传统的加工方法，如机械加工、注塑成型等，大大缩短了生产周期。

成本低：对于小批量生产，快速成型复模的成本相对较低。快速成型技术可以减少模具开发的成本和时间，复模工艺的材料成本和加工成本也不高，尤其是在生产数量不是特别大的情况下，具有明显的成本优势。

灵活性高：可以快速地将设计概念转化为实物，并且能够方便地对产品设计进行修改。如果需要对产品进行设计变更，只需要修改快速成型的原型或者调整复模工艺参数即可，不需要像传统制造方法那样重新制作复杂的模具。

局限性

产品性能受限：复模材料的性能与通过传统工程塑料注塑成型等工艺生产的产品相比，在某些方面可能存在不足。例如，复模产品的机械强度、耐热性、耐候性等可能无法达到大规模生产的产品的要求，这限制了其在一些对性能要求极高的应用场景中的使用。

生产效率有限：虽然比单纯的快速成型技术生产效率有所提高，但与大规模的工业化生产方式（如高速注塑成型）相比，快速成型复模的生产效率仍然较低，不太适合大批量生产。而且复模过程中每个产品的固化时间也会增加生产周期。

模具寿命有限：硅胶或其他复模模具在使用一定次数后会出现磨损、变形等情况，导致产品质量下降，需要定期更换或修复模具，这也增加了生产成本和生产管理的复杂性。