在自动化、信息化高度发展的现代社会，人们对产品的需求日趋多样化，产品争夺市场的竞争越来越激烈，要求更新的周期也越来越短，这就要求设计者不但能根据市场的要求设计新产品，而且能在尽可能短的时间内制造出原型，以便进行必要的性能测试，同时在征求用户意见的基础上做出相应的修改，最后形成能投放市场的定型产品。这样就在激烈的市场竞争中占有先机，抓住机遇，赢得客户。传统的制造方法是采用材料去除的思想生产原件，经过一系列的车、铣、刨、磨等加工过程完成，这样生产出来的原件成本高、周期长，已不能适应日新月异的市场的变化。而快速成型技术在本质上改变了这一传统的制造思想，采用添加材料的加工方法，在制造思想上得到了解放，是一种新型的三维模型制造方法，只需用三维CAD系统建模，生成产品的三维计算机图形，再进行分层处理，通过对成型机的控制即可精确地制造出极为复杂的工件，是一门具有强大生命力的新技术。

1 快速成型技术目前存在的不足

快速成型具有快速性、设计制造一体化、自由成形制造、高度柔性、材料的广泛性、技术的高度集成等优点。像任何一项新技术的产生一样，都要经历逐渐完善的过程，快速成型技术目前正处于这一关键阶段，存在着一些不足。主要集中在下述几点上：

1．1材料成本高

就日前已有的几种快速成型技术来看，普遍存在材料成本高的问题，其中分层物体制造(LOM)的材料最便宜，9.63—17.08美元／kg，材料价格最贵的是立体平板印刷设备(SLA)和熔积成型(FDM)，250-458美元／kg，选择性激光烧结(SLS)的材料价格居中。

清华大学开发研制的低温冰型快速成型方法，以水为原料，价格低廉，成型原件的精度也好，但同时受到低温的限制，还不能在各领域广泛地使用。

1．2 设备价格和系统运行成本高

目前一台快速成型设备需30—50万美元，还不包括系统运行时所需的保护气体、水电动力、房屋、备件和维护费用，以及设备折旧费等。对于采用激光作成型源的RP系统，必须着重考虑激光器的保证使用寿命和维修价格。例如：紫外激光器的保证使用寿命为2000h，紫外激光管的价格达上万美元。另外，由于成型原件在其强度、表面质量等性能在有些情况下还满足不了应用的要求。为了弥补直接成型零件的一些不足之处，我们往往投入大量的人力、物力进行必要的后处理，提高成型件的强度和表面光洁程度。

基于目前快速成型设备和材料存在的以上问题，我们提出一种新的快速成型方法——基于木粉的快速成型方法。在设备方面不采用价格昂贵且使用寿命短的激光器，而是采用价格低廉使用寿命长的机械喷头。材料采用的是木粉，取材广泛，与其它快速成型材料相比成本更低，更环保，更易降解。成型原件外观与木材相似，具有硬木的特点，强度高、不易变形、后处理简单，完全可以在某些场合替代现有的塑料和树脂模型，作为概念原型、功能测试的原型、模具和功能零件使用。

2 基于木粉的快速成型方法

2．1 基于木粉的快速成型机原理

图1 基于木粉的快速成型机原理

图2 基于木粉的快速成型系统的工作过程

(b) 木粉送至成型缸 (a)供粉缸活塞上升
(c)铺覆木粉
图3