人類文明的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步同金屬材料關(guān)系十分密切。繼石器時(shí)代之后出現(xiàn)的銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代，均以金屬材料的應(yīng)用為其時(shí)代的顯著標(biāo)志。現(xiàn)代，種類繁多的金屬材料已成為人類社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。種類:金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。①黑色金屬又稱鋼鐵材料，包括含鐵90％以上的工業(yè)純鐵，含碳2％～4％的鑄鐵，含碳小于2％的碳鋼，以及各種用途的結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金
　　
　　不銹鋼、精密合金等。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。②有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金，通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。有色合金的強(qiáng)度和硬度一般比純金屬高，并且電阻大、電阻溫度系數(shù)小。③特種金屬材料包括不同用途的結(jié)構(gòu)金屬材料和功能金屬材料。其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態(tài)金屬材料，以及準(zhǔn)晶、微晶、納米晶金屬材料等；還有隱身、抗氫、超導(dǎo)、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金，以及金屬基復(fù)合材料等。性能:一般分為工藝性能和使用性能兩類。所謂工藝性能是指機(jī)械零件在加工制造過程中，金屬材料在所定的冷、熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在制造過程中加工成形的適應(yīng)能力。由于加工條件不同，要求的工藝性能也就不同，如鑄造性能、可焊性、可鍛性、熱處理性能、切削加工性等。所謂使用性能是指機(jī)械零件在使用條件下，金屬材料表現(xiàn)出來的性能，它包括力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能等。金屬材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍與使用壽命。在機(jī)械制造業(yè)中，一般機(jī)械零件都是在常溫、常壓和非常強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)中使用的，且在使用過程中各機(jī)械零件都將承受不同載荷的作用。金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能，稱為力學(xué)性能（過去也稱為機(jī)械性能）。金屬材料的力學(xué)性能是零件的設(shè)計(jì)和選材時(shí)的主要依據(jù)。外加載荷性質(zhì)不同（例如拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、沖擊、循環(huán)載荷等），對(duì)金屬材料要求的力學(xué)性能也將不同。常用的力學(xué)性能包括：強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、多次沖擊抗力和疲勞極限等。
　　
　　金屬材料特質(zhì)
　　
　　疲勞
　　
　　許多機(jī)械零件和工程構(gòu)件，是承受交變載荷工作的。在交變載荷的作用下，雖然應(yīng)力水平低于材料的屈服極限，但經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)力反復(fù)循環(huán)作用以后，也會(huì)發(fā)生突然脆性斷裂，這種現(xiàn)
　　
　　機(jī)械零件象叫做金屬材料的疲勞。
　　
　　金屬材料疲勞斷裂的特點(diǎn)是：
　　
　　（1）載荷應(yīng)力是交變的；
　　
　　（2）載荷的作用時(shí)間較長(zhǎng)；
　　
　　（3）斷裂是瞬時(shí)發(fā)生的；
　　
　　（4）無論是塑性材料還是脆性材料，在疲勞斷裂區(qū)都是脆性的。
　　
　　所以，疲勞斷裂是工程上常見、危險(xiǎn)的斷裂形式。
　　
　　金屬材料的疲勞現(xiàn)象，按條件不同可分為下列幾種：
　　
　　（1）高周疲勞：指在低應(yīng)力（工作應(yīng)力低于材料的屈服極限，甚至低于彈性極限）條件下，應(yīng)力循環(huán)周數(shù)在100000以上的疲勞。它是常見的一種疲勞破壞。高周疲勞一般簡(jiǎn)稱為疲勞。
　　
　　（2）低周疲勞：指在高應(yīng)力（工作應(yīng)力接近材料的屈服極限）或高應(yīng)變條件下，應(yīng)力循環(huán)周數(shù)在10000~100000以下的疲勞。由于交變的塑性應(yīng)變?cè)谶@種疲勞破壞中起主要作用，因而，也稱為塑性疲勞或應(yīng)變疲勞。
　　
　　（3）熱疲勞：指由于溫度變化所產(chǎn)生的熱應(yīng)力的反復(fù)作用，所造成的疲勞破壞。
　　
　　（4）腐蝕疲勞：指機(jī)器部件在交變載荷和腐蝕介質(zhì)（如酸、堿、海水、活性氣體等）的共同作用下，所產(chǎn)生的疲勞破壞。
　　
　　（5）接觸疲勞：這是指機(jī)器零件的接觸表面，在接觸應(yīng)力的反復(fù)作用下，出現(xiàn)麻點(diǎn)剝落或表面壓碎剝落，從而造成機(jī)件失效破壞。
　　
　　塑性
　　
　　塑性是指金屬材料在載荷外力的作用下，產(chǎn)生*變形（塑性變形）而不被破
　　
　　塑性變形壞的能力。金屬材料在受到拉伸時(shí)，長(zhǎng)度和橫截面積都要發(fā)生變化，因此，金屬的塑性可以用長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)（延伸率）和斷面的收縮（斷面收縮率）兩個(gè)指標(biāo)來衡量。
　　
　　金屬材料的延伸率和斷面收縮率愈大，表示該材料的塑性愈好，即材料能承受較大的塑性變形而不破壞。一般把延伸率大于百分之五的金屬材料稱為塑性材料（如低碳鋼等），而把延伸率小于百分之五的金屬材料稱為脆性材料（如灰口鑄鐵等）。塑性好的材料，它能在較大的宏觀范圍內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，并在塑性變形的同時(shí)使金屬材料因塑性變形而強(qiáng)化，從而提高材料的強(qiáng)度，保證了零件的安全使用。此外，塑性好的材料可以順利地進(jìn)行某些成型工藝加工，如沖壓、冷彎、冷拔、校直等。因此，選擇金屬材料作機(jī)械零件時(shí)，必須滿足一定的塑性指標(biāo)。字串2
　　
　　耐久性
　　
　　建筑金屬腐蝕的主要形態(tài)①均勻腐蝕。金屬表面的腐蝕使斷面均勻變薄。因此，常用年平均的厚度減損值作為腐蝕性能的指標(biāo)（腐蝕率）。鋼材在大氣中一般呈均勻腐蝕。②孔蝕。金屬腐蝕呈點(diǎn)狀并形成深坑。孔蝕的產(chǎn)生與金屬的本性及其所處介質(zhì)有關(guān)。在含有氯鹽的介質(zhì)中易發(fā)生孔蝕。孔蝕常用大孔深作為評(píng)定指標(biāo)。管道的腐蝕多考慮孔蝕問題。③電偶腐蝕。不同金屬的接觸處，因所具不同電位而產(chǎn)生的腐蝕。④縫隙腐蝕。金屬表面在縫隙或其他隱蔽區(qū)域部常發(fā)生由于不同部位間介質(zhì)的組分和濃度的差異所引起的局部腐蝕。⑤應(yīng)力腐蝕。在腐蝕介質(zhì)和較高拉應(yīng)力共同作用下，金屬表面產(chǎn)生腐蝕并向內(nèi)擴(kuò)展成微裂紋，常導(dǎo)致突然破斷。混凝土中的高強(qiáng)度鋼筋（鋼絲）可能發(fā)生這種破壞。
　　
　　硬度
　　
　　硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度
　　
　　1.布氏硬度（HB）
　　
　　以一定的載荷（一般3000kg）把一定大小（直徑一般為10mm）的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時(shí)間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值（HB），單位為公斤力/mm2（N/mm2）。
　　
　　2.洛氏硬度（HR）
　　
　　當(dāng)HB>450或者試樣過小時(shí)，不能采用布氏硬度試驗(yàn)而改用洛氏硬度計(jì)量。它是用一個(gè)頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測(cè)材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗(yàn)材料硬度的不同，可采用不同的壓頭和總試驗(yàn)壓力組成幾種不同的洛氏硬度標(biāo)尺，每一種標(biāo)尺用一個(gè)字母在洛氏硬度符號(hào)HR后面加以注明。常用的洛氏硬度標(biāo)尺是A,B,C三種（HRA,HRB,HRC）。其中C標(biāo)尺應(yīng)用為廣泛。
　　
　　HRA：是采用60kg載荷鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度*的材料（如硬質(zhì)合金等）。
　　
　　HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。
　　
　　HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火鋼等）。
　　
　　3維氏硬度（HV）
　　
　　以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值（HV）。
　　
　　硬度試驗(yàn)是機(jī)械性能試驗(yàn)中簡(jiǎn)單易行的一種試驗(yàn)方法。為了能用硬度試驗(yàn)代替某些機(jī)械性能試驗(yàn)，生產(chǎn)上需要一個(gè)比較準(zhǔn)確的硬度和強(qiáng)度的換算關(guān)系。
　　
　　實(shí)踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強(qiáng)度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因?yàn)橛捕戎凳怯善鹗妓苄宰冃慰沽屠^續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強(qiáng)度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。
　　
　　性能
　　
　　金屬材料的性能決定著材料的適用范圍及應(yīng)用的合理性。金屬材料的性能主要分為四個(gè)方面，即：機(jī)械性能、化學(xué)性能、物理性能、工藝性能。
　　
　　機(jī)械性能
　　
　　（一）應(yīng)力的概念,物體內(nèi)部單位截面積上承受的力稱為應(yīng)力。由外力作用引起的應(yīng)力稱為工作應(yīng)力，在無外力作用條件下平衡于物體內(nèi)部的應(yīng)力稱為內(nèi)應(yīng)力（例如組織應(yīng)力、熱應(yīng)力、加工過程結(jié)束后留存下來的殘余應(yīng)力…等等）。
　　
　　（二）機(jī)械性能,金屬在一定溫度條件下承受外力（載荷）作用時(shí)，抵抗變形和斷裂的能力稱為金屬材料的機(jī)械性能（也稱為力學(xué)性能）。金屬材料承受的載荷有多種形式，它可以是靜態(tài)載荷，也可以是動(dòng)態(tài)載荷，包括單獨(dú)或同時(shí)承受的拉伸應(yīng)力、壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，以及摩擦、振動(dòng)、沖擊等等，因此衡量金屬材料機(jī)械性能的指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)：
　　
　　1.強(qiáng)度
　　
　　這是表征材料在外力作用下抵抗變形和破壞的大能力，可分為抗拉強(qiáng)度極限（σb）、抗彎強(qiáng)度極限（σbb）、抗壓強(qiáng)度極限（σbc）等。由于金屬材料在外力作用下從變形到破壞有一定的規(guī)律可循，因而通常采用拉伸試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定，即把金屬材料制成一定規(guī)格的試樣，在拉伸搖臂鉆床上進(jìn)行拉伸，直至試樣斷裂，測(cè)定的強(qiáng)度指標(biāo)主要有：
　　
　　（1）強(qiáng)度極限：材料在外力作用下能抵抗斷裂的大應(yīng)力，一般指拉力作用下的抗拉強(qiáng)度極限，以σb表示，如拉伸試驗(yàn)曲線圖中高點(diǎn)b對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度極限，常用單位為兆帕（MPa），換算關(guān)系有：1MPa=1N/m2=（9.8）-1Kgf/mm2或1Kgf/mm2=9.8MPaσb=Pb/Fo式中：Pb?C至材料斷裂時(shí)的大應(yīng)力（或者說是試樣能承受的大載荷）；Fo?C拉伸試樣原來的橫截面積。
　　
　　（2）屈服強(qiáng)度極限：金屬材料試樣承受的外力超過材料的彈性極*，雖然應(yīng)力不再增加，但是試樣仍發(fā)生明顯的塑性變形，這種現(xiàn)象稱為屈服，即材料承受外力到一定程度時(shí)，其變形不再與外力成正比而產(chǎn)生明顯的塑性變形。產(chǎn)生屈服時(shí)的應(yīng)力稱為屈服強(qiáng)度極限，用σs表示，相應(yīng)于拉伸試驗(yàn)曲線圖中的S點(diǎn)稱為屈服點(diǎn)。對(duì)于塑性高的材料，在拉伸曲線上會(huì)出現(xiàn)明顯的屈服點(diǎn)，而對(duì)于低塑性材料則沒有明顯的屈服點(diǎn)，從而難以根據(jù)屈服點(diǎn)的外力求出屈服極限。因此，在拉伸試驗(yàn)方法中，通常規(guī)定試樣上的標(biāo)距長(zhǎng)度產(chǎn)生0.2%塑性變形時(shí)的應(yīng)力作為條件屈服極限，用σ0.2表示。屈服極限指標(biāo)可用于要求零件在工作中不產(chǎn)生明顯塑性變形的設(shè)計(jì)依據(jù)。但是對(duì)于一些重要零件還考慮要求屈強(qiáng)比（即σs/σb）要小，以提高其安全可靠性，不過此時(shí)材料的利用率也較低了。
　　
　　（3）彈性極限：材料在外力作用下將產(chǎn)生變形，但是去除外力后仍能恢復(fù)原狀的能力稱為彈性。金屬材料能保持彈性變形的大應(yīng)力即為彈性極限，相應(yīng)于拉伸試驗(yàn)曲線圖中的e點(diǎn)，以σe表示，單位為兆帕（MPa）：σe=Pe/Fo式中Pe為保持彈性時(shí)的大外力（或者說材料大彈性變形時(shí)的載荷）。
　　
　　（4）彈性模數(shù)：這是材料在彈性極限范圍內(nèi)的應(yīng)力σ與應(yīng)變δ（與應(yīng)力相對(duì)應(yīng)的單位變形量）之比，用E表示，單位兆帕（MPa）：E=σ/δ=tgα式中α為拉伸試驗(yàn)曲線上o-e線與水平軸o-x的夾角。彈性模數(shù)是反映金屬材料剛性的指標(biāo)（金屬材料受力時(shí)抵抗彈性變形的能力稱為剛性）。
　　
　　2.塑性,
　　
　　金屬材料在外力作用下產(chǎn)生*變形而不破壞的大能力稱為塑性，通常以拉伸試驗(yàn)時(shí)的試樣標(biāo)距長(zhǎng)度延伸率δ（%）和試樣斷面收縮率ψ（%）延伸率δ=[（L1-L0）/L0]x100%，這是拉伸試驗(yàn)時(shí)試樣拉斷后將試樣斷口對(duì)合起來后的標(biāo)距長(zhǎng)度L1與試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)度L0之差（增長(zhǎng)量）與L0之比。在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，同一材料但是不同規(guī)格（直徑、截面形狀-例如方形、圓形、矩形以及標(biāo)距長(zhǎng)度）的拉伸試樣測(cè)得的延伸率會(huì)有不同，因此一般需要特別加注，例如常用的圓截面試樣，其初始標(biāo)距長(zhǎng)度為試樣直徑5倍時(shí)測(cè)得的延伸率表示為δ5，而初始標(biāo)距長(zhǎng)度為試樣直徑10倍時(shí)測(cè)得的延伸率則表示為δ10。斷面收縮率ψ=[（F0-F1）/F0]x100%，這是拉伸試驗(yàn)時(shí)試樣拉斷后原橫截面積F0與斷口*處小截面積F1之差（斷面縮減量）與F0之比。實(shí)用中對(duì)于常用的圓截面試樣通常可通過直徑測(cè)量進(jìn)行計(jì)算：ψ=[1-（D1/D0）2]x100%，式中：D0-試樣原直徑；D1-試樣拉斷后斷口*處小直徑。δ與ψ值越大，表明材料的塑性越好。3.硬度,金屬材料抵抗其他更硬物體壓入表面的能力稱為硬度，或者說是材料對(duì)局部塑性變形的抵抗能力。因此，硬度與強(qiáng)度有著一定的關(guān)系。根據(jù)硬度的測(cè)定方法，主要可以分為：
　　
　　（1）布氏硬度（代號(hào)HB）,用一定直徑D的淬硬鋼球在規(guī)定負(fù)荷P的作用下壓入試件表面，保持一段時(shí)間后卸去載荷，在試件表面將會(huì)留下表面積為F的壓痕，以試件的單位表面積上能承受負(fù)荷的大小表示該試件的硬度：HB=P/F。在實(shí)際應(yīng)用中，通常直接測(cè)量壓坑的直徑，并根據(jù)負(fù)荷P和鋼球直徑D從布氏硬度數(shù)值表上查出布氏硬度值（顯然，壓坑直徑越大，硬度越低，表示的布氏硬度值越小）。布氏硬度與材料的抗拉強(qiáng)度之間存在一定關(guān)系：σb≈KHB，K為系數(shù)，例如對(duì)于低碳鋼有K≈0.36，對(duì)于高碳鋼有K≈0.34，對(duì)于調(diào)質(zhì)合金鋼有K≈0.325，…等等。
　　
　　（2）洛氏硬度（HR）用有一定頂角（例如120°）的金剛石圓錐體壓頭或一定直徑D的淬硬鋼球，在一定負(fù)荷P作用下壓入試件表面，保持一段時(shí)間后卸去載荷，在試件表面將會(huì)留下某個(gè)深度的壓痕。由洛氏硬度機(jī)自動(dòng)測(cè)量壓坑深度并以硬度值讀數(shù)顯示（顯然，壓坑越深，硬度越低，表示的洛氏硬度值越小）。根據(jù)壓頭與負(fù)荷的不同，洛氏硬度還分為HRA、HRB、HRC三種，其中以HRC為常用。洛氏硬度HRC與布氏硬度HB之間有如下?lián)Q算關(guān)系：HRC≈0.1HB。除了常用的洛氏硬度HRC與布氏硬度HB之外，還有維氏硬度（HV）、肖氏硬度（HS）、顯微硬度以及里氏硬度（HL）。這里特別要說明一下關(guān)于里氏硬度，這是目前穎的硬度表征方法，利用里氏硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)量，其檢測(cè)原理是：里氏硬度計(jì)的沖擊裝置將沖頭從固定位置釋放，沖頭快速?zèng)_擊在試件表面上，通過線圈的電磁感應(yīng)測(cè)量沖頭距離試件表面1毫米處的沖擊速度與反彈速度（感應(yīng)為沖擊電壓和反彈電壓），里氏硬度值即以沖頭反彈速度和沖擊速度之比來表示：HL=（Vr/Vi）?1000式中：HL-里氏硬度值；Vr-沖頭反彈速度；Vi-沖頭沖擊速度（注：實(shí)際應(yīng)用裝置中是以沖擊裝置中的閉合線圈感應(yīng)的沖擊電壓和反彈電壓代表沖擊速度和反彈速度）。沖擊裝置的構(gòu)造主要有內(nèi)置彈簧（加載套管，不同型號(hào)的沖擊裝置有不同的沖擊能量）、導(dǎo)管、釋放按鈕、內(nèi)置線圈與骨架、支撐環(huán)以及沖頭，沖頭主要采用金剛石、碳化鎢兩種*硬度的球形（不同型號(hào)的沖擊裝置其沖頭直徑有不同）。優(yōu)點(diǎn)：里氏硬度計(jì)的主機(jī)接收到?jīng)_擊裝置獲得的信號(hào)進(jìn)行處理、計(jì)算，然后在屏幕上直接顯示出里氏硬度值，便攜式里氏硬度計(jì)用里氏（HL）測(cè)量后可以轉(zhuǎn)化為：布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）測(cè)量硬度值,同時(shí)可折算出材料的抗拉強(qiáng)度σb，還可以將測(cè)量結(jié)果儲(chǔ)存、直接打印輸出或傳送給計(jì)算機(jī)作進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。
　　
　　3.應(yīng)用范圍：
　　
　　里氏硬度計(jì)是一種便攜袖珍裝置，可應(yīng)用于各種金屬材料、工件的表面硬度測(cè)量，特別是大型鍛鑄件的測(cè)量，其大的特點(diǎn)是可以任意方向檢測(cè)，免去了普通硬度計(jì)對(duì)工件大小、測(cè)量位置等的限制。
　　
　　4.韌性
　　
　　金屬材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力稱為韌性。通常采用沖擊試驗(yàn)，即用一定尺寸和形狀的金屬試樣在規(guī)定類型的沖擊試驗(yàn)機(jī)上承受沖擊載荷而折斷時(shí)，斷口上單位橫截面積上所消耗的沖擊功表征材料的韌性：αk=Ak/F單位J/cm2或Kg•m/cm2，1Kg•m/cm2=9.8J/cm2αk稱作金屬材料的沖擊韌性，Ak為沖擊功，F(xiàn)為斷口的原始截面積。5.疲勞強(qiáng)度極限金屬材料在長(zhǎng)期的反復(fù)應(yīng)力作用或作用下（應(yīng)力一般均小于屈服極限強(qiáng)度σs），未經(jīng)顯著變形就發(fā)生斷裂的現(xiàn)象稱為疲勞破壞或疲勞斷裂，這是由于多種原因使得零件表面的局部造成大于σs甚至大于σb的應(yīng)力（應(yīng)力集中），使該局部發(fā)生塑性變形或微裂紋，隨著反復(fù)交變應(yīng)力作用次數(shù)的增加，使裂紋逐漸擴(kuò)展加深（裂紋處應(yīng)力集中）導(dǎo)致該局部處承受應(yīng)力的實(shí)際截面積減小，直至局部應(yīng)力大于σb而產(chǎn)生斷裂。在實(shí)際應(yīng)用中，一般把試樣在重復(fù)或交變應(yīng)力（拉應(yīng)力、壓應(yīng)力、彎曲或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等）作用下，在規(guī)定的周期數(shù)內(nèi)（一般對(duì)鋼取106~107次，對(duì)有色金屬取108次）不發(fā)生斷裂所能承受的大應(yīng)力作為疲勞強(qiáng)度極限，用σ-1表示，單位MPa。除了上述五種常用的力學(xué)性能指標(biāo)外，對(duì)一些要求特別嚴(yán)格的材料，例如航空航天以及核工業(yè)、電廠等使用的金屬材料，還會(huì)要求下述一些力學(xué)性能指標(biāo)：蠕變極限：在一定溫度和恒定拉伸載荷下，材料隨時(shí)間緩慢產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象稱為蠕變。通常采用高溫拉伸蠕變?cè)囼?yàn)，即在恒定溫度和恒定拉伸載荷下，試樣在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的蠕變伸長(zhǎng)率（總伸長(zhǎng)或殘余伸長(zhǎng)）或者在蠕變伸長(zhǎng)速度相對(duì)恒定的階段，蠕變速度不超過某規(guī)定值時(shí)的大應(yīng)力，作為蠕變極限，以表示，單位MPa，式中τ為試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間，t為溫度，δ為伸長(zhǎng)率，σ為應(yīng)力；或者以表示，V為蠕變速度。高溫拉伸持久強(qiáng)度極限：試樣在恒定溫度和恒定拉伸載荷作用下，達(dá)到規(guī)定的持續(xù)時(shí)間而不斷裂的大應(yīng)力，以表示，單位MPa，式中τ為持續(xù)時(shí)間，t為溫度，σ為應(yīng)力。金屬系數(shù)：以Kτ表示在持續(xù)時(shí)間相同（高溫拉伸持久試驗(yàn)）時(shí),有缺口的試樣與無缺口的光滑試樣的應(yīng)力之比：式中τ為試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間，為缺口試樣的應(yīng)力，為光滑試樣的應(yīng)力。或者用：表示，即在相同的應(yīng)力σ作用下，缺口試樣持續(xù)時(shí)間與光滑試樣持續(xù)時(shí)間之比。抗熱性：在高溫下材料對(duì)機(jī)械載荷的抗力。
　　
　　化學(xué)性能
　　
　　金屬與其他物質(zhì)引起化學(xué)反應(yīng)的特性稱為金屬的化學(xué)性能。在實(shí)際應(yīng)用中主要考慮金屬的抗蝕性、（又稱作氧化抗力，這是特別指金屬在高溫時(shí)對(duì)氧化作用的抵抗能力或者說穩(wěn)定性），以及不同金屬之間、金屬與非金屬之間形成的化合物對(duì)機(jī)械性能的影響等等。在金屬的化學(xué)性能中，特別是抗蝕性對(duì)金屬的腐蝕疲勞損傷有著重大的意義。
　　
　　物理性能
　　
　　金屬的物理性能主要考慮：
　　
　　（1）密度（比重）：ρ=P/V單位克/立方厘米或噸/立方米，式中P為重量，V為體積。在實(shí)際應(yīng)用中，除了根據(jù)密度計(jì)算搖臂鉆床的重量外，很重要的一點(diǎn)是考慮金屬的比強(qiáng)度（強(qiáng)度σb與密度ρ之比）來幫助選材，以及相關(guān)的聲學(xué)檢測(cè)中的聲阻抗（密度ρ與聲速C的乘積）和射線檢測(cè)中密度不同的物質(zhì)對(duì)射線能量有不同的吸收能力等等。
　　
　　（2）熔點(diǎn)：金屬由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)時(shí)的溫度，對(duì)金屬材料的熔煉、熱加工有直接影響，并與材料的高溫性能有很大關(guān)系。（3）熱膨脹性隨著溫度變化，材料的體積也發(fā)生變化（膨脹或收縮）的現(xiàn)象稱為熱膨脹，多用線膨脹系數(shù)衡量，亦即溫度變化1℃時(shí)，材料長(zhǎng)度的增減量與其0℃時(shí)的長(zhǎng)度之比。熱膨脹性與材料的比熱有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中還要考慮比容（材料受溫度等外界影響時(shí)，單位重量的材料其容積的增減，即容積與質(zhì)量之比），特別是對(duì)于在高溫環(huán)境下工作，或者在冷、熱交替環(huán)境中工作的金屬零件，必須考慮其膨脹性能的影響。
　　
　　（4）磁性能吸引鐵磁性物體的性質(zhì)即為磁性，它反映在導(dǎo)磁率、磁滯損耗、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度、矯頑磁力等參數(shù)上，從而可以把金屬材料分成順磁與逆磁、軟磁與硬磁材料。
　　
　　（5）電學(xué)性能主要考慮其電導(dǎo)率，在電磁無損檢測(cè)中對(duì)其電阻率和渦流損耗等都有影響。
　　
　　工藝性能
　　
　　金屬對(duì)各種加工工藝方法所表現(xiàn)出來的適應(yīng)性稱為工藝性能，主要有以下四個(gè)方面：
　　
　　（1）反映用切削工具（例如車削、銑削、刨削、磨削等）對(duì)金屬材料進(jìn)行切削加工的難易程度。
　　
　　（2）可鍛性：反映金屬材料在壓力加工過程中成型的難易程度，例如將材料加熱到一定溫度時(shí)其塑性的高低（表現(xiàn)為塑性變形抗力的大小），允許熱壓力加工的溫度范圍大小，熱脹冷縮特性以及與顯微組織、機(jī)械性能有關(guān)的臨界變形的界限、熱變形時(shí)金屬的流動(dòng)性、導(dǎo)熱性能等。
　　
　　（3）可鑄性：反映金屬材料熔化澆鑄成為鑄件的難易程度，表現(xiàn)為熔化狀態(tài)時(shí)的流動(dòng)性、吸氣性、氧化性、熔點(diǎn)，鑄件顯微組織的均勻性、致密性，以及冷縮率等。
　　
　　（4）可焊性：反映金屬材料在局部快速加熱，使結(jié)合部位迅速熔化或半熔化（需加壓），從而使結(jié)合部位牢固地結(jié)合在一起而成為整體的難易程度，表現(xiàn)為熔點(diǎn)、熔化時(shí)的吸氣性、氧化性、導(dǎo)熱性、熱脹冷縮特性、塑性以及與接縫部位和附近用材顯微組織的相關(guān)性、對(duì)機(jī)械性能的影響等。
　　
　　我國(guó)規(guī)定需進(jìn)行進(jìn)出口檢驗(yàn)的金屬材料
　　
　　我國(guó)規(guī)定的需要檢驗(yàn)的進(jìn)出口金屬材料類商品主要有搖臂鉆床、鋼錠、鋼坯、型材、有色金屬及其制品等。進(jìn)出口搖臂鉆床的品質(zhì)、規(guī)格一般在合同中訂明，進(jìn)口鋼材中采用日本Xiff’標(biāo)準(zhǔn)JlsG系列和德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN系列的較氨出口鋼材一般按中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)；關(guān)于進(jìn)口鍍鋅鐵皮、馬口鐵、硅鋼片的外觀缺陷的檢驗(yàn)按國(guó)家商檢局的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。國(guó)外的發(fā)票、裝箱清單、品質(zhì)證書、重理明細(xì)單、殘損證明、商務(wù)記錄是有關(guān)重量、質(zhì)量、數(shù)量、殘損等檢驗(yàn)鑒定的重要依據(jù)。金屬材料類商品一般是由國(guó)家商檢局或由其他商檢機(jī)構(gòu)實(shí)施檢驗(yàn)。對(duì)于大批量的進(jìn)口金屬材料，可在出廠前在國(guó)外制造廠進(jìn)行檢驗(yàn)；對(duì)于進(jìn)口金屬材料批量很大的專業(yè)單位，其本身檢驗(yàn)設(shè)備齊全，技術(shù)力量較強(qiáng)的，經(jīng)商檢機(jī)構(gòu)審核同意后，允許對(duì)其所進(jìn)口的鋼材在向商檢機(jī)構(gòu)申報(bào)后進(jìn)行質(zhì)量的初驗(yàn)；出口金屬材料時(shí)，必須進(jìn)行出廠檢驗(yàn)，商檢機(jī)勾在生產(chǎn)過程中或出廠前還進(jìn)行不定期的抽查檢驗(yàn)，并以衡器抽驗(yàn)重量，核對(duì)批次、嘜頭、標(biāo)記等。金屬材料以數(shù)量計(jì)價(jià)的做數(shù)量檢驗(yàn)，接重量計(jì)價(jià)的則做重量檢驗(yàn)。鋼材的尺寸規(guī)格檢驗(yàn)，包括鋼板的厚、寬、長(zhǎng)；圓鋼的直徑：角鋼的邊長(zhǎng)；槽鋼的高度和槽寬；搖臂鉆床的直徑和壁厚等。鍍鋅鐵皮、馬口鐵的表面不得有傷痕、凹坑、皺紋、露鐵等。金屬材料的機(jī)械及工藝性能檢驗(yàn)，包括合金鋼熱處理后的機(jī)械性能檢驗(yàn)；石油管的水壓試驗(yàn)、擴(kuò)口試驗(yàn)等。金屬材料的化學(xué)咸分分析試驗(yàn)，根據(jù)不同的用途，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以化學(xué)分析和儀器分析的方法，分析測(cè)定各種元素的含量，包括非金屬元素和有害元素。
　　
　　快速成型技術(shù)
　　
　　原理
　　
　　快速成型屬于離散／堆積成型。它從成型原理上提出一個(gè)全新的思維模式維模型，即將計(jì)算機(jī)上制作的零件三維模型，進(jìn)行網(wǎng)格化處理并存儲(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行分層處理，得到各層截面的二維輪廓信息，按照這些輪廓信息自動(dòng)生成加工路徑，由成型頭在控制系統(tǒng)的控制下，選擇性地固化或切割一層層的成型材料，形成各個(gè)截面輪廓薄片，并逐步順序疊加成三維坯件．然后進(jìn)行坯件的后處理，形成零件。
　　
　　工藝過程
　　
　　快速成型的工藝過程具體如下：
　　
　　l）產(chǎn)品三維模型的構(gòu)建。由于RP系統(tǒng)是由三維CAD模型直接驅(qū)動(dòng)，因此首先要構(gòu)建所加工工件的三維CAD模型。該三維CAD模型可以利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件（如Pro/E,I-DEAS,SolidWorks,UG等）直接構(gòu)建，也可以將已有產(chǎn)品的二維圖樣進(jìn)行轉(zhuǎn)換而形成三維模型，或?qū)Ξa(chǎn)品實(shí)體進(jìn)行激光掃描、CT斷層掃描，得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后利用反求工程的方法來構(gòu)造三維模型。
　　
　　2）三維模型的近似處理。由于產(chǎn)品往往有一些不規(guī)則的自由曲面，加工前要對(duì)模型進(jìn)行近似處理，以方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理工作。由于STL格式文件格式簡(jiǎn)單、實(shí)用，目前已經(jīng)成為快速成型領(lǐng)域的準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)接口文件。它是用一系列的小三角形平面來逼近原來的模型，每個(gè)小三角形用3個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)和一個(gè)法向量來描述，三角形的大小可以根據(jù)精度要求進(jìn)行選擇。STL文件有二進(jìn)制碼和ASCll碼兩種輸出形式，二進(jìn)制碼輸出形式所占的空間比ASCII碼輸出形式的文件所占用的空間小得多，但ASCII碼輸出形式可以閱讀和檢查。典型的CAD軟件都帶有轉(zhuǎn)換和輸出STL格式文件的功能。
　　
　　3）三維模型的切片處理。根據(jù)被加工模型的特征選擇合適的加工方向，在成型高度方向上用一系列一定間隔的平面切割近似后的模型，以便提取截面的輪廓信息。間隔一般取0.05mm~0.5mm，常用0.1mm。間隔越小，成型精度越高，但成型時(shí)間也越長(zhǎng)，效率就越低，反之則精度低，但效率高。
　　
　　4）成型加工。根據(jù)切片處理的截面輪廓，在計(jì)算機(jī)控制下，相應(yīng)的成型頭（激光頭或噴頭）按各截面輪廓信息做掃描運(yùn)動(dòng)，在工作臺(tái)上一層一層地堆積材料，然后將各層相粘結(jié)，終得到原型產(chǎn)品。
　　
　　5）成型零件的后處理。從成型系統(tǒng)里取出成型件，進(jìn)行打磨、拋光、涂掛，或放在高溫爐中進(jìn)行后燒結(jié)，進(jìn)一步提高其強(qiáng)度。
　　
　　技術(shù)特點(diǎn)
　　
　　快速成型特術(shù)具有以下幾個(gè)重要特征：
　　
　　l）可以制造任意復(fù)雜的三維幾何實(shí)體。由于采用離散／堆積成型的原理．它將一個(gè)十分復(fù)雜的三維制造過程簡(jiǎn)化為二維過程的疊加，可實(shí)現(xiàn)對(duì)任意復(fù)雜形狀零件的加工。越是復(fù)雜的零件越能顯示出RP技術(shù)的*性此外，RP技術(shù)特別適合于復(fù)雜型腔、復(fù)雜型面等傳統(tǒng)方法難以制造甚至無法制造的零件。
　　
　　2）快速性。通過對(duì)一個(gè)CAD模型的修改或重組就可獲得一個(gè)新零件的設(shè)計(jì)和加工信息。從幾個(gè)小時(shí)到幾十個(gè)小時(shí)就可制造出零件，具有快速制造的突出特點(diǎn)。
　　
　　3）高度柔性。無需任何夾具或工具即可完成復(fù)雜的制造過程，快速制造工搖臂鉆床、原型或零件
　　
　　4）快速成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)了搖臂鉆床學(xué)科多年來追求的兩大*目標(biāo)．即材料的提取（氣、液固相）過程與制造過程一體化和設(shè)計(jì)（CAD）與制造（CAM）一體化
　　
　　5）與反求工程（ReverseEngineering）、CAD技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等相結(jié)合，成為產(chǎn)品決速開發(fā)的有力工具。
　　
　　因此，快速成型技術(shù)在制造領(lǐng)域中起著越來越重要的作用，并將對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生重要影響。
　　
　　分類
　　
　　快速成型技術(shù)的分類：
　　
　　快速成型技術(shù)根據(jù)成型方法可分為兩類：基于激光及其他光源的成型技術(shù)（LaserTechnology），例如：光固化成型（SLA）、分層實(shí)體制造（LOM）、選域激光粉末燒結(jié)（SLS）、形狀沉積成型（SDM）等；基于噴射的成型技術(shù)（JettingTechnoloy），例如：熔融沉積成型（FDM）、三維印刷（3DP）、多相噴射沉積（MJD）。下面對(duì)其中比較成熟的工藝作簡(jiǎn)單的介紹。
　　
　　1、SLA（StereolithogrphyApparatus）工藝SLA工藝也稱光造型或立體光刻，由CharlesHul于1984年獲美國(guó)。1988年美國(guó)3DSystem公司推出商品化樣機(jī)SLA-I，這是世界上*臺(tái)快速成型機(jī)。SLA各型成型機(jī)機(jī)占據(jù)著RP設(shè)備市場(chǎng)的較大份額。
　　
　　SLA技術(shù)是基于液態(tài)光敏樹脂的光聚合原理工作的。這種液態(tài)材料在一定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的紫外光照射下能迅速發(fā)生光聚合反應(yīng)，分子量急劇增大，材料也就從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)。
　　
　　SLA工作原理：液槽中盛滿液態(tài)光固化樹脂激光束在偏轉(zhuǎn)鏡作用下，能在液態(tài)表而上掃描，掃描的軌跡及光線的有無均由計(jì)算機(jī)控制，光點(diǎn)打到的地方，液體就固化。成型開始時(shí)，工作平臺(tái)在液面下一個(gè)確定的深度．聚焦后的光斑在液面上按計(jì)算機(jī)的指令逐點(diǎn)掃描，即逐點(diǎn)固化。當(dāng)一層掃描完成后．未被照射的地方仍是液態(tài)樹脂。然后升降臺(tái)帶動(dòng)平臺(tái)下降一層高度，已成型的層面上又布滿一層樹脂，刮板將粘度較大的樹脂液面刮平，然后再進(jìn)行下一層的掃描，新周化的一層牢周地粘在前一層上，如此重復(fù)直到整個(gè)零件制造完畢，得到一個(gè)三維實(shí)體模型。
　　
　　SLA方法是目前快速成型技術(shù)領(lǐng)域中研究得多的方法．也是技術(shù)上為成熟的方法。SLA工藝成型的零件精度較高，加工精度一般可達(dá)到0.1mm，原材料利用率近100％。但這種方法也有白身的局限性，比如需要支撐、樹脂收縮導(dǎo)致精度下降、光固化樹脂有一定的毒性等。
　　
　　2、LOM（LaminatedObjectManufacturing，LOM）工藝LOM工藝稱疊層實(shí)體制造或分層實(shí)體制造，由美國(guó)Helisys公司的MichaelFeygin于1986年研制成功。LOM工藝采用薄片材料，如紙、塑料薄膜等。片材表面事先涂覆上一層熱熔膠。加工時(shí)，熱壓輥熱壓片材，使之與下面已成型的工件粘接。用CO2激光器在剛粘接的新層上切割出零件截面輪廓和工件外框，并在截面輪廓與外框之間多余的區(qū)域內(nèi)切割出上下對(duì)齊的網(wǎng)格。激光切割完成后，工作臺(tái)帶動(dòng)已成型的工件下降，與帶狀片材分離。供料機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)收料軸和供料軸，帶動(dòng)料帶移動(dòng)，使新層移到加工區(qū)域。工作合上升到加工平面，熱壓輥熱壓，工件的層數(shù)增加一層，高度增加一個(gè)料厚。再在新層上切割截面輪廓。如此反復(fù)直至零件的所有截面粘接、切割完。后，去除切碎的多余部分，得到分層制造的實(shí)體零件。
　　
　　LOM工藝只需在片材上切割出零件截面的輪廓，而不用掃描整個(gè)截面。因此成型厚壁零件的速度較快，易于制造大型零件。工藝過程中不存在材料相變，因此不易引起翹曲變形。工件外框與截面輪廓之間的多余材料在加工中起到了支撐作用，所以LOM工藝無需加支撐。缺點(diǎn)是材料浪費(fèi)嚴(yán)重，表面質(zhì)量差。
　　
　　3、SLS（SelectiveLaserSintering）工藝SLS工藝稱為選域激光燒結(jié)，由美國(guó)德克薩斯大學(xué)*分校的C.R.Dechard于1989年研制成功。SLS工藝是利用粉末狀材料成型的。將材料粉末鋪灑在已成型零件的上表面，并刮平，用高強(qiáng)度的CO2激光器在剛鋪的新層上掃描出零件截面，材料粉末在高強(qiáng)度的激光照射下被燒結(jié)在一起，得到零件的截面，并與下面已成型的部分連接。當(dāng)一層截面燒結(jié)完后，鋪上新的一層材料粉末，有選擇地?zé)Y(jié)下層截面。
　　
　　燒結(jié)完成后去掉多余的粉末，再進(jìn)行打磨、烘干等處理得到零件。
　　
　　SLS工藝的特點(diǎn)是材料適應(yīng)面廣，不僅能制造塑料零件，還能制造陶瓷、蠟等材料的零件，特別是可以制造金屬零件。這使SLS工藝頗具吸引力。SLS工藝無需加支撐，因?yàn)闆]有燒結(jié)的粉末起到了支撐的作用。
　　
　　4、3DP（ThreeDimensionPrinting）工藝三維印刷工藝是美國(guó)麻省理工學(xué)院E-manualSachs等人研制的。已被美國(guó)的Soligen公司以DSPC（DirectShellProductionCasting）名義商品化，用以制造鑄造用的陶瓷殼體和型芯。
　　
　　3DP工藝與SLS工藝類似，采用粉末材料成型，如陶瓷粉末、金屬粉末。所不同的是材料粉末不是通過燒結(jié)連結(jié)起來的，而是通過噴頭用粘結(jié)劑（如硅膠）將零件的截面“印刷”在材料粉來上面。
　　
　　用粘結(jié)劑粘接的零件強(qiáng)度較低，還須后處理。先燒掉粘結(jié)劑，然后在高溫下滲人金屬，使零件致密化，提高強(qiáng)度。
　　
　　5.FDM（FusedDepostionModeling）工藝熔融沉積制造（FDM）工藝由美國(guó)學(xué)者ScottCrump于1988年研制成功。FDM的材料一般是熱塑性材料，如蠟、ABS、搖臂鉆床等。以絲狀供料。材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將熔化的材料擠出，材料迅速凝固，并與周圍的材料凝結(jié)。
　　
　　FDM技術(shù)描述
　　
　　FDM技術(shù)是由Stratasys公司所設(shè)計(jì)與制造，可應(yīng)用于一系列的系統(tǒng)中。這些系統(tǒng)為FDMMaxum，F(xiàn)DMTitan，ProdigyPlus以及Dimension。FDM技術(shù)利用ABS，polycarbonate（PC），polyphenylsulfone（PPSF）以及其它材料。這些熱塑性材料受到擠壓成為半熔融狀態(tài)的細(xì)絲，由沉積在層層堆棧基礎(chǔ)上的方式，從3DCAD資料直接建構(gòu)原型。該技術(shù)通常應(yīng)用于塑型，裝配，功能性測(cè)試以及概念設(shè)計(jì)。此外，F(xiàn)DM技術(shù)可以應(yīng)用于打樣與快速制造。
　　
　　圖1FDM技術(shù)噴嘴示意圖
　　
　　FDM術(shù)語
　　
　　WaterWorks（水溶性支撐）:可以分解于堿性水溶劑的可溶解性支撐結(jié)構(gòu)。
　　
　　BreakAwaySupportStructure（BASS）（易剝離性支撐）:水溶性支撐的前身，需要手動(dòng)剝離工件表面的支撐。
　　
　　Tip（噴嘴）:擠壓成型用的噴嘴。噴嘴提供各種不同的孔徑讓使用者選擇。
　　
　　Road（線材）:在噴嘴的單一路徑中所擠壓成型的材料。可由噴嘴尺寸與材料進(jìn)幾率控制。
　　
　　物理屬性
　　
　　符合原型應(yīng)用的物理需求，大概是選擇快速原型技術(shù)的重要因素。快速原型的物理屬性將定義他的品質(zhì)并決定賦予的應(yīng)用成敗。
　　
　　搖臂鉆床屬性
　　
　　當(dāng)詢問到重要性的排序，快速原型的使用者通常會(huì)聲明材料屬性是重要的考慮。致力于工業(yè)需求，符合這些預(yù)期用來生產(chǎn)的材料的材料屬性是很重要的。而這是FDM技術(shù)重要的強(qiáng)項(xiàng)之一。當(dāng)Stratasys公司制造用于FDM技術(shù)的所有材料，每一項(xiàng)都是從商業(yè)上可用的熱塑性樹脂來生產(chǎn)。
　　
　　ABS:所有的FDM系列產(chǎn)品都提供ABS作為材料選項(xiàng)，而接近90%的FDM原型都是由這種材料制造。使用者報(bào)告說ABS的原型可以達(dá)到注塑ABS成型強(qiáng)度的80%。而其它屬性，例如耐熱性與抗化學(xué)性，也是近似或是相當(dāng)于注塑成型的工件，其耐熱度為攝氏93.3度。這讓ABS成為功能性測(cè)試應(yīng)用的廣泛使用材料。
　　
　　Polycarbonate:可以在Titan機(jī)型上使用的一種新式RP材料--polycarbonate–正在快速成長(zhǎng)。增加強(qiáng)度的polycarbonate比ABS材料生產(chǎn)的原型更經(jīng)得起力量與負(fù)載。許多使用者相信該材料生產(chǎn)的原型可以達(dá)到注塑ABS成型的強(qiáng)度特性，其耐熱度為攝氏125度。
　　
　　其它材料:FDM技術(shù)還有其它的材料。這些包含polyphenylsulfone、搖臂鉆床材質(zhì)以及蠟材。橡膠材質(zhì)是用來作類似橡膠特性的功能性原型。蠟材是特別設(shè)計(jì)來建立脫蠟鑄造的樣品。蠟材的屬性讓FDM的樣品可以用來生產(chǎn)類似鑄造廠中的傳統(tǒng)蠟?zāi)！olyphenylsulfone，一種應(yīng)用于Titan機(jī)型的新工程材料，提供高耐熱性與抗化學(xué)性以及強(qiáng)度與硬度，其耐熱度為攝氏207.2度。
　　
　　圖2PPSF耐高溫工程材料應(yīng)用于咖啡壺設(shè)計(jì)
　　
　　Stratasys宣布已經(jīng)針對(duì)FDM快速原型系統(tǒng)Titan發(fā)表PPSF材料。在各種快速原型材料之中，PPSF（或是稱為polyphenylsulfone）有著高的強(qiáng)韌性、耐熱性、以及抗化學(xué)性。
　　
　　航天工業(yè)、汽車工業(yè)以及醫(yī)療產(chǎn)品業(yè)的生產(chǎn)制造商是*批期待使用這種PPSF材料的用戶。航天業(yè)將會(huì)喜歡該材料的難燃屬性；汽車制造業(yè)也非常想應(yīng)用其抗化學(xué)性以及在400度以上還能持續(xù)運(yùn)作的能力；而醫(yī)療產(chǎn)品制造商將對(duì)PPSF材質(zhì)的原型可以進(jìn)行消毒的能力感到興趣。
　　
　　測(cè)試單位，ParkerHannifin安裝了一個(gè)PPSF作的模型到汽車引擎中。該零件是一個(gè)名為crankcasevaporcoalescer的過濾器，裝在一組V8引擎并作40小時(shí)的測(cè)試以決定過濾器媒介的效能。該零件收集的燃?xì)獍?60度的搖臂鉆床，燃料，油煙，以及其它燃燒的化學(xué)反應(yīng)生成物。ParkerHannifin的RussJensen說，“該裝配件并沒有產(chǎn)生外漏，并且其展現(xiàn)出與*次裝配時(shí)相同的強(qiáng)度與屬性。我們相當(dāng)滿意它的表現(xiàn)。”
　　
　　測(cè)試單位，MSOE（MilwaukeeSchoolofEngineering）的操作ShekuKamara，同樣地很滿意該搖臂鉆床。“當(dāng)在玻璃熔融的450度時(shí)，在各種快速原型材料之中，PPSF材料還擁有著除了金屬之外高的操作溫度以及堅(jiān)硬度，”他說。“在粘著劑測(cè)試期間，PPSF原型零件遭受于溫度從14度到392度的考驗(yàn)且依然保持完整。”
　　
　　顏色
　　
　　包含常用到的白色，ABS提供六種材料顏色。色彩的選項(xiàng)包含藍(lán)色，黃色，紅色，綠色與黑色。醫(yī)學(xué)等級(jí)的ABSi提供針對(duì)于半透明的應(yīng)用，例如汽車車燈的透明紅色或是黃色。
　　
　　圖3、4彩色模型裝配件
　　
　　屬性穩(wěn)定度
　　
　　不像SLA以及PolyJet的樹脂，F(xiàn)DM材料的材料屬性不會(huì)隨著時(shí)間與環(huán)境曝曬而改變。就像是注塑成型的副本，這些材料幾乎在任何環(huán)境下都會(huì)保持他們的強(qiáng)度，硬度以及色彩。
　　
　　性
　　
　　快速原型的尺寸精度取決于許多因素，而其結(jié)果可能會(huì)因?yàn)槊總€(gè)工件或是不同日期而有些微小變化。需要考慮的事情必須包含已知的條件，例如量測(cè)的時(shí)間范圍，工件的拚?約盎肪車鈉厴埂?axum，Titan以及ProdigyPlus度資料詳見附表一。精度測(cè)試工件如圖5、6所示，在每一臺(tái)機(jī)器中均用層厚0.18mm所建構(gòu)以形成目前的性資料。
　　
　　圖5圖標(biāo)的工件試用來比較性
　　
　　圖6所示的測(cè)試工件是用來做尺寸精度及運(yùn)作時(shí)間分析。該工件是由FDMTitan在層厚0.18mm時(shí)所制作的。
　　
　　MAXUMTITANPRODIGY
　　
　　理論尺寸實(shí)際尺寸百分比理論尺寸百分比理論尺寸百分比
　　
　　A76.276.20.0076.20.0076.10.17
　　
　　B25.425.50.3025.50.4025.60.60
　　
　　C152.4152.40.00152.30.08152.40.00
　　
　　D2.542.511.002.540.002.540.00
　　
　　E76.276.150.0776.070.1776.120.10
　　
　　F101.6101.570.02101.420.18101.500.10
　　
　　G25.425.480.3025.500.4025.550.60
　　
　　H112.712.620.6012.650.4012.551.20
　　
　　金屬材料H212.712.620.6012.670.2012.551.20
　　
　　I12.712.670.2012.70.0012.620.60
　　
　　J6.356.431.206.553.056.482.00
　　
　　K12.712.670.2012.780.6012.780.60
　　
　　表1為Maxum、Titan以及ProdigyPlus的尺寸精度資料。所有的測(cè)試零件均用層厚0.18mm所建構(gòu)。（單位：mm）
　　
　　工件建構(gòu)
　　
　　一般而言，F(xiàn)DM技術(shù)所提供的準(zhǔn)確性通常相等或是優(yōu)于SLA技術(shù)以及PolyJet技術(shù)，且確定優(yōu)于SLS技術(shù)。然而，由于性是取決于許多的因素，所以矛盾的結(jié)果便會(huì)發(fā)生在個(gè)別的原型上。FDM技術(shù)的性受到較少的變量影響。用SLA，SLS以及PolyJet技術(shù)，尺寸性會(huì)受影響的因素有機(jī)器的校正，操作的技巧，工件的成型方向與位置，材料的年限以及收縮率。
　　
　　Z軸
　　
　　這并非一定都會(huì)這樣，Z軸可能是被證明準(zhǔn)確性小的。除了先前所討論的變化之外，原型的高度可能由于層厚整數(shù)誤差而改變。對(duì)所有的RP系統(tǒng)而言都是這樣的。任何特征的表面頂端或是底端無法對(duì)齊成為一層時(shí)，在軟件中的切層算法會(huì)將尺寸整數(shù)化到接近的層厚數(shù)。在壞的情形下，一端的表面往下整數(shù)化而另一端向上，高度可能偏離一個(gè)層厚。對(duì)于典型的FDM參數(shù)，這可能會(huì)產(chǎn)生的誤差至少為0.127mm。
　　
　　穩(wěn)定性
　　
　　尺寸的穩(wěn)定性是FDM原型的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，如同SLS技術(shù)，時(shí)間與環(huán)境的曝曬都不會(huì)改變工件的尺寸或其他的特征。一但原型從FDM系統(tǒng)分離，當(dāng)它達(dá)到室內(nèi)溫度后，尺寸是固定不變的。如果溫度度數(shù)變化，用SLA或是PolyJet技術(shù)則不是這樣的情形。
　　
　　圖7大型工件的尺寸穩(wěn)定
　　
　　成本預(yù)估
　　
　　機(jī)型：StratasysFDMMaxum
　　
　　材料費(fèi)：（按每年用量100KG計(jì)算）
　　
　　100kg*36%=36kg（應(yīng)用省料加工辦法）
　　
　　36kg*2400元/千克=86400元
　　
　　噴嘴更換費(fèi)：
　　
　　每年需更換1次,兩個(gè)噴嘴,單價(jià)150美元,折合人民幣約1239元
　　
　　150*8.26*2=2478元
　　
　　基板費(fèi)用:每年需20張,總計(jì)232美元,折合人民幣共1916元
　　
　　綜合預(yù)估每年使用成本為90794元（人工費(fèi)及電費(fèi)未計(jì)）
　　
　　EOS/3DSYSTEM
　　
　　材料費(fèi):（按每年用量100KG計(jì)算）
　　
　　100kg*1000元/千克=100000元
　　
　　由于SLS是粉末燒結(jié)的成型原理,故無法應(yīng)用省料加工技術(shù)。
　　
　　而SLA需要一缸料（200KG以上）作為“底料”，使用過程中再添加新料。
　　
　　100KG*2400元/KG=240000元，國(guó)產(chǎn)材料500-800元/KG，但材料性能與進(jìn)口材料相比較差很多。
　　
　　激光器更換費(fèi)用：
　　
　　每個(gè)激光器保用時(shí)間為5000小時(shí),按每月25天,每天工作16小時(shí)計(jì)算
　　
　　每年需更換一次,每次更換費(fèi)用為20000美圓,折合人民幣計(jì)165400元
　　
　　平均每年費(fèi)用165400圓
　　
　　氮?dú)庀馁M(fèi)用
　　
　　氮?dú)庀牧?天/瓶,每瓶單價(jià)200圓
　　
　　每天100圓成本,每年需30000圓（每月25天*12個(gè)月）
　　
　　恒溫恒濕房間費(fèi)用
　　
　　建房費(fèi)用：200000圓
　　
　　維護(hù)費(fèi)用：100圓/天
　　
　　SLS綜合預(yù)估每年使用成本為331900圓（人工費(fèi)及電費(fèi)未計(jì)）
　　
　　SLA綜合預(yù)估每年使用成本為431900圓（人工費(fèi)及電費(fèi)未計(jì)）
　　
　　綜合評(píng)比:
　　
　　~FDM通過軟件控制,可以采用省料加工技術(shù),可降低64%材料消耗,并可提高2.5倍加工速度
　　
　　~根據(jù)我廠提供的數(shù)據(jù)加工的樣件,精度為0.127mm,是各個(gè)廠家中高的.
　　
　　~綜合使用成本預(yù)估,FDM為82982元/年,使用成本較低
　　
　　后處理輸出
　　
　　許多RP件都需要手工完成工件的光滑性。例如，SLA需要從工件表面手動(dòng)移除支撐結(jié)構(gòu)，且工件表面需要一些手工打磨。這表示工件的性不再只是受到系統(tǒng)精度的作用。它現(xiàn)在是受到后處理技師的技術(shù)等級(jí)所控制。
　　
　　對(duì)于塑型，裝配以及功能性原型，多數(shù)的使用者發(fā)現(xiàn)FDM工件的表面精度是可以接受的。那么，當(dāng)結(jié)合了水溶性支撐以及易剝離支撐，表示FDM原型的性不會(huì)受到手工的改變。當(dāng)然，如果需要翻硅膠模用或是噴漆用的表面精度，F(xiàn)DM工件將需要后處理，如同其它的技術(shù)一樣。既然這樣，工件后處理技師的技藝在可以做到的原型精度上扮演了一個(gè)關(guān)鍵的角色。
　　
　　圖8模型可烤漆圖9模型可以真空電鍍
　　
　　表面完工精度
　　
　　受到使用者與Stratasys公司雙方的*，F(xiàn)DM技術(shù)明顯的限制就是表面完工精度。由于是半熔融狀態(tài)塑料擠制成型，表面完工精度比SLA與PolyJet還要粗糙，而與SLS不相上下。當(dāng)由較小的線材寬度與較薄的層厚來改進(jìn)表面完工精度時(shí)，仍然可以在頂端，底面，以及側(cè)墻看出經(jīng)過擠壓噴嘴的等高線輪廓與建構(gòu)層厚。表2所列的為Maxum與Titan的表面完工精度。為了改善表面完工精度，Maxum與Titan現(xiàn)在都提供0.127mm層厚。
　　
　　使用者發(fā)現(xiàn)工件的成型方向，可以滿足考慮表面完工精度需求。這些要求較高完工精度的表面通常以垂直方向成型。較不重要的表面通常以水平方向成型，就像是底端或是頂端的表面。如同其它技術(shù)，二次加工（后處理輸出）可以用來使之相同。然而，ABS與polycarbonate材料的硬度讓打磨耗費(fèi)人力。使用者通常使用溶劑或用是粘結(jié)劑完成或是預(yù)備用打磨。商業(yè)上可用的這些介質(zhì)包含有熔接，ABS快干膠，Acetone以及two-partepoxies。要符合足夠的精度，F(xiàn)DM技術(shù)與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品都可以提供翻硅膠模用或是噴漆用的表面。這關(guān)鍵的差異是要花費(fèi)多少時(shí)間才能達(dá)到要求的結(jié)果。
　　
　　MaxumRa（μin）TitanRa（μin）
　　
　　頂面未處理表面已處理表面
　　
　　550275475150
　　
　　側(cè)面未處理表面已處理表面
　　
　　450200425175
　　
　　底面未處理表面已處理表面
　　
　　550125575100
　　
　　表2：Maxum和Titan的表面精度資料。所有的測(cè)試零件均用層厚0.18mm所建構(gòu)。
　　
　　特征定義
　　
　　盡管高階的FDM系統(tǒng)可以生產(chǎn)較小的特征，大多數(shù)FDM原型的小特征尺寸受限于兩倍線材寬度。沒有使用者的介入，F(xiàn)DM技術(shù)使用的”closedpath”選項(xiàng)會(huì)限制小特征尺寸為兩倍擠壓成型噴組的寬度。對(duì)于一般噴嘴與建造參數(shù)而言，小特征尺寸范圍從0.4到0.6mm。盡管大于SLA與PolyJet的小特征尺寸，但是該范圍是與這些技術(shù)的可用小特征尺寸相同。
　　
　　盡管SLA技術(shù)可以建造小到0.08（Vipersi2機(jī)種）或0.25mm（所有機(jī)種），以及PolyJet技術(shù)可以建造小到0.04mm，幾乎很少原型會(huì)用到這些極小值的優(yōu)勢(shì)來作小的細(xì)節(jié)。考慮到材料屬性，通常發(fā)現(xiàn)SLA技術(shù)與PolyJet技術(shù)的原型常用小特征尺寸為0.5mm。FDM技術(shù)的小特征尺寸相等于或是優(yōu)于SLS技術(shù)的0.6到0.8mm。由于材料屬性相似于注塑成型的ABS或是polycarbonate，F(xiàn)DM技術(shù)可以給予功能性特征尺寸在0.4到0.6mm范圍中。
　　
　　環(huán)境抵抗力
　　
　　FDM原型提供的材料性質(zhì)相似于熱塑性材料。這包含了環(huán)境的與化學(xué)的曝曬。對(duì)ABS材料而言，使用者可以實(shí)驗(yàn)他們的原型在93度的溫度下以及包含石油，汽油以及甚至某些酸類等的化學(xué)媒介。一關(guān)鍵的考慮為水氣的曝曬，包括浸沒與濕氣。SLA技術(shù)與PolyJet技術(shù)使用的光敏樹脂對(duì)于潮濕水氣敏感且會(huì)受到傷害。暴曬在水中或是濕氣中不只會(huì)影響原型的機(jī)械屬性，也會(huì)影響尺寸精度。當(dāng)光敏樹脂的原型吸收了水氣之后，他們將會(huì)開始軟化并且變的有點(diǎn)易于彎曲。而且，工件會(huì)有翹曲或是膨脹的傾向，這會(huì)嚴(yán)重影響尺寸的精度。FDM技術(shù)的原型，以及SLS技術(shù)的原型，都不受濕氣影響，所以他們可以保持原有的機(jī)械屬性以及尺寸精度。
　　
　　機(jī)械加工
　　
　　FDM原型可以進(jìn)行銑床加工，鉆孔，研磨，車床加工等。為了補(bǔ)償表面精度不足并加強(qiáng)特征細(xì)節(jié)，當(dāng)有特殊的品質(zhì)需求時(shí)，使用者通常會(huì)進(jìn)行二次加工來提升原型的細(xì)節(jié)。
　　
　　圖10原型上可進(jìn)行加工處理，如鎖
　　
　　操作上的考慮
　　
　　在考慮原型的物理屬性之后，注意力應(yīng)該轉(zhuǎn)移至操作的參數(shù)上。下列領(lǐng)域可以影響到原型在預(yù)期應(yīng)用上的使用。
　　
　　工件尺寸
　　
　　不像某些快速原型技術(shù)，廣告中FDM技術(shù)的建造范圍就是大的工件尺寸。在家族系列產(chǎn)品中，F(xiàn)DM技術(shù)提供了廣泛的建造范圍。Maxum，超大型，所提供的工件尺寸可達(dá)600x500x600mm。這樣的建造范圍與大型的SLA系統(tǒng)相同。Titan，則提供大的工件尺寸為406x355x406mm。這樣的建造范圍稍微大于SLSSinterstations系統(tǒng)。ProdigyPlus，辦公室桌上型，擁有的建造范圍為203x203x305mm，該尺寸稍微大于PolyJet系統(tǒng)以及小型的SLA系統(tǒng)。當(dāng)使用具競(jìng)爭(zhēng)性的技術(shù)時(shí)，快速原型超過建造范圍的部分通常分段建構(gòu)然后作粘結(jié)。使用商業(yè)上可用ABS快干膠，F(xiàn)DM工件的粘和強(qiáng)度可以滿足功能性測(cè)試的應(yīng)用。此外，F(xiàn)DM工件可以使用超音波熔接，這種選項(xiàng)無法使用在SLA以及PolyJet，因?yàn)樗麄儾皇鞘褂脽崴苄圆牧稀?br />　　
　　支撐結(jié)構(gòu)
　　
　　在FDM技術(shù)中，需要支撐結(jié)構(gòu)來形成基底以制作工件并支撐任何超過懸掛的特征。在工件的接口，支撐材料的堅(jiān)固堆層已經(jīng)放下。在這堅(jiān)固堆層下，線材為0.5mm且在間隔為3.8mm下沉積。FDM技術(shù)提供兩種類型的支撐--易于剝離支撐結(jié)構(gòu)（BASS）以及水溶性支撐結(jié)構(gòu)（WaterWorks）。BASS支撐是由手工將支撐從工件表面剝離以移除。當(dāng)他們不想損壞工件表面，考慮的是必須要容易進(jìn)入與接近細(xì)小特征。
　　
　　水溶性支撐（WaterWorks）是使用水溶性材料，可分解于堿性水溶劑的解決方案。不像是易于剝離支撐（BASS），該支撐可以任意坐落于工件深處地嵌壁式的區(qū)域，或是接觸于細(xì)小特征，因?yàn)闄C(jī)械式的移除方式是可以不加考慮的。此外，水溶性支撐可以保護(hù)細(xì)小特征。在其它的快速原型技術(shù)中，他們要如何移除支撐而不造成特征損壞，是一項(xiàng)極大挑戰(zhàn)。
　　
　　一體成型的裝配件
　　
　　隨著水溶性支撐的出現(xiàn)，F(xiàn)DM技術(shù)提供了一項(xiàng)*的解決方案--建構(gòu)可運(yùn)轉(zhuǎn)的一體成型裝配件。因?yàn)樗苄灾慰梢赃M(jìn)行分解，一個(gè)多件的裝配件可以在一次機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中建構(gòu)完成。當(dāng)多件的裝配件可以在SLS或是PolyJet中實(shí)行時(shí)，要小心地考慮到殘留在原件之間的材料。舉例來說，如圖3所示的FDM技術(shù)的腦型齒輪組，可以不用手工勞動(dòng)就能完成并用一些時(shí)間就能將水溶性支撐進(jìn)行分解。用SLS技術(shù)制作這樣相同的工件，可能需要一個(gè)小時(shí)以上的手工勞動(dòng)來清除齒輪與軸柄之件的粉末。有了水溶性支撐，整個(gè)裝配件的CAD資料可以當(dāng)作一個(gè)工件處理。同樣地，也不需要手工勞動(dòng)或是時(shí)間進(jìn)行工件的裝配。
　　
　　圖11腦型齒輪利用水溶性支撐以一體成型的方式建構(gòu)而不用考慮手動(dòng)移除支撐
　　
　　運(yùn)行時(shí)間
　　
　　運(yùn)行時(shí)間在FDM技術(shù)制程中明顯地取決于不同的因素。這樣提供所有工件在所有的制作時(shí)間比較表是不可能的。然而，一般來說，F(xiàn)DM技術(shù)的運(yùn)行時(shí)間比起SLA技術(shù)與SLS技術(shù)是需要略久一些的時(shí)間，而跟PolyJet技術(shù)比較起來則相似。表3表示運(yùn)行時(shí)間的是針對(duì)于圖1所作的性測(cè)試工件進(jìn)行紀(jì)錄。所有工件采用0.25mm層厚所建構(gòu)。
　　
　　FDM系統(tǒng)時(shí)數(shù)
　　
　　Maxum2.2
　　
　　Titan2.7
　　
　　ProdigyPlus4.2
　　
　　表3表示運(yùn)行時(shí)間
　　
　　FDM技術(shù)的運(yùn)行時(shí)間是由工件的材料容積以及支撐結(jié)構(gòu)來定義。不像SLA，SLS或是PolyJet，Z軸高度都不影響時(shí)間。工件的材料總額與材料沉積率都是決定FDM技術(shù)運(yùn)行時(shí)間的重要因素。材料沉積率是噴嘴尺寸，線材寬度以及層厚的作用。較小的層厚與噴嘴將會(huì)增進(jìn)特征細(xì)節(jié)與表面完工精度，而建造時(shí)間會(huì)增加。額外的考慮是FDM技術(shù)的運(yùn)行時(shí)間不因材料不同而有變化。而對(duì)于SLA技術(shù)與SLS技術(shù)，運(yùn)行時(shí)間是取決于材料種類并且會(huì)有20%以上的變化。為了減少運(yùn)行時(shí)間，F(xiàn)DM系統(tǒng)提供了”稀疏填充”（輕量化技術(shù)）的選項(xiàng)。這種選項(xiàng)類型會(huì)建立實(shí)體狀的周圍與骨架狀的內(nèi)部。線材的間隔為3.8mm且在每一層會(huì)交替線材的方向，所以材料的總額與建構(gòu)時(shí)間都會(huì)減少。
　　
　　既然FDM技術(shù)的運(yùn)行時(shí)間都不受Z軸高度影響，除了任何額外支撐材料之外，工件的成型方向可以為了佳的品質(zhì)而不造成時(shí)間損失。在其它每一項(xiàng)技術(shù)之中，通常時(shí)間與品質(zhì)兩者不可兼得，當(dāng)以Z軸為低的成型方向時(shí)可以減少建構(gòu)時(shí)間，但是特征的品質(zhì)較差。
　　
　　還有需要考慮的是FDM技術(shù)不需要顯著的時(shí)間去暖機(jī)到運(yùn)行溫度或是去讓完成的工件冷卻。在SLS或SLA技術(shù)制程中，系統(tǒng)每運(yùn)行一次的預(yù)先暖機(jī)與輸出冷卻都需要增加2到4個(gè)小時(shí)。并且在SLA技術(shù)制程中，制作出來的原形件需要用酒精或丙酮清洗掉表面的液體樹脂，然后放到紫外光固化箱中進(jìn)行二次固化。在SLS技術(shù)制程中，制作出來的原形件需要“清粉”、浸蠟處理。以上這些費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的后處理過程FDM都不需要。
　　
　　設(shè)備使用環(huán)境
　　
　　快速成型設(shè)備能放置于電腦設(shè)計(jì)室內(nèi)以便于工作，要求設(shè)備無煙塵、無震動(dòng)和噪音并且材料安全無毒。而光敏樹脂（SLA）液態(tài)原材料有毒，需特別小心處理，并且需配置抽風(fēng)系統(tǒng)，以抽除建模過程中產(chǎn)生之毒煙；而粉末材料（SLS）需配備抽風(fēng)系統(tǒng)、吸塵設(shè)備、防塵箱及氮?dú)獍l(fā)生系統(tǒng)；紙張（LOM）也需要配置抽風(fēng)系統(tǒng)以抽除建模過程中產(chǎn)生之煙霧；只有美國(guó)Stratasys公司的FDM快速成型機(jī)只需要在一般辦公室環(huán)境下操作。
　　
　　應(yīng)用范圍
　　
　　概念模型
　　
　　許多FDM技術(shù)的使用者把該技術(shù)當(dāng)作設(shè)計(jì)的周邊。就本身而言，為了在制程早期就能審核與確認(rèn)設(shè)計(jì)概念，該技術(shù)已經(jīng)變得另一種與CAD系統(tǒng)連結(jié)并驅(qū)動(dòng)的工具。由于這樣的應(yīng)用，F(xiàn)DM技術(shù)都是作為概念模型工具以清楚地傳達(dá)日益精致與復(fù)雜的設(shè)計(jì)。當(dāng)FDM技術(shù)無法從概念模型中提供預(yù)期的速度，它提供了結(jié)合概念模型與視覺應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。這些強(qiáng)處包含性，材料屬性，色彩以及免用手動(dòng)工件后處理。盡管材料強(qiáng)度與硬度并非概念模型的關(guān)鍵，但是它通常值得關(guān)注，因?yàn)榇嗳醯哪Ｐ屯ǔＴ诓贿m當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)破裂。FDM技術(shù)的模型也應(yīng)用于銷售與行銷，包含內(nèi)部與外部。對(duì)內(nèi)，F(xiàn)DM技術(shù)的原型是用來給銷售團(tuán)隊(duì)，管理階層以及其它員工在開始制造之前看一眼產(chǎn)品長(zhǎng)相。對(duì)外，原型是用來在產(chǎn)品作商品化之前引起預(yù)期客戶的興奮與興趣。
　　
　　塑型，裝配以及功能性模型
　　
　　對(duì)許多技術(shù)而言，快速原型的應(yīng)用在塑型，裝配以及功能性分析方面時(shí)需要作某些方面的犧牲。盡管SLA技術(shù)與PolyJet技術(shù)提供較好的細(xì)節(jié)，度與表面加工精度，但是他們無法提供必要的強(qiáng)度與硬度。同樣地，SLS技術(shù)提供強(qiáng)度而犧牲性與細(xì)節(jié)。
　　
　　修整樣品
　　
　　快速原型可以用來作為建立模具的樣品。不像其它快速原型技術(shù)，F(xiàn)DM技術(shù)可以成功地用來制作樣品。然而，必須考慮表面加工精度與工件后處理到可以作為母模所需時(shí)間。脫蠟鑄造是樣品的額外用途，樣品必須能在他們自己所建立陶砂殼模之中燃燒消耗掉。FDM技術(shù)制程所建構(gòu)的蠟?zāi)ＥcABS模都被證實(shí)適合應(yīng)用在陶砂殼模之中燃燒消耗的標(biāo)準(zhǔn)鑄造流程。
　　
　　快速制造（少量多樣）
　　
　　快速原型激起對(duì)于短期制造的興趣，對(duì)于少到只有一個(gè)單位的訂單都很合算。這樣的應(yīng)用需要工件在許多領(lǐng)域都符合功能性規(guī)格。在FDM技術(shù)的性與材料屬性都是可用之際，它是少數(shù)致力于該應(yīng)用的技術(shù)之一。當(dāng)尚未經(jīng)過后加工修飾的FDM工件可能受限使用于可視化，裝飾的應(yīng)用，但不受妨礙它去作為內(nèi)部組件，或是那些不需要藝術(shù)吸引力的用途。對(duì)于快速制造的應(yīng)用，運(yùn)行時(shí)間將會(huì)成為一項(xiàng)重要的考慮。然而，就像幾位使用者的證明，為數(shù)不多的工件運(yùn)行時(shí)間是明顯地少于生產(chǎn)模具與成品所需要的總時(shí)間。
　　
　　金屬材料、金屬制品行業(yè)發(fā)展前景
　　
　　金屬制品行業(yè)包括結(jié)構(gòu)性金屬制品制造、金屬工具制造、集裝箱及搖臂鉆床制造、
　　
　　集裝箱不銹鋼及類似日用金屬制品制造等。隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，金屬制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及人們的生活各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用越來越廣泛，也給社會(huì)創(chuàng)造越來越大的價(jià)值。
　　
　　金屬制品行業(yè)在發(fā)展過程中也遇到一些困難，例如技術(shù)單一，技術(shù)水平偏低，缺乏*的設(shè)備，人才短缺等，制約了金屬制品行業(yè)的發(fā)展。為此，可以采取提高企業(yè)技術(shù)水平，引進(jìn)*技術(shù)設(shè)備，培養(yǎng)適用人才等提高中國(guó)金屬制品業(yè)的發(fā)展。
　　
　　2009年金屬制品行業(yè)的產(chǎn)品將越來越趨向于多元化，業(yè)界的技術(shù)水平越來越高，產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)穩(wěn)步提高，競(jìng)爭(zhēng)與市場(chǎng)將進(jìn)一步合理化。加上國(guó)家對(duì)行業(yè)的進(jìn)一步規(guī)范，以及相關(guān)行業(yè)優(yōu)惠政策的實(shí)施，2009-2012年，金屬制品行業(yè)將有巨大的發(fā)展空間。