1 基本原理
RP系統成套設備價格昂貴的根本原因是因為它是將機械工程、CAD、CAM、CNC、精密伺服驅動、激光技術及新材料技術集於一體的一種高新技術產品。怎樣降低RP系統的價格呢？筆者提出了模塊化與取代化相接合的原則,將複雜的RP系統「解耦」成功能相對獨立的幾個模塊,然後分析哪些模塊是RP系統特有的,是無法取代的,哪些模塊是可以用其它相同或相似的功能模塊，不作或少作修改來取代,而且取代后RP設備的成本會有明顯的降低。RP系統從功能上可以分為4部分:造型設計模塊、切片處理模塊、成形控制模塊及成形裝置模塊。4個模塊哪些是無法取代的呢？很明顯切片處理模塊的功能是，將一個零件的CAD三維模型處理成二維平面數據，是RP技術特有的,是無法取代的。而造型設計模塊對已據有CAD三維造型應用基礎（軟硬體、人才）的用戶,只要輸出成形機要求的文件格式就可以了,無需新的投資。對無工作站或高檔微機、CAD造型軟體及三維造型能力的用戶,為了降低採用RP技術的投資費用,也可以藉助其它單位，如高等院校、科研院所的人才、計算機軟硬體優勢,通過計算機網路，如區域網、廣域網、甚至公用電話網，來實現遠程通訊把數據傳輸到成形機里。而成形控制模塊和成形裝置模塊能夠被取代嗎？下面就這一問題展開討論。
RP技術是一種直接用CAD模型驅動快速製造複雜形狀的三維零件的先進位造技術，而CNC加工技術是一種計算機數字控制技術，它們都是用數字化信號控制執行部件完成預定的零件成形過程。而LOM、SLA、FDM、SLS等快速成形工藝方法的材料處理維數都是N＝2,即將一個零件的CAD三維模型進行離散化（降維）處理成二維平面，再由二維平面堆積成一個物理的三維實體。根據N＝2的條件，為確保其實現的運動控制系統的維數M＝2.5。而CNC機床若材料處理維數N＝2，為確保其實現的運動控制系統的維數也是M＝2.5。若N＝3，其運動控制系統的維數M＝5（若用空間平面來擬合自由曲面時，M＝3）［1，2］，所以一般的連續切削控制CNC機床都有2.5軸以上的聯動功能。這說明從信息處理和運動控制的角度來看，具有2.5軸以上聯動功能的CNC機床數控系統（這裡所指的數控系統包括數控裝置、可編程控制器、主軸驅動及進給驅動裝置等部分）可以完成LOM、SLA、FDM、SLS等成形工藝的成形控制過程。因此RP系統的成形控制模塊可以用企業現有的具有2.5軸以上聯動功能CNC機床的控制系統來取代。快速成形裝置模塊是指完成某種快速成形工藝成形運動的運動部件，顯然CNC機床原有的運動部件如X－Y－Z運動單元，也可作為快速成形裝置模塊中的必要組成部分，但還需研製與機床原有的運動部件有機集成的專用部件，才能完成快速成形運動。
綜上所述，我們提出的經濟型RP系統是指，以用戶現有的具有2.5軸以上聯動功能的CNC數控機床為基礎，以現有的工作站或高檔微機和三維CAD造型軟體作造型設計模塊，只配置切片處理模塊和快速成形裝置模塊中的必要部件，來完成產品成形過程的快速成形系統。
2 系統組成
經濟型RP系統的核心是以用戶現有的CNC機床系統來代替RP系統的很大一部分功能,以達到降低RP設備投資費用的目的。下面以經濟型分層實體製造（LOM）系統為例來具體討論這種經濟型RP系統的組成特點。
2.1 機械系統
經濟型RP系統的機械部分就是上面所說成形裝置模塊，它包括X－Y－Z運動單元（主軸箱、工作台）、原材料存儲及送進機構、熱壓機構、激光切割機構或專用刀具切割機構等。X－Y－Z運動單元是CNC機床已有的,而原材料存儲及送進機構、熱壓機構、激光切割機構或專用刀具切割機構等需要專門研製。RP技術自產生以來，其成形工藝方法已發展了分層實體製造、光固化成形、粉末燒結成形、熔積成形和氣相沉積成形等10多種，而數控機床的品種也很多，研究分析RP技術，各種常見工藝方法和各種CNC機床的可能組合方式及各種組合方式，怎樣儘可能地利用原機床的運動部件，以簡化成形裝置模塊，降低經濟型RP系統的投資費用，是研究開發經濟型RP設備的關鍵技術之一。例如經濟型LOM系統若在立式加工中心機床上開發,切割機構就要與主軸相固聯,而原材料存儲及送進機構、熱壓機構需安裝在機床工作台上等。
2.2 控制系統
成形機的輪廓掃描借用了數控機床控制系統的軟硬體資源，而原材料存儲及送進機構、熱壓機構的運動控制需專門的軟硬體來實現,且必須與CNC數控系統相互協調,其邏輯框圖見圖1。
2.3 軟體系統
軟體系統包括幾何建模和信息處理兩
