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      快速成型技術論文

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      快速成型技術論文

        快速成型技術是二十世紀九十年代發(fā)展起來的一項先進制造技術,下面是小編為大家精心推薦的快速成型技術論文,希望能夠對您有所幫助。

        快速成型技術論文篇一

        淺談快速成型技術

        【摘 要】本 篇文章簡單介紹了快速成型技術的起源、優(yōu)點和特點,同時分析了快速成型制造技術的應用及未來發(fā)展方向,工業(yè)產品造型設計及制造利用了此項技術,可以很大程度的提高設計及制造水平、縮短設計開發(fā)、生產制造周期、降低產品開發(fā)期間的成本,具有廣泛的應用前景。

        【關鍵詞】快速成型制造技術;產品造型設計;特點;優(yōu)越性;應用;發(fā)展趨勢

        中圖分類號: S776 文獻標識碼: A 文章編號:

        【引 言】隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,人們要求可以實現(xiàn)產品功能的同時,對產品的造型也提出了更高的要求。一個成功的產品必須注意造型的設計,產品造型體現(xiàn)了設計者的意圖和使用者的權利,只有把設計者的意圖與使用者的需求統(tǒng)一起來,產品才能成為一個成功的產品。這樣,對產品造型設計及制造提出了更高的要求,此時,快速成型制造技術便引入到產品造型設計和制造中。

        起源

        快速成形技術又可以叫做快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing,簡稱RPM)技術,產生于20世紀80年代的后期,是基于材料堆積法的一種高新制造技術,被認為是近20年來制造領域的一個重大成果。它集機械工程、CAD、逆向工程技術、分層制造技術、數(shù)控技術、材料科學、激光技術于一身,可以自動、直接、快速、精確地將設計思想轉變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑突蛑苯又圃炝慵?,從而為零件原型制作、新設計思想的校驗等方面提供了一種高效低成本的實現(xiàn)手段。即,快速成形技術就是利用三維CAD的數(shù)據(jù),通過快速成型機,將一層層的材料堆積成實體原型。

        快速成型技術發(fā)展至今,以其技術的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速發(fā)展,傳統(tǒng)的快速成形技術使用的是“去除”加工法,即部分去除大于工件的毛坯上的材料來得到工件。而全新的快速成型技術使用的是“增長”加工法——用一層層的小毛坯逐步疊加成大工件,將復雜的三維加工分解成簡單的二維加工的組合。因此,傳統(tǒng)的加工機床和模具不需要采用,而且工時只用傳統(tǒng)加工方法的10%~30%,成本則為傳統(tǒng)加工成本的20%~35%,就能直接制造出產品樣品或模具。由于快速成形具有上述突出的優(yōu)勢,所以近年來發(fā)展迅速,已成為現(xiàn)代先進制造技術中的一項支柱技術,實現(xiàn)并行工程(Concurrent Engineering,簡稱CE)必不可少的手段。

        優(yōu)點

        不需要準備任何模具、刀具和工裝夾具,快速成型技術可以直接調用產品設計數(shù)據(jù),快速制造出新產品的樣件或者模具。因此,快速成型技術的推廣應用,可以極大的縮短新產品開發(fā)周期、開發(fā)的成本得到了降低、開發(fā)的質量得到了保障。從傳統(tǒng)的"去除法"到今天的"增長法",從必須依賴模具進行制造,發(fā)展到不需要模具就可以實現(xiàn)制造,這就是快速成型技術對制造業(yè)產生的革命性意義。

        特點

        RP技術將一個實體的復雜的三維加工分散成一系列層片的加工,大大降低了加工難度,具有如下特點:

       ?、趴焖俚某尚腿^程,適合目前激烈的產品市場;

       ?、迫我鈴碗s形狀的三維實體都可以制造;

        ⑶使用CAD設計軟件,設計完成后可以直接進行制造,具有直觀性和易改性;

       ?、瘸尚瓦^程無需專用模具、刀具和夾具,既節(jié)省了費用,又縮短了制作周期。

        ⑸技術的高度集成性,既是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然產物,也是對它們的綜合應用,高新技術 特征鮮明。

        上述特點決定了RP技術主要適合于新產品開發(fā)過程中,單件的快速制造及小批量零件制造,復雜形狀零件的制造,模具與模型設計,也適合于難加工材料的制造,外形設計檢查,裝配檢驗等。

        應用

        在機械制造領域的應用

        由于RP技術自身的特點,使得其在機械制造領域內,多用于產品開發(fā)過程中單件快速制造和小批量生產。有些形狀復雜的零件只需單件或少于50件的小批量,此類產品通過開模后再生產,成本高,周期長。一般可用RP技術直接進行制造,成本低,周期短。將快速成型技術與傳統(tǒng)的模具制造技術相結合,模具制造的開發(fā)周期縮短,生產率提高,有效的解決了模具設計與制造這個薄弱環(huán)節(jié)??焖倌>咧圃焓荝P技術最具潛力的應用領域,其生產能力和產生的經(jīng)濟效益是不可估量的。

        根據(jù)材質不同,間接制模法生產出來的模具一般分為軟質模具(Soft Tooling)和硬質模具(Hard Tooling)兩大類。軟質模具是用硅橡膠、環(huán)氧樹脂、低熔點合金、鋅合金、鋁等軟質材料制作的模具。軟質模具生產制品的數(shù)量一般為50~5000件,對于上萬件乃至幾十萬件的產品,仍然需要傳統(tǒng)的硬質模具,硬質模具指的就是鋼質模具,利用RP原型制作鋼質模具的主要方法有熔模鑄造法、電火花加工法、陶瓷型精密鑄造法等。

        發(fā)展方向

        RP技術現(xiàn)在已經(jīng)在許多領域里得到了應用,顯示出極大的優(yōu)越性,但它仍有一定的局限性,使用RP技術制造,其可成型的材料有限,加工精度比較低、單件成本高、強度和耐久性能還不能滿足用戶的要求,在一定程度上阻礙了該技術的推廣和普及。

        快速成形技術下一步研究開發(fā)工作主要在以下幾方面:

       ?、鸥纳瓶焖俪尚蜗到y(tǒng)的可靠性、生產率和制作大件能力,尤其是提高快速成形系統(tǒng)的制造精度;

       ?、崎_發(fā)經(jīng)濟型的快速成形系統(tǒng),降低單件成本;

       ?、歉倪M快速成形技術的方法和工藝創(chuàng)新;

        ⑷加速其在快速模具制造中的應用;

       ?、砷_發(fā)性能良好的快速成形材料;

        ⑹開發(fā)快速成形的高性能軟件等。

        總而言之,快速成型技術是一種新型成形方法,雖然問世不久,但已廣泛應用于許多領域中,給許多行業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。隨著市場一體化競爭的日趨激烈,要求新產品開發(fā)和生產周期越來越短,這為快速成型技術的生產與發(fā)展帶來了廣闊的空間。RP技術將會被越來越多的企業(yè)所采用,對企業(yè)的發(fā)展發(fā)揮起到越來越重要的作用,并將給企業(yè)帶來豐厚回報,其自身也將獲得更大的發(fā)展。

        參考文獻

        [1]王稱·快速成型技術的起源與方向【J】·科技與企業(yè) ,2011,(13)。

        [2]韓霞,楊恩源等·快速成型技術與應用【M】·機械工業(yè)出版社,2012。

        [3]陳宣啟·工業(yè)設計中的快速成型技術【J】·熱加工工藝,2011。

        [4]肖來利等 · 快速成型技術的現(xiàn)狀及應用概述【J】·中國礦業(yè),2012。

        [5]宋天虎 ·我國快速成型制造技術的發(fā)展與展望 【J】·中國機械工程,2000。

        [6]陳嬋娟·快速成型技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢【J】·湖南科技學院學報 ,2011,(08)。

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