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快速成型-先进的现代制造技术
Survey??综述
快速成形—先进的现代制造技术
潘东杰,黄列群,沈永华,薛存球,何芝梅,马益诚
(浙江省机电设计研究院,浙江杭州310002)
摘要:快速成形技术是新技术的综合成果,将会给制造业带来根本变化;简介了快速成形技术的原理与特点,国内、外研究应用情况和快速成形工艺的综述与比较,进一步研究与开发的项目。关键词:快速成形技术;三维模型;计算机控制;成形工艺
文献标识码:A 文章编号:100028365(1999)0420037203
RapidPrototyping—advancedModernManufacturingProcess
PANDong2jie,HUANGLie2qun,SHENYong2hua,
XUECun2qiu,HEZhi2mei,MAYi2cheng
(ZhejiangMechanicalElectricalDesignAbstract:Asanintegrativeresultofnewtechnology,Rapidbringinmanufac2turing.Thisarticlehasintroduceditsapplication,itssummarizationandcompare,andKeyWords:2;Computercontrol;Patternmakingtechnique
从90年代开始,市场环境发生了巨大变化。一方面表现为消费者需求日趋主体化、个性化和多样化;另一方面则是产品制造商们都着眼于全球市场的激烈竞争。面对市场,不但要很快地设计出符合人们消费需求的产品,而且必须很快地生产制造出来,抢占市场。因此,面对一个迅速变化且无法预料的买方市场,以往传统的大批量生产模式对市场的响应就显得越来越迟缓与被动。快速响应市场需求,已成为制造业发展的重要走向。为此,这些年来工业化国家一直在不遗余力地开发先进制造技术,以提高制造工业的发展水平,以便在激烈的全球竞争中占有一席之地。与此同时,计算机、微电子、信息、自动化、新材料和现代化企业管理技术的发展日新月异,产生了一批新的制造技术和制造模式,制造工程与科学取得了前所未有成就。快速成形技术就是在这种背景下逐步形成并得以发展。
快速成形技术的发展,使得产品设计、制造的周期大大缩短,提高了产品设计、制造的一次成品率,降低产品开发成本,从而给制造业带来了根本性的变化。1 技术原理及特点
技术以及它们的集成。通俗地说,快速成形技术就是利用三维CAD的数据,通过快速成型机,将一层层的
材料堆积成实体原型。图1表示快速成形技术系统的工作流程。
图1 快速成型系统工作流程
Fig.1 Techniqueflowchatofrapidprototypingsystem.
快速成型技术有以下特点:
(1)制造原型所用的材料不限,各种金属和非金属材料均可使用;
(2)原型的复制性、互换性高;
(3)制造工艺与制造原型的几何形状无关,在加工复杂曲面时更显优越;
(4)加工周期短,成本低,成本与产品复杂程度无关,一般制造费用降低50%,加工周期缩短70%以上;
(5)高度技术集成,可实现设计制造一体化;2 国内外研究、应用情况
1986年,CharlesHull开发了世界上第一套快速原型装置,第二年第一代商业化快速原型制造系统在3DSystems公司问世。此后的10年间,快速原型制造
快速成形技术(快速原型技术,RP技术)是计算机辅助设计及制造技术、逆向工程技术、分层制造技术(SFF)、材料去除成形(MPR)或材料增加成形(MAP)
收稿日期:1999201212
),男,浙江杭州人,副研究员、作者简介:潘东杰(19592 学士1
技术的研究和开发工作开展得如火如荼。目前,开发
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并销售RP系统的企业有20多家。美国、日本及欧洲发达国家已将快速成形技术应用于航空、宇航、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型(雕刻)、建筑模型、机械行业等。国内RP研究起步是在1991年左右,北京隆源快速成形公司、清华大学、西安交通大学、南京航空航天大学、华中理工大学、上海交通大学、华北工学院等单位在成型理论、工艺、设备、材料、软件开发等方面做了大量的研究工作。有些单位已开发出商品化、能做出复杂原型的RP系统。例如北京隆源公司开发的AFS—300激光快速成形机(选择激光烧结系统)、华中理工大学研制的以纸为成形材料的基于分层物体制造原理的HRP系统、清华大学研制的多功能快速造型系统MRPMS和基于FDM的熔融挤出成形系统(MEM—250)等。在基于快速成形技术的快速制造模具方面:上海交通大学开发了具有我国自主知识产权的铸造模样计算机辅助快速制造系统,为汽车行业制造了多种模具;;,模具和铸铁模块,系统的应用上,也走在了国
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