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快速成形技术——制造业的新兴技术
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摘要】 介绍了快速成形技术原理与特点,国内外研究应用情况和该工艺的综述及比较,以及进一步研究、开发的方向。
, G9 t% b1 g/ g9 b' `1 y1、前 言 4 n" u3 F/ _/ m, I/ T- P& U
90年代开始,随着冷战时代的结束,市场环境发生了巨大的变化。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,产品制造商们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、和现代企业管理技术的发展日新月异,这些技术、产业的发展与进步,给产品创意、研究开发、设计、工艺设计、加工准备、制造工艺、装备、装配、质量保证、生产管理和企业经营都有带来了重大变革,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的成就。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。 2、技术原理及特点
) V8 o# a3 K9 c% }' O 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)材料增加成形(MAP)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。快速成形技术系统的工作流程,如图1示。 图1 快速成形系统工作流程 快速成形技术有以下特点:
5 z$ O$ N( T4 @+ X1 _, \0 F2 m (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 q9 d" l9 y7 I7 b/ ?; {" P (2) 原型的复制性、互换性高;
; k6 @6 T8 {7 `. c2 z. ^' D a& q" O (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;
0 @, m" s* ]9 x4 }9 B6 S/ z$ m6 \ (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%,加工周期节约70%以上;
* ^( x4 f# f }* d) j4 [+ e6 o (5) 高度技术集成,可实现了设计制造一体化; |