快速成型技术及其在产品开发中的应用
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快速成型技术在产品开发过程中的应用随着科技的发展和人们对于产品品质的要求,产品开发已经成为了现代企业的必备策略之一。
而在产品开发的过程中,快速成型技术的应用已经成为了一种不可替代的工具。
本文将深入探讨快速成型技术在产品开发过程中的应用。
一、什么是快速成型技术快速成型技术,简称“Rapid Prototyping (RP)”,最早是1987年由美国3D系统公司发明出来的,它是一种以电子计算机(CAD),数控机床(CAM)及高功率激光器为基础的新型制造技术。
快速成型技术通过使用CAD软件从三维模型开始设计,并利用SLA、SLS、FDM等不同的成型技术层层堆积原型件,逐步完成新产品开发的过程。
二、快速成型技术在产品开发中的应用1.缩短产品开发周期快速成型技术的最大优势在于它能够通过大量的快速成型技术制造原型件,从而大大缩短产品开发周期,缩短了开发周期,提高了产品的效率和市场竞争力,抢先市场,使企业能够更快地推向市场,同时还可以减少开发成本和生产周期,可谓是“以最短时间获取最大效益”。
2.提高产品质量快速成型技术能够在不同的程序下生产出原型件,可为设计人员提供更加客观和直观的视觉效果,使设计人员更好地对产品模型进行修改,并避免了较大改动风险,全方面提高了产品的质量,同时也为后期制造过程中遇到的问题提供了解决方案。
3.提高生产效率快速成型技术能够在短时间内较为准确地制造出各种具体形态的实物模板,逐步完成为产品量身定制的过程,相比传统的制造工艺,快速成型技术更加节约时间和成本,提高生产效率。
4.实现小批量定制快速成型技术可以根据客户需求,为客户提供个性化产品设计和生产,达到了小批量专业化定制的目的,对于企业来说是一个很好的提高竞争力的办法。
三、结语总之,随着快速成型技术的日益发展和普及,产品开发过程越来越注重效率、精度和灵活性,并且快速成型技术也成为了新产品开发的一个重要环节。
未来,随着快速成型技术的不断更新和发展,相信它还将在更多的领域得到应用。
快速成型技术及其在工业生产中的应用快速成型技术是近年来工业生产领域中一个炙手可热的技术,其将传统的制造方式推向了一个全新的境界,对于工业生产的质量、效率、成本的优化均有积极的帮助,在未来的发展中,其前景更加广阔。
一、快速成型技术概述快速成型技术是指通过计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术,利用激光、电子束、喷墨等方式将原料制造成零部件的新型制造技术。
目前,应用较广泛的快速成型技术主要有激光烧结成型、光固化成型、激光熔化成型、线切割成型、喷墨成型等。
二、快速成型技术在工业生产中应用1. 工业设计快速成型技术最大的优势是在产品设计阶段,可以快速制造出实际尺寸的零部件,从而帮助实现更好的设计效果。
传统的模型制作需要用手工完成,周期较长、成本高,且不利于修改,而快速成型技术可以快速、准确、灵活地制造出多种模型,帮助设计师实现更好的设计效果。
2. 制造业在工业生产领域中,快速成型技术广泛应用于各种制造行业,如汽车、航空、医疗等。
在汽车行业中,快速成型技术可以快速地生产出各种所需零部件,从而实现零部件的快速替换和更新,提高整车的制造效率和质量,同时,由于快速成型技术可以精确制造各种模具,因此可以生产各种复杂、精密的模具,为汽车制造业带来更大的便利。
在航空行业中,快速成型技术的应用范围也十分广泛,主要用于生产各种复杂、精密的零部件,从而提高飞机的制造效率和质量。
在医疗行业中,快速成型技术可以用于生产各种医疗器械和植入物。
其制造出来的零部件可以依据患者的具体情况进行制造,因此可以更好地满足医疗行业的需求。
3. 艺术设计快速成型技术还可以用于艺术设计领域。
由于其精度和灵活性较高,因此可以造就出更多新颖、独特的艺术品,对于传统艺术的转型和发展有着积极的作用。
由于快速成型技术可以将艺术家的想象力变为现实,因此可以给艺术家带来更多的自由度和创作灵感。
三、快速成型技术发展前景随着科技的不断进步和市场需求的不断增加,快速成型技术在工业生产领域中的应用前景十分广阔。
快速成型技术在工业设计中的应用快速成型技术是一种基于计算机辅助设计和制造的先进技术,它在工业设计中有着广泛的应用。
通过该技术,设计师可以快速地将设计概念转化为实际的产品原型,从而提高工作效率、降低成本。
在工业设计中,快速成型技术能够帮助设计师将创意快速转化为实际的产品原型。
传统的产品开发过程中,设计师需要通过手工制作或者借助模具来制造产品原型,这个过程通常耗时较长且费用较高。
而快速成型技术能够通过快速地堆叠材料来制造产品原型,大大缩短了制造周期,节省了时间和成本。
在产品设计的早期阶段,快速成型技术可以帮助设计师快速验证设计概念的可行性。
设计师可以通过将设计文件输入到快速成型设备中,快速制造出产品原型,进而进行实物验证。
如果设计存在问题,设计师可以及时进行修改,从而避免了在后期制造过程中可能出现的错误和延误。
快速成型技术还可以帮助设计师进行产品的外观设计和功能测试。
通过快速制造出产品原型,设计师可以更直观地了解产品的外观效果,从而进行必要的修改和优化。
同时,快速成型技术还可以制造出具有实际功能的产品原型,设计师可以通过对原型进行测试来评估产品的性能和可靠性。
在产品定制方面,快速成型技术也发挥着重要的作用。
传统的产品制造过程中,生产线通常需要进行大规模的调整和改装,以满足不同产品的需求。
而快速成型技术可以根据用户的需求快速制造出定制化的产品,大大提高了生产线的灵活性和适应性。
快速成型技术还可以帮助设计师进行产品的小批量生产。
在传统的生产方式中,小批量生产往往需要进行专门的模具制造,成本较高且周期较长。
而快速成型技术可以通过直接制造产品来降低生产成本,提高生产效率,满足小批量生产的需求。
快速成型技术在工业设计中有着广泛的应用。
它可以帮助设计师将创意快速转化为实际的产品原型,提高工作效率、降低成本。
同时,它还可以帮助设计师进行产品的外观设计、功能测试、定制生产和小批量生产。
随着技术的不断发展,相信快速成型技术将在工业设计中发挥更大的作用,为创新和进步提供更多可能性。
快速成型技术在产品设计中的应用快速成型技术可以帮助设计师更好地进行产品的外观设计。
通过将产品的CAD模型转化为RP系统可读的格式,可以快速制作出产品的原型模型。
设计师可以通过观察和检验原型模型,对产品的外观进行修改和优化,从而更好地满足用户的需求和美学要求。
与传统的手工模型制作相比,快速成型技术可以更好地还原CAD模型的细节和曲面,提高了设计师的设计自由度。
快速成型技术还可以制作出多种不同材料和颜色的原型模型,帮助设计师进行外观材质和色彩的测试和选择。
快速成型技术可以为产品的功能设计提供有效的验证手段。
通过制作出与正式产品结构相同或相似的原型模型,可以进行功能测试、装配性测试、流体力学测试等。
设计师可以通过测试结果,及时发现和解决产品设计中的问题,降低产品开发的失败风险。
与传统的虚拟仿真方法相比,原型模型的制作可以更真实地模拟产品的物理性能,提高了测试结果的可靠性和准确度。
快速成型技术还可以将其他传感器、电子元件等集成到原型模型中,以验证产品的各种功能。
快速成型技术可以帮助制造商进行产品的市场测试和反馈收集。
在产品设计初期,制造商可以通过制作产品的简化原型模型,来进行市场测试和用户反馈收集。
用户可以通过使用原型模型,体验产品的基本功能和使用感受,并提出改进建议和意见。
制造商可以基于用户的反馈意见,及时调整产品设计,提升产品在市场上的竞争力。
与传统的市场调查方法相比,原型模型可以更直观地展示产品的特点和优势,提高用户的参与度和反馈质量。
快速成型技术在产品设计中的应用为设计师和制造商提供了强大的工具和方法,可以快速制作产品的样品和原型模型,验证产品的外观、功能和市场需求。
值得注意的是,快速成型技术仍然存在一些问题和限制,如成本较高、制作时间较长、材料选择有限等。
在实际应用中应综合考虑这些因素,选择合适的快速成型技术和材料,以满足产品设计的要求。
应不断关注和学习快速成型技术的发展和创新,以提高产品设计和制造的效率和质量。
快速成型技术在产品设计中的应用
快速成型技术是一种将数字化三维模型转化为实际物体的技术,通过计算机辅助设计
软件和材料加工设备实现原型设计与制造的重要方法。
在产品设计领域中,快速成型技术
应用广泛,主要应用于产品原型制作、产品的外观检验和最终产品的制造等方面。
一、原型制作
快速成型技术可以大大加快产品原型的制作速度,并可以提供高精度、高质量的原型。
使用传统的手工制作方法,需要耗费大量的时间和人力,而且在精度和质量方面也无法与
快速成型技术相比。
快速成型技术可以将设计师的概念迅速转化为实际产品样品,从而使
设计师可以更快地评估和确认其设计方案的可行性,对于新产品的开发和改良具有重要的
作用。
二、外观检验
在产品设计阶段,快速成型技术可以通过制造实际样品,方便设计师对产品的外观、
尺寸、色彩等方面进行检验。
传统的检验方式需要手动制作模型进行比对,费时费力,且
难以做到精度的一致性。
快速成型技术可以在短时间内制作多个产品样品,提高检验的效
率和准确性。
三、最终产品制造
快速成型技术可以直接将设计师的三维模型转化为零件,并可以在短时间内生产出更
具精度和质量的产品。
在快速成型技术中,材料的用量较少,制造过程中浪费的材料也较少,大大降低了生产成本,并提高了生产效率和产品质量。
综上所述,快速成型技术在产品设计中的应用广泛,具有很大的优势。
它可以减少产
品制造时间,提高产品设计和制造的效率和准确性,从而为产品的研发和改进提供了有力
的技术手段。
随着新材料和新技术的不断发展,快速成型技术将会在产品设计中发挥更为
重要的作用。
快速成型技术在产品设计中的应用快速成型技术是一种通过计算机模型和相应的设备,以较短的时间、较低的成本、精度高的方式制造出零部件或者实体的技术。
随着科技的发展,快速成型技术被广泛应用于汽车、机械、航空、医疗等工业制造领域。
在产品设计方面,快速成型技术在以下几个方面有着非常重要的应用。
一、高效的产品设计通过快速成型技术,产品设计者可以快速制造出原型模型,以形象和实际的方式展现设计想法,直接验证设计方案,避免了设计方案的漏洞和误差,有效提高了产品设计的效率。
快速成型技术制造的原型,同时也可用来测试装配性、耐久性、图案设计等。
并且,快速成型技术可以缩短前期开发周期,避免出现市场、竞争跟不上的状况。
二、提高产品质量传统制造工艺,例如注射、铸造、电火花加工等,让产品设计者及生产工人需要反复修正产品才能满足质量要求。
而采用快速成型技术,可以通过模拟生产过程进行实验、变换不同的材料、气压、温度等条件来调整工艺参数,从而更好地掌握良好的产品质量。
三、精度高相对于手工或者传统制造方式,快速成型技术可以将诸多复杂的制造环节转化为计算机模型,避免人为因素带来的误差,并且精度高,制造出来的零部件或者模型与设计的模型几乎一致。
四、降低成本传统制造方式需要制造模具、精密加工等较高成本的要素,而快速成型技术所需的成本相对较低,制造的产品更快速、更精确、更专业,从而大幅降低了制造成本。
通过快速成型技术的应用,产品设计者可以以更快的速度制造出更高质量的零部件或者模型,实现了快速成型,以满足市场竞争和客户需求的要求。
同时,也通过降低企业成本,实现了效益的快速提升,提高了企业的竞争力。
综上所述,快速成型技术在产品设计方面具有非常重要的应用前景。
尽管不断地推进着新技术的应用和不断的改进制造过程是必要的,但必须考虑到目标市场,材料、成本效益和终端用户使用场景的实际要求,才能充分地实现快速成型技术在产品设计中的应用。
快速成型技术在新产品开发中的应用简介快速成型技术(Rapid Prototyping,简称RP)是一种通过快速制造物理模型的技术,可以帮助企业在新产品开发过程中快速验证设计和理念。
本文将探讨快速成型技术在新产品开发中的应用,并分析其优势和挑战。
1. 快速验证产品设计在传统的产品开发过程中,设计师和工程师通常必须等待数周或数月才能看到实物样品,这增加了开发周期和成本。
而快速成型技术通过快速制造物理样品,使得设计师能够快速验证和修改设计。
这不仅减少了开发周期,还帮助企业降低了开发成本。
2. 提高产品质量通过快速成型技术,设计师和工程师可以快速制造出可视和可操作的模型。
这些模型可以帮助他们更直观地评估产品的外观、尺寸和操作性能。
通过在早期阶段发现和解决问题,可以避免后期的设计漏洞,提高产品的质量和用户满意度。
3. 加快新产品上市时间快速成型技术的应用可以大大加快新产品的上市时间。
通过快速验证设计,优化产品性能和质量,企业可以更快地将产品推向市场,抢占竞争对手的先机。
这在当今快节奏的市场环境中尤为重要,尤其对于技术领先和创新性强的行业尤为有效。
4. 降低开发风险快速成型技术可以帮助企业降低新产品开发的风险。
通过制造出物理模型,企业可以在生产前测试产品的功能和性能,检测潜在问题并进行改进。
这有助于避免生产缺陷和不必要的成本,降低企业的风险。
快速成型技术应用的挑战除了上述的优势之外,快速成型技术在实际应用过程中也面临一些挑战。
1. 材料选择快速成型技术需要选用合适的材料来制造模型。
不同的材料具有不同的物理特性和机械性能,因此选择合适的材料很重要。
同时,随着产品的复杂性增加,需要更多种类的材料,这增加了材料选择的难度。
2. 生产能力和适用范围快速成型技术的应用还受到生产能力和适用范围的限制。
不同的技术和设备具有不同的生产能力和适用范围,部分复杂结构的产品可能无法通过快速成型技术进行制造。
因此,企业需要根据产品类型和要求选择合适的快速成型技术。
快速成型(RP)的原理方法及应用快速成型(RP)的原理方法及应用快速成型(RP)技术是一种集计算机、数控、激光和材料技术于一体的先进制造技术。
本文通过介绍快速成型系统的原理方法和特点,阐述其工艺特点及开发和应用,探讨快速成型技术在现代制造业中起到的重要作用和产生的巨大效益,分析快速成型技术的优点和缺点,并提出快速成型技术未来的发展方向和深远意义。
1前言当今时代,制造业市场需求不断向多样化、高质量、高性能、低成本、高科技的方向发展,一方面表现为消费者兴趣的短时效和消费者需求日益主体化、个性化和多元化;另一方面则是区域性、国际市场壁垒的淡化或打破,要求制造业的厂商必须着眼于全球市场的激烈竞争。
因此快速地将多样化、性能好的产品推向市场成为了制造业厂商把握市场先机的关键,由此导致了制造价值观从面向产品到面向顾客的重定位,制造战略重点从成本与质量到时间与响应的转移,也就是各国致力于CIMS(ComputerIntegratedManufactureSystem)、并行工程、敏捷制造等现代制造模式的研究与实践的原因。
快速成型(RapidPrototyping)技术正是在这种时代的需求下应运而生的。
它是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。
它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果,是先进制造技术的重要组成部分。
2快速成型的原理及特点快速成型技术采用离散/堆积成型原理,根据三维CAD模型,对于不同的工艺要求,按照一定厚度进行分层,将三维数字模型变成厚度很薄的二维平面模型。
再将数据进行一定的处理,加入加工参数,产生数控代码,在数控系统控制下以平面加工方式连续加工出每个薄层,并使之粘结而成形。
实际上就是基于“生长”或“添加”材料原理一层一层地离散叠加,从底到顶完成零件的制作过程。
它是计算机辅助设计与制造技术、逆向工程技术、分层制造技术、材料去除成形、材料增加成形技术以及它们的集成的总称。
题目:1、快速成型原理是什么?其技术有何特点?2、按制造工艺原理分,快速成型工艺主要分成哪几类?3、简述快速成型技术有哪些应用?4、典型的快速成型工艺有哪几种?试分析成型工艺的特点。
5、反求工程的基本含义是什么?应用在那几个方面?6、结合课程知识点,谈谈快速成型技术对新产品设计的作用。
1、快速成型原理是什么?其技术有何特点?快速成型原理RP系统可以根据零件的形状,每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面,然后再把它们逐层粘结起来,就得到了所需制造的立体的零件。
当然,整个过程是在计算机的控制下,由快速成形系统自动完成的。
不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同,系统的工作原理也有所不同,但其基本原理都是一样的,那就是"分层制造、逐层叠加"。
这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。
每个截面数据相当于医学上的一张CT像片;整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。
RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
RP技术的基本原理是:将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据,计算机据此信息控制激光器(或喷嘴)有选择性地烧结一层接一层的粉末材料(或固化一层又一层的液态光敏树脂,或切割一层又一层的片状材料,或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂)形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体,再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体,便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。
自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来,已经有十几种不同的成形系统,其中比较成熟的有SLA、SLS、LOM和FDM等方法。
其成形原理分别介绍如下:(1)SLA快速成形系统的成形原理:成形材料:液态光敏树脂;制件性能:相当于工程塑料或蜡模;主要用途:高精度塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。
快速成型技术在产品设计中的应用快速成型技术,即Rapid Prototyping,简称RP技术,是一种利用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术,通过堆叠或涂覆材料来逐层制造实体模型的技术。
随着科技的不断发展,快速成型技术在产品设计中的应用得到了越来越广泛的应用,为产品开发提供了更快、更灵活的解决方案。
本文将探讨快速成型技术在产品设计中的应用,并介绍其优势和未来发展趋势。
快速成型技术在产品设计中的应用主要体现在以下几个方面:1.快速制作实体模型:传统上,产品的开发需要花费大量的时间和成本来制作实体模型进行测试和验证。
而有了快速成型技术,设计师可以通过CAD软件设计出模型,并利用快速成型技术将设计图转化成实体模型,实现快速制作和验证设计的效果。
这样可以有效缩短产品开发周期,提高产品设计的灵活性和精度。
2.灵活性和创新性:快速成型技术可以很容易地制作复杂形状的实体模型,从而为设计师提供了更多的创意空间。
设计师可以通过快速成型技术制作出各种各样的模型,包括曲线、空间结构等复杂形状,从而激发设计的创新性,提高产品的竞争力。
3. 降低成本:传统的产品设计需要雕刻模型或制作模具,这些过程通常需要大量的时间和成本。
而快速成型技术可以直接将设计图转化为实体模型,无需制作模具和雕刻,从而大大节省了成本和时间。
4. 可视化效果:产品设计师可以通过快速成型技术将设计图快速转化为实体模型,从而更直观地展现给客户和团队成员,加快决策过程。
这种可视化效果可以帮助客户和团队更好地理解设计意图,提出意见和建议,从而更好地满足市场需求。
5. 高效的定制化生产:快速成型技术可以帮助企业快速响应市场需求,实现定制化生产。
设计师可以根据客户需求快速制作出客户需求的产品,实现小批量、多样化的生产,从而提高产品的市场竞争力。
未来,随着科技的不断发展和应用场景的不断扩大,快速成型技术在产品设计中的应用将会越来越广泛。
随着快速成型技术的不断创新和发展,将会有更多的材料可以用于快速成型技术,从而更好地满足产品设计的需求。
快速成型技术及其在产品开发中的应用
摘要:介绍了快速成型技术的起源和特点,并对几种典型的快速成型工艺进行了比较。
最后讨论了引入快速成型技术后的产品开发模式及其在产品开发中的作用。
1 快速成型技术的基本原理
在需求不断向多样化,高质量高性能,低成本发展的今天,面对日趋激烈的市场竞争,制造业的经营战略,从50~60年代的“规模效益第一”和70~80年代的“价格竞争第一”转变为90年代的“市场响应速度第一”,时间因素被提到了首要地位。
产品需求的变化
快速成型技术正是在这种需求下,通过计算机、数控、激光和材料等高新技术的集成而发展起来的,基于离散堆积思想的一种先进制造技术。
它是指在计算机控制与管理下根据零件CAD模型,采用材料精确堆积(由点堆积成面,由面堆积成三维实体)的方法制造原型或零件的技术,是一种基于离散/堆积成形原理的新型制造方法。
其基本原理和成形过程如图2所示。
先由CAD软件设计出所需件的计算机三维曲面或实体模型,然后据工艺要求,其将按一定厚度进行分层,把原来的三维电子模型变成二维平面信息(截面形状);再将分层后的二维信息生成数控代码,以平面加工方式有顺序地连续加工出每个薄层模型并使它们自动粘接而成形。
快速成型基本原理
80年代后期发展起来的快速成型技术,被认为是近20年来制造领域的重大突破,其对制造业的影响可与50~60年代数控技术相比,RP技术可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能原型或直接制造零件,从而可以对产品设计进行快速评估,修改和试验,大大缩短产品研制周期。
2 快速成型技术的特点
2.1快速性
从CAD设计到原型零件制成,一般只需几个小时至几十个小时,速度比传统的成形方法快得多,使快速成型技术尤其适合于新产品的开发与管理。
2.2设计制造一体化
落后的CAPP一直是实现设计制造一体化的较难克服的一个障碍,而对于快速成型来说,由于采用了离散堆积的加工工艺,CAPP已不再是难点,CAD和CAM能够很好地结合。
2.3自由成形制造
自由的含义有两个:一是指可以根据零件的形状,无需专用工具的限制而自由地成形,可以大大缩短新产品的试制时间;二是指不受零件形状复杂程度限制。
2.4高度柔性
仅需改变CAD模型,重新调整和设置参数即可生产出不同形状的零件模型。
2.5材料的广泛性
快速成型技术可以制造树脂类、塑料类原型,还可以制造出纸类、石蜡类、复合材料以及金属材料和陶瓷材料的原型。
2.6技术的高度集成
RP技术是计算机、数据、激光、材料和机械的综合集成,只有在计算机技术、数控技术、激光器件和功率控制技术高度发展的今天才可能诞生快速成型技术,因此快速成型技术带有鲜明的时代特征。
零件的复杂程度和生产批量与制造成本基本无关。
3 几种典型的快速成型工艺及其比较
3.1几种典型的快速成型工艺
(1)光固化立体造型(SLA-Stereolithography Apparatus)
该技术以光敏树脂为原料,计算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截面的轮廓为轨迹逐点扫描,使被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应,从而形成零件的一个薄层截面。
当一层固化完毕,移动工作台,在原先固化子的树脂表面再敖上一层新新的液态树脂以便进行下层扫描固化。
新固化的一层牢固地粘合地层上,如此重复至整个零件原型制造完毕。
(2)分层物件制造(LOM-laminated Object Manufacturing)
LOM工艺将单面涂有热溶胶的纸片通过加热辊加热粘接在一起。
位于上方的激光器按照C AD分层模型所获数据,用激光束将纸切割成所制零件的内外轮廓,然后新的一层纸再叠加在上面通过热压装置和下面已切割层粘合在一起,激光束再次切割,这样反复逐层切割、粘合、切割…,直至整个零件模型制作完成。
(3)选择性激光烧结(SLS-Selected Laser Sintering)
在工作台上均匀铺上一层很薄(100μ-200μ)的粉末在计算机控制下按照零件分层轮廓有选择性地进行烧结,一层完成后再进行下一层烧结。
全部烧结后去掉多余的粉末,再进行打磨、烘干等处理便获得零件。
目前成熟的工艺材料为蜡粉及塑料粉,用金属粉或陶瓷粉进行粘结或烧结的工艺还正在实验阶段。
(4)熔融沉积造型(FDM-Fused Deposition Modeling)
FDM喷头受CAD分层数据控制使半流动状态的材料中挤压出来,凝固形成轮廓形状的薄层每层厚度范围在0.025~0.762mm,一层叠一层最后形成整个零件模型。
3.2几种典型的快速成型工艺的比较
几种典型的快速成型工艺的比较
4 快速成型技术在产品开发中的应用
4.1传统的产品开发模式
传统的产品开发模式是产品设计开发→生产→市场开拓三者逐一开展,相对弧立的模式。
该模式的主要问题是开发中所存在的问题将直接带入生产,并最终影响到产品的市场推广及销售。
传统的产品开发流程
4.2基于快速成型技术的产品开发模式
快速成型技术的出现,创立了产品开发研究的新模式,使设计师以前所未的直观方式体会设计的感觉、感性而迅速验证,检查所设计产品的结构、外形,从而使设计工作进入了一个全新的境界,改善了设计过程中的人机交流,缩短了产品开发的周期,加快了产品更新换代的速度,降低了企业校装新产品的风险,加强了企业引导消费的力度。
4.3快速成型技术在产品开发中的作用
基于快速成型技术的产品开发流程
在引入快速成型技术的产品开发模式中,快速成型技术已参与产品开发的几乎所有环节,其主要作用表现在以下几个方面:
(1)为决策层提供决策直观性
一个新产品的开发总是从外形设计开始的,外观是否美观实用往往决定了该产品是否能够被市场接受,传统的做法是根据设计师的思想,先制作出效果图及手工模型,经决策层评审后在进行后续设计。
但由于二维效果图的表达效果受到很大限制,决策过程中不够直观,手工制作模型费时长,精度又差,手工模型与设计师的意图存在着较大的差异,这一问题一直不能够得到较好解决。
快速成型技术能够迅速的将设计师的设计思想变成三维的实体模型,与手工制作相比,不仅节省了大量的时间,而且精确地体现了设计师的设计理念,为决策层产品评审的决策工作提供了直接准确的模型,减少了决策工作中的不正确因素。
(2)减少人为缺陷,提高设计质量
在产品的开发设计过程中,由于设计手段和其它方面的限制,每一个设计都会存在着一些人为的设计缺陷,如果不能及早发现,就会影响接下来的工作,造成不必要的损失,甚至会导致整个设计的失败。
因此,及早地发现并改正设计缺陷变的十分重要,使用快速成型技术可以将这种人为的影响减少到最低限度。
快速成型技术由于成形时间短,精确度高,可以在设计的同时制造高精度的模型,使设计师能够在设计阶段对产品的整机或局部进行装配和综合评价,从而发现设计上的缺陷与不合理因素,来不断的改进设计。
快速成型技术的应用可把产品的设计缺陷消灭在设计阶段,最终提高产品整体的设计质量。
(3)缩短设计周期,加快开发进度
快速成型技术的应用,可以做到产品的设计和模具生产并行,对于一般产品从设计到模具验收需要一段相当长的时间,按传统的设计手段,只有在模具验收合格后才能进行整机的装配以及进行各种验收。
对于在试验中发现的设计不合理之处,需要对原来的设计进行修改,再相应的对模具进行修改。
这样就会在设计与制造过程中造成大量重复性的工作,使模具的制造周期加长,最终导致修改时间约占整个制作时间的20%~30%。
应用快速成型技术之后,可以充分利用模具制造的这段时间,利用快速成型的制件进行整机装配和各种试验,随时与模具中心进行信息交流,力争做到模具一次性通过验收,这样模具制造与整机的试验评价并行工作,大大加快了产品的开发进度,迅速完成从设计到投产的转换。
另外,快速成型技术形成的模型对于模具的设计与制造过程有着明显的指导作用。
对于具体产品来说,模具制造时间可以大大缩短,模具制造的质量可以得到提高,相应的对产品质量得到最终保证起到了积极的影响。
(4)提供样件
由于应用快速成型技术制作出的样品比二维效果图更加直观,比工作站中的三维图象更加真实,而且具有手工制作的模型所无法比拟的精度,因而在样件制作方面有比较大的优势。
利用快速成型技术制作出的样件能够使用户非常直观的了解尚未投入批量生产的产品的外观及其性能并及时做出评价。
使生产方能够根据用户的需求及时改进产品,为产品的销售创造有利条件,同时避免了由于盲目生产可能造成的损失,同时,在工程投标中投标方常常被要求提供样品,为投标方直观全面的进行评价提供依据,设计更加完善,为中标创造有利条件。
(5)快速模具制造
以快速成型生成的实体模作模芯或模套、结合精铸、粉末烧结或电极研磨技术可以快速制造企业产品所需要的功能模具或工装设备。
其制造周期一般为传统的数控切削方法的1/5~1/10,而成本仅为其1/3~1/5,模具的几何复杂程度愈高,这种效益愈显著。
(6)为并行工程的实施提供统一依据和条件
并行工程将是21世纪开发新产品的主流方式,而快速成型技术是并行工程中进行复杂原型和模具制作的有效手段,并提供了新的产品开发模式。
快速成型技术是一种正在发展和完善的高技术,是一个富有前景而又充满挑战的领域,因此值得进一步的研究和应用。