我國快速成形制造技術(shù)能迅速、健康、有序發(fā)展的重要原因之一是自始至終充分注意進行國際交流,這種發(fā)展模式可以給諸多領(lǐng)域的專家學者以啟迪。
zZ8:>2Ps( Gk|T1% 快速成型的發(fā)展現(xiàn)狀
gyCXv0*z >}86#^F 快速原型(Rapid Prototyping, 簡稱RP)技術(shù)是1987年出現(xiàn)的應用于制造業(yè)的高新技術(shù)。它采用離散/堆積的概念制造零件,可以制造任意復雜形狀的三維實體,而不需要特殊的
模具、工具或人工干涉,具有高度的柔性。RP技術(shù)首先對零件的三維
CAD模型進行分層處理,得到零件的二維截面數(shù)據(jù)信息,然后根據(jù)每層的截面數(shù)據(jù),以特定的方法生成與該層截面形狀一致的薄片,這一過程反復進行,逐層堆積,直至完成實體模型。
T lB+
tV> )N&95\u RPM正在向零件直接制造的方向發(fā)展,則被稱之為快速制造(RM)技術(shù)。新型噴射技術(shù)、直寫技術(shù)和微單元的制造、裝配技術(shù)以及各種先進成形制造技術(shù)集成到RPM工藝中,使得RM展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。同時,與這些新技術(shù)、新工藝相結(jié)合,也為RPM開辟了新的應用領(lǐng)域,例如生物制造(BM),就是與RPM學術(shù)思想極其相近、發(fā)展非常突出的新興科技領(lǐng)域。
Wix4se1Ac Lvn+EM 隨著快速成形制造(RPM)技術(shù)的不斷發(fā)展,其在國內(nèi)外的研究越來越深入、應用也越來越廣泛,尤其在經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū)和經(jīng)濟發(fā)展迅速的地區(qū),該技術(shù)正發(fā)揮著真正生產(chǎn)力的作用。我國目前擁有RPM設(shè)備占全球的比例越來越高,發(fā)展勢頭遠遠高于國際平均水平。國產(chǎn)RPM設(shè)備在國內(nèi)市場份額進一步提高,并且已經(jīng)有出口記錄,表明我國民族RPM產(chǎn)業(yè)已基本形成氣候。國產(chǎn)RPM設(shè)備按照臺數(shù)計算,已經(jīng)超過全球的10%?焖俪尚沃圃旒夹g(shù)的研究和應用正如火如荼。
` )~CT ?C_Y2JY 由RP向RM的發(fā)展
:A,7D(H| XZ|\|(6Cc RP技術(shù)發(fā)展早期主要應用于產(chǎn)品設(shè)計和測試過程,因此有人提出了RP與虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)之間的競爭問題。但是隨著RPM技術(shù)的發(fā)展和廣泛應用,人們意識到物理原型在產(chǎn)品開發(fā)過程中是不可替代的。隨后,高速切削技術(shù)的發(fā)展又對RP的“快速”提出挑戰(zhàn),但是由于RP的“離散-堆積”的特殊成形思想,它擁有能同時處理多種材料和復雜結(jié)構(gòu)的功能,使得其成為制造領(lǐng)域的一個獨特分支。
1*B'o<?P1 PB@jh} 由于RM工藝能制造復雜結(jié)構(gòu)和同時處理多種材料,因此在特殊材料的成形和材料梯度與結(jié)構(gòu)梯度成形方面RM亦具有強大的優(yōu)勢,被廣泛應用于航天航空、生物醫(yī)學和微細加工等領(lǐng)域的特殊成形場合,RM的高度的個性化成形水平和工藝柔性得到充分發(fā)揮。
j8ac8J,}c
w.Go]dpK RM的最重要的獲益是∶①直接快速制造可以避免繁復的工、模具制造;②產(chǎn)品制造的耗時可有實質(zhì)性的降低;③從而使產(chǎn)品的制造成本有較大的下降。其它方面的獲益也是不可忽視的,例如,可增加產(chǎn)品設(shè)計的自由度,可采用非均質(zhì)材料,可采用客戶定制以及及時制造的生產(chǎn)方式,易于實行異地制造等等。由圖1可見,越是對于形狀復雜且批量小的零件,越應當采用快速制造技術(shù),RM與傳統(tǒng)加工互為補充。
+