快速成型技術在集成制造及數(shù)控機械制造中的應用探究

朱濤

（衢州中等專業(yè)學校，浙江 衢州 324000）

1 快速成型技術概述

1.1 原理

快速成型技術的產生離不開計算機輔助設計、制造，以及激光、數(shù)控等技術的支持，智能制造、生產管控水平明顯提升。介于成型材料差異，導致快速成型系統(tǒng)類型以及特征差異較大，但該技術的核心流程一致，即分層制造、逐層疊加，類似于3D打印技術。與傳統(tǒng)機械制造工藝組合技術不同，該技術屬于一體成型技術，基本原理在于離散、堆積。利用CAD制圖軟件及模型庫，實現(xiàn)對CAD模型的設立，通過后續(xù)轉換、修改，實現(xiàn)三維虛擬、三角面片表面的轉變，最終形成面片文件。根據(jù)虛擬三維實體面離散CAD模型，使其分解成層片文件。修正、檢驗層片文件，使其形成數(shù)控加工代碼，借助計算機輔助制造軟件疊加控制材料，最終得到三維實體。

1.2 特點

快速成型技術的特點為可縮短產品設計、研制周期?？焖俪尚拖到y(tǒng)、CAD模型的有效結合，僅利用幾個小時就能實現(xiàn)模型與原型的轉換，與傳統(tǒng)產品設計、研制時間相比，節(jié)省了近一半的時間，提升產品生產率的同時，也保證了產品的制造質量。借助網絡技術，可實現(xiàn)對產品制造的遠程操控，以及交換各種數(shù)據(jù)信息。尤其是對CAD數(shù)據(jù)的網絡傳輸，不斷拉近了用戶與制造商間的距離，使制造商對用戶的制造需求及時了解，繼而確保產品制造的針對性、高效性。

與傳統(tǒng)制造系統(tǒng)相比，不需要結合配套模具、工裝夾具等制造，制造成本明顯降低。同時，在不利用各類配套輔助制造設施的同時，還能完成多種類型零件制造。利用相關軟件修改，可確保產品初次制造成功率。

2 快速成型技術的應用

快速成型技術不僅發(fā)展迅速，且發(fā)展空間廣，可為產品制造提供全新的技術、流程支持，無形之中影響了一系列的傳統(tǒng)制造業(yè)生產模式。因此，傳統(tǒng)的生產結構已經不能滿足高精密度、大批量、低成本產品生產的需求，必須積極引進新技術、新思想，切實提升產品生產效率與質量?？焖俪尚图夹g的應用為企業(yè)競爭力提升、創(chuàng)造經濟效益幫助較大，是繼數(shù)控技術后的又一次技術革命?？焖俪尚托虏牧?、快速成型新工藝、快速成型精讀是快速成型技術融合集成制造及數(shù)控機械制造系統(tǒng)發(fā)展的主要方向，制造業(yè)必須有效避免數(shù)控代碼、數(shù)據(jù)處理、工藝操作、噴頭尺寸等因素引起的制造誤差，合理地在集成制造、數(shù)控機械制造系統(tǒng)中引用快速成型等先進技術，實現(xiàn)集成制造及數(shù)控機械制造系統(tǒng)的穩(wěn)定優(yōu)化。

2.1 集成制造系統(tǒng)應用

結合快速成型技術、集成制造技術，可實現(xiàn)對快速成型集成制造系統(tǒng)的優(yōu)化及功能拓展。該系統(tǒng)的前端與后端，分別是三維測量技術與快速制造模具技術。借助技術、設備重組，實現(xiàn)了智能性、時效性的集成制造系統(tǒng)。該系統(tǒng)的開發(fā)，借助快速成型核心技術實現(xiàn)了對產品設計、制造全過程的快速與批量操作?？焖俪尚图芍圃煜到y(tǒng)的最初發(fā)展，滿足了各制造業(yè)對奇特類型產品市場需求，提供了一系列的技術支持。隨著系統(tǒng)功能的不斷拓展，應用范圍也逐漸擴大，目前，已被汽車廠、摩托車廠、電視制造業(yè)等廣泛應用。

隨著市場制造需求、標準的不斷轉變，快速成型技術在集成制造中的應用越來越廣泛，制造模具時可采用直接、間接制模進行制造。前者是指借助快速成型技術，圍繞實際需求，直接制造模具。隨著材料學技術的不斷進步，應用于原型制造的材料逐漸增加，快速成型技術性能逐漸優(yōu)化，借助具備一定機械強度等特征的材料也可實現(xiàn)直接制模制造，比如金屬材料等。LOM工藝也被稱作疊層實體制造或分層實體制造技術，借助技術支持實現(xiàn)的紙基原型，不僅耐高溫且硬度高，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)木模，制模時間縮短，原型尺寸精密度、強度也是傳統(tǒng)木模所不能比擬的。借助激光技術，處理覆蓋的金屬粉末，即可得到含金屬的鑄造實體。高溫燒結、分解聚合物，使熔點低金屬易摻入，繼而獲取金屬模具。處理噴涂清漆、高分子材料、金屬表面后，可用作砂型鑄造、低熔點合金鑄模，或是試制用注塑模、熔模鑄、注塑模的壓型。

借助上述流程制作的模具，可實現(xiàn)大批量生產且使用質量保證，使用壽命長，減少了一定的人力、物力。間接制模技術在快速成型技術制作模芯的基礎上，借助電極研磨、硅橡膠等技術，對軟、硬模具進行復制以及母模制作。圍繞快速成型技術實現(xiàn)的原型，經過表面處理后，可直接用于石膏等實體的制作，通過澆筑等操作，得到需要的金屬模具。

2.2 數(shù)控機械制造系統(tǒng)應用

數(shù)控機械制造系統(tǒng)操作，主要圍繞數(shù)控技術展開，可直接借助數(shù)控機床完成產品制造。數(shù)控機械制造系統(tǒng)對產品制造的控制主要依據(jù)各種數(shù)字信息，實現(xiàn)對刀具、零件等設施的操控，零件生產具有智能化、批量化制造特征。系統(tǒng)在制作零件的過程中可圍繞零件加工處理要求，編制數(shù)控指令實現(xiàn)對零件制造程序的控制。零件加工處理后，數(shù)控機床隨之停止操作，具有自動化機械制造功能?？焖俪尚图夹g憑借自身編制數(shù)控加工代碼的優(yōu)勢，在數(shù)控機械制造中得到了廣泛應用，處理的代碼輸入數(shù)控系統(tǒng)制造程序，即完成了技術與系統(tǒng)的融合。融合后的系統(tǒng)在制造金屬零部件時，可一改傳統(tǒng)依附選區(qū)激光燒結工藝、電子束熔融成型工藝、選區(qū)激光熔化工藝技術，在制造零部件時存在的零件精度、表面光潔度、機械性能等方面的弊端。融合后系統(tǒng)零部件制作的效率、成本、水平等方面的優(yōu)勢，也是傳統(tǒng)電子束熔融成型工藝等制造技術所不能比擬的。

3 結束語

快速成型技術憑借自身縮短產品研制周期、降低制造成本、數(shù)據(jù)異地交換等優(yōu)勢，成為了集成機械制造系統(tǒng)、數(shù)控機械制造系統(tǒng)不或或缺的基礎技術。雖然融合后的系統(tǒng)制造水平明顯提升，但仍需注重實際操作、快速成型精讀等方面的問題，積極培養(yǎng)高素質綜合型制造業(yè)人才，繼而生產出更加低成本、精密的成型制造，為該技術、制造業(yè)的發(fā)展，起到積極的促進作用。

參考文獻：

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