成型技術(shù)論文

　　為迎合市場(chǎng)需要將產(chǎn)品快速推向市場(chǎng)并占據(jù)先機(jī)，快速成型技術(shù)將是解決這一問題的關(guān)鍵。這是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的快速成型技術(shù)論文，僅供參考!

　　快速成型技術(shù)論文篇一

　　快速成型技術(shù)的應(yīng)用

　　摘要：為迎合市場(chǎng)需要將產(chǎn)品快速推向市場(chǎng)并占據(jù)先機(jī)，快速成型技術(shù)將是解決這一問題的關(guān)鍵?？焖俪尚图夹g(shù)(以下簡(jiǎn)稱RP)是一種集計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、精密機(jī)械、數(shù)控激光技術(shù)和材料科學(xué)為一體的新興技術(shù)，采用離散堆積原理，將所設(shè)計(jì)物體的CAD模型轉(zhuǎn)化為實(shí)體樣件。由于此技術(shù)采用三維形體轉(zhuǎn)化為二維平面分層制造的原理，對(duì)物體構(gòu)成復(fù)雜性不敏感，因此物體越復(fù)雜越能體現(xiàn)它的優(yōu)越性。

　　關(guān)鍵詞：快速成型 模具 RP

　　一、快速成型的應(yīng)用

　　以 RP 為技術(shù)支撐的快速模具制造 RT(Rapid Tooling)也正是為了縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，早日向市場(chǎng)推出適銷對(duì)路的、按客戶意圖定制的多品種、小批量產(chǎn)品而發(fā)展起來的新型制造技術(shù)。由于產(chǎn)品開發(fā)與制造技術(shù)的進(jìn)步，以及不斷追求新穎、奇特、多變的市場(chǎng)消費(fèi)導(dǎo)向，使得產(chǎn)品(尤其是消費(fèi)品)的壽命周期越來越短已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。例如，汽車、家電、計(jì)算機(jī)等產(chǎn)品，采用快速模具制造技術(shù)制模，制作周期為傳統(tǒng)模具制造的 1/3～1/10，生產(chǎn)成本僅為 1/3～1/5。所以，

　　工業(yè)發(fā)達(dá)國家已將 RP/RT 作為縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間及模具制作周期的重要研究課題和制造業(yè)核心技術(shù)之一，我國也已開始了快速制造業(yè)的研究與開發(fā)應(yīng)用工作。

　　二、基于 RPM 的快速模具制造方法

　　模具是制造業(yè)必不可少的手段，其中用得最多的有鑄模、注塑模、沖壓模和鍛模等。傳統(tǒng)制作模具的方法是：對(duì)木材或金屬毛坯進(jìn)行車、銑、刨、鉆、磨、電蝕等加工，得到所需模具的形狀和尺寸。這種方法既費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢，特別是汽車、摩托車和家電所需的一些大型模具，往往造價(jià)數(shù)十萬元以上，制作周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)月甚至一年。而基于 RPM 技術(shù)的 RT 直接或間接制作模具，使模具的制造時(shí)間大大縮短而成本卻大大降低。

　　1、用快速成形機(jī)直接制作模具

　　由于一些快速成形機(jī)制作的工件有較好的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，因此快速成形件可直接用作模具。例如，Stratasys 公司 TITAN 快速成形機(jī)的 PPSF 制件堅(jiān)如硬木，可承受 300℃高溫，經(jīng)表面處理(如噴涂清漆，高分子材料或金屬)后可用作砂型鑄造木模、低熔點(diǎn)合金鑄造模、試制用注塑模以及熔模鑄造的壓型。當(dāng)用作砂形鑄造的木模時(shí)，它可用來重復(fù)制作 50～100 件砂型。作為蠟?zāi)５某尚湍r(shí)，它可用來重復(fù)注射 100 件以上的蠟?zāi)?。?FDM 快速成形機(jī)的 ABS 工件能選擇性地融合包裹熱塑性粘結(jié)劑的金屬粉，構(gòu)成模具的半成品，燒結(jié)金屬粉并在孔隙滲入第二種金屬(鋁)從而制作成金屬模。

　　2、用快速成形件作母模，復(fù)制軟模具(Soft tooling)

　　用快速成形件作母模，可澆注蠟、硅橡膠、環(huán)氧樹脂、聚氨脂等軟材料，構(gòu)成軟模具，或先澆注硅橡膠、環(huán)氧樹脂模(即蠟?zāi)５膲盒?，再澆注蠟?zāi)?。其中，蠟?zāi)？捎糜谌勰ｈT造，而硅橡膠模、環(huán)氧樹脂模等可用作試制用注塑?；虻腿埸c(diǎn)合金鑄造模。

　　3、用快速成形件作母模，復(fù)制硬模具(Iron tooling)

　　用快速成形件作母模，或據(jù)其復(fù)制的軟模具，可澆注(或涂覆)石膏、陶瓷、金屬基合成材料、金屬，構(gòu)成硬模具(如各種鑄造模、注塑模、蠟?zāi)５膲盒汀⒗炷?，從而批量生產(chǎn)塑料件或金屬件。這種模具有良好的機(jī)械加工性能，可進(jìn)行局部切削加工，以便獲得更高的精度，或鑲?cè)肭秹K、冷卻系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)等。用金屬基合成材料澆注成的蠟?zāi)５膲盒停淠＞邏勖蛇_(dá) 1000～10000件。

　　4、用快速成形系統(tǒng)制作電脈沖機(jī)床用電極

　　用快速成型件作母體，通過噴鍍或涂覆金屬、粉末冶金、精密鑄造、澆注石墨粉或特殊研磨，可制作金屬電極或石墨電極。

　　三、基于 RP 的快速模具制造的應(yīng)用

　　利用硅橡膠模(Silicon Rubber Mold)制作佛頭、線圈硅橡膠有很好的彈性和復(fù)制性能，用它來復(fù)制模具可不考慮拔模斜度，基本不會(huì)影響尺寸精度，而且這種材料有很好的切割性能，用薄片就可容易地將其切開且切面間非常貼合，因此用它來復(fù)制模具時(shí)可以先不分上下模，整體澆注出軟模后，再沿預(yù)定的分模面將其切開，取出母模，即可得到上下兩個(gè)軟模。

　　1、試驗(yàn)用設(shè)備和材料

　　所用的設(shè)備：Stratasys 的 Titan 快速成形機(jī)、HVC-1 真空注型機(jī)和恒溫箱。所用的材料：日產(chǎn)KE-1310ST 透明硅橡膠、日產(chǎn) CAT-1310 固化劑(澆注時(shí)，KE-1310ST 與 CAT-1310 以 100：10混合)和 PX215 真空注型硬制聚氨脂樹脂(異氰酸脂，多元醇 1∶1 混合)。

　　2、制模工藝路線

　　使用UG、PRO-E、Solid Edge 等軟件進(jìn)行三維實(shí)體造型，以 STL 文件格式保存;將文件輸入快速成形機(jī)作出制件原型，處理后作為硅橡膠母模;組合?？蚝髮⒐柘鹉z和固化劑的混合物澆注于框中，通過真空脫泡、固化后剖切取出母樣即得硅膠模;最后在真空注型機(jī)中澆注塑料樣件。

　　3、制作硅膠模具時(shí)的注意事項(xiàng)

　　對(duì)加成型硅橡膠而言，不要在室溫下固化，而以 40℃～60℃加溫固化;分模面的選取一定要注意將外觀面朝下，在內(nèi)觀面的合適位置上放置膠棒;如果零件有倒鉤，可以在硅膠模上作 45°切口，但注意不要割斷;在一些樹脂不易流滿的死角處，一定要做氣孔;對(duì)不容易進(jìn)行分模的原型件，可以噴少許離型劑。

　　此外，對(duì)形狀復(fù)雜(倒鉤、斜面很多)，兩半模無法滿足脫模條件的情況，開模時(shí)可以將硅橡膠模具剖開成數(shù)塊來處理。但要注意，在澆注塑料件的時(shí)候合模應(yīng)精確，否則會(huì)因模具的錯(cuò)位或合模不緊而影響澆注品的精度。

　　4、應(yīng)用圖例

　　下圖分別是我們制作的佛頭和線圈模具的照片.

　　四、RP的快速模具制造需解決的問題

　　利用RP 技術(shù)發(fā)展快速模具制造技術(shù)還存在以下主要問題需要解決或者說需要進(jìn)一步提高。

　　(1) 表面質(zhì)量如何滿足模具的要求，否則無法承受如注射成型這樣的高壓。

　　(2) 尺寸精度如何滿足模具制造的要求，尤其是制造較大模具時(shí)，尺寸更不穩(wěn)定。

　　(3) 用作母模時(shí)的強(qiáng)度，耐熱和耐腐蝕性，形狀和尺寸的時(shí)效問題。

　　(4) 塑料或樹脂類模具的導(dǎo)熱性很差，導(dǎo)熱差雖然帶來了可用較低注射壓力的好處，但生產(chǎn)周期太長(zhǎng)也必須考慮。

　　(5) 多數(shù)所謂金屬模具都需要最后滲銅，這就造成這種金屬模具的使用溫度不可太高，可能超過500 ℃就不行了。

　　(6) 使用壽命的進(jìn)一步延長(zhǎng)和使用成本的進(jìn)一步降低。

　　(7) 目前所能制造的模具的體積都很小，怎樣制造大型模具?

　　(8) 受不可缺少的后處理工序的限制，目前還不能制造具有很小細(xì)節(jié)特征的模具，尤其是具有內(nèi)凹形狀的模具。

　　(9) 目前快速成型方法所能成型的材料種類及其有限，需要開發(fā)新型材料。

　　五、結(jié)束語

　　快速成型技術(shù)的應(yīng)用已從原型制造發(fā)展到模具制造，使傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)煥發(fā)出新的活力，同時(shí)快速成型技術(shù)在快速模具制造領(lǐng)域的成功應(yīng)用無疑會(huì)給快速成型技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展注入新的生命力。需要注意的是：

　　(1) 隨著快速成型技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，它在小批量生產(chǎn)和單體復(fù)制領(lǐng)域還是大有可為的。

　　(2)快速成型技術(shù)對(duì)模具制造的貢獻(xiàn)，雖然現(xiàn)階段制作的快速模具質(zhì)量和壽命還不太盡人意，實(shí)踐證明仍然可以應(yīng)用于中小批量的注塑成型和模壓鑄造，相信快速模具制造技術(shù)會(huì)在短期內(nèi)有很大突破。

　　參考文獻(xiàn)

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　　快速成型技術(shù)論文篇二

　　淺談快速成型技術(shù)

　　【摘 要】本 篇文章簡(jiǎn)單介紹了快速成型技術(shù)的起源、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，同時(shí)分析了快速成型制造技術(shù)的應(yīng)用及未來發(fā)展方向，工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)及制造利用了此項(xiàng)技術(shù)，可以很大程度的提高設(shè)計(jì)及制造水平、縮短設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)制造周期、降低產(chǎn)品開發(fā)期間的成本，具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　【關(guān)鍵詞】快速成型制造技術(shù);產(chǎn)品造型設(shè)計(jì);特點(diǎn);優(yōu)越性;應(yīng)用;發(fā)展趨勢(shì)

　　中圖分類號(hào)： S776 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

　　【引 言】隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，人們要求可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的同時(shí)，對(duì)產(chǎn)品的造型也提出了更高的要求。一個(gè)成功的產(chǎn)品必須注意造型的設(shè)計(jì)，產(chǎn)品造型體現(xiàn)了設(shè)計(jì)者的意圖和使用者的權(quán)利，只有把設(shè)計(jì)者的意圖與使用者的需求統(tǒng)一起來，產(chǎn)品才能成為一個(gè)成功的產(chǎn)品。這樣，對(duì)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求，此時(shí)，快速成型制造技術(shù)便引入到產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)和制造中。

　　起源

　　快速成形技術(shù)又可以叫做快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，簡(jiǎn)稱RPM)技術(shù)，產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代的后期，是基于材料堆積法的一種高新制造技術(shù)，被認(rèn)為是近20年來制造領(lǐng)域的一個(gè)重大成果。它集機(jī)械工程、CAD、逆向工程技術(shù)、分層制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、激光技術(shù)于一身，可以自動(dòng)、直接、快速、精確地將設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑突蛑苯又圃炝慵?，從而為零件原型制作、新設(shè)計(jì)思想的校驗(yàn)等方面提供了一種高效低成本的實(shí)現(xiàn)手段。即，快速成形技術(shù)就是利用三維CAD的數(shù)據(jù)，通過快速成型機(jī)，將一層層的材料堆積成實(shí)體原型。

　　快速成型技術(shù)發(fā)展至今，以其技術(shù)的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的快速成形技術(shù)使用的是“去除”加工法，即部分去除大于工件的毛坯上的材料來得到工件。而全新的快速成型技術(shù)使用的是“增長(zhǎng)”加工法——用一層層的小毛坯逐步疊加成大工件,將復(fù)雜的三維加工分解成簡(jiǎn)單的二維加工的組合。因此，傳統(tǒng)的加工機(jī)床和模具不需要采用，而且工時(shí)只用傳統(tǒng)加工方法的10%～30%，成本則為傳統(tǒng)加工成本的20%～35%，就能直接制造出產(chǎn)品樣品或模具。由于快速成形具有上述突出的優(yōu)勢(shì),所以近年來發(fā)展迅速,已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)中的一項(xiàng)支柱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)并行工程(Concurrent Engineering,簡(jiǎn)稱CE)必不可少的手段。

　　優(yōu)點(diǎn)

　　不需要準(zhǔn)備任何模具、刀具和工裝夾具，快速成型技術(shù)可以直接調(diào)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，快速制造出新產(chǎn)品的樣件或者模具。因此，快速成型技術(shù)的推廣應(yīng)用，可以極大的縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期、開發(fā)的成本得到了降低、開發(fā)的質(zhì)量得到了保障。從傳統(tǒng)的"去除法"到今天的"增長(zhǎng)法"，從必須依賴模具進(jìn)行制造，發(fā)展到不需要模具就可以實(shí)現(xiàn)制造，這就是快速成型技術(shù)對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生的革命性意義。

　　特點(diǎn)

　　RP技術(shù)將一個(gè)實(shí)體的復(fù)雜的三維加工分散成一系列層片的加工，大大降低了加工難度，具有如下特點(diǎn)：

　　⑴快速的成型全過程，適合目前激烈的產(chǎn)品市場(chǎng);

　　⑵任意復(fù)雜形狀的三維實(shí)體都可以制造;

　?、鞘褂肅AD設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)完成后可以直接進(jìn)行制造，具有直觀性和易改性;

　?、瘸尚瓦^程無需專用模具、刀具和夾具，既節(jié)省了費(fèi)用，又縮短了制作周期。

　?、杉夹g(shù)的高度集成性，既是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是對(duì)它們的綜合應(yīng)用，高新技術(shù) 特征鮮明。

　　上述特點(diǎn)決定了RP技術(shù)主要適合于新產(chǎn)品開發(fā)過程中，單件的快速制造及小批量零件制造，復(fù)雜形狀零件的制造，模具與模型設(shè)計(jì)，也適合于難加工材料的制造，外形設(shè)計(jì)檢查，裝配檢驗(yàn)等。

　　應(yīng)用

　　在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用

　　由于RP技術(shù)自身的特點(diǎn)，使得其在機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)，多用于產(chǎn)品開發(fā)過程中單件快速制造和小批量生產(chǎn)。有些形狀復(fù)雜的零件只需單件或少于50件的小批量，此類產(chǎn)品通過開模后再生產(chǎn)，成本高，周期長(zhǎng)。一般可用RP技術(shù)直接進(jìn)行制造，成本低，周期短。將快速成型技術(shù)與傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)相結(jié)合，模具制造的開發(fā)周期縮短，生產(chǎn)率提高，有效的解決了模具設(shè)計(jì)與制造這個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。快速模具制造是RP技術(shù)最具潛力的應(yīng)用領(lǐng)域，其生產(chǎn)能力和產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的。

　　根據(jù)材質(zhì)不同，間接制模法生產(chǎn)出來的模具一般分為軟質(zhì)模具(Soft Tooling)和硬質(zhì)模具(Hard Tooling)兩大類。軟質(zhì)模具是用硅橡膠、環(huán)氧樹脂、低熔點(diǎn)合金、鋅合金、鋁等軟質(zhì)材料制作的模具。軟質(zhì)模具生產(chǎn)制品的數(shù)量一般為50～5000件，對(duì)于上萬件乃至幾十萬件的產(chǎn)品，仍然需要傳統(tǒng)的硬質(zhì)模具，硬質(zhì)模具指的就是鋼質(zhì)模具，利用RP原型制作鋼質(zhì)模具的主要方法有熔模鑄造法、電火花加工法、陶瓷型精密鑄造法等。

　　發(fā)展方向

　　RP技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)在許多領(lǐng)域里得到了應(yīng)用，顯示出極大的優(yōu)越性，但它仍有一定的局限性，使用RP技術(shù)制造，其可成型的材料有限，加工精度比較低、單件成本高、強(qiáng)度和耐久性能還不能滿足用戶的要求，在一定程度上阻礙了該技術(shù)的推廣和普及。

　　快速成形技術(shù)下一步研究開發(fā)工作主要在以下幾方面：

　?、鸥纳瓶焖俪尚蜗到y(tǒng)的可靠性、生產(chǎn)率和制作大件能力，尤其是提高快速成形系統(tǒng)的制造精度;

　?、崎_發(fā)經(jīng)濟(jì)型的快速成形系統(tǒng)，降低單件成本;

　?、歉倪M(jìn)快速成形技術(shù)的方法和工藝創(chuàng)新;

　?、燃铀倨湓诳焖倌＞咧圃熘械膽?yīng)用;

　　⑸開發(fā)性能良好的快速成形材料;

　?、书_發(fā)快速成形的高性能軟件等。

　　總而言之，快速成型技術(shù)是一種新型成形方法，雖然問世不久，但已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域中，給許多行業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著市場(chǎng)一體化競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，要求新產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)周期越來越短，這為快速成型技術(shù)的生產(chǎn)與發(fā)展帶來了廣闊的空間。RP技術(shù)將會(huì)被越來越多的企業(yè)所采用，對(duì)企業(yè)的發(fā)展發(fā)揮起到越來越重要的作用，并將給企業(yè)帶來豐厚回報(bào)，其自身也將獲得更大的發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)

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