快速成型技術(shù)在集成制造及數(shù)控加工中的應(yīng)用

摘? 要：在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的影響下，各種市場(chǎng)產(chǎn)品的更新速度加快，而這也就為新產(chǎn)品的制造和研發(fā)、設(shè)計(jì)帶來了一定挑戰(zhàn)，要想以最快的速度來完成新產(chǎn)品的制造，那么其中最為關(guān)鍵的就是快速制造產(chǎn)品原型。從以往傳統(tǒng)的原型制造方法中我們可以看到，其不僅有著較長(zhǎng)的制造周期，而且制造成本也相對(duì)較高，無法滿足市場(chǎng)發(fā)展的實(shí)際需求，所以在這樣的一種形勢(shì)下，快速成型技術(shù)得到了有效推廣與應(yīng)用。基于此，本文針對(duì)快速成型技術(shù)在集成制造及數(shù)控加工中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析與探討，僅供參考。

關(guān)鍵詞：快速成型技術(shù);集成制造;數(shù)控加工;有效應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TH16;TG659? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）08-0000-00

0 引言

早在20世紀(jì)80年代，快速成型技術(shù)就已經(jīng)出現(xiàn)，其作為一種新型制造技術(shù)發(fā)揮了重要作用，其主要由數(shù)控技術(shù)和激光技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)構(gòu)成，在短時(shí)間內(nèi)就可以完成原型的制造，改變了以往傳統(tǒng)加工模式，減少了一些復(fù)雜機(jī)械加工設(shè)備的使用，目前快速成型技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，并取得了一定成效。本文結(jié)合自身實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)分析了快速成型技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并針對(duì)于其在集成制造及數(shù)控加工中的具體應(yīng)用，提出了自己的觀點(diǎn)和意見，以期對(duì)相關(guān)人士提供幫助。

1 快速成型技術(shù)的概述分析

針對(duì)于快速成型技術(shù)的應(yīng)用，必須要借助計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)才能得以實(shí)現(xiàn)，在快速成型技術(shù)的應(yīng)用下，不僅可以實(shí)現(xiàn)智能化制造，同時(shí)還可以大大提升生產(chǎn)管控水平。快速成型技術(shù)，與3D打印技術(shù)比較相似，其核心流程都是分層制造、逐層疊加。但是與以往傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝組合技術(shù)相比卻有著很大不同，作為一體成型技術(shù)，其主要以離散和堆積為原理，首先需要使用CAD制圖軟件和模型庫來設(shè)立好CAD模型，然后經(jīng)過三維虛擬和三角面片的轉(zhuǎn)變后，最后形成面片文件。利用三維虛擬實(shí)體面離散CAD模型，可以將面片文件經(jīng)過分解得到層片文件。而且檢驗(yàn)層片文件和對(duì)修正層片文件的利用，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工代碼，然后通過計(jì)算機(jī)切片處理軟件完成軟件疊加控制材料的制造，最后獲得一個(gè)三維實(shí)體。其主要特點(diǎn)體現(xiàn)在研制周期短和產(chǎn)品設(shè)計(jì)短兩方面[1]。

2 快速成型技術(shù)在集成制造中的應(yīng)用

在集成制造中，通過快速成型技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)成型集成制造系統(tǒng)的快速開發(fā)，并將產(chǎn)品設(shè)計(jì)與批量生產(chǎn)有效集成到一起。在快速成型集成制造系統(tǒng)中，其核心就是快速成型技術(shù)，其能夠在短時(shí)間內(nèi)完成制模與三維測(cè)量技術(shù)及三維CAD的有效集成。本文以模具制造為例，具體分析如下：（1）直接制模。簡(jiǎn)單來說指的就是需要完成不同材料模具的直接制造，但需要注意的是，在制造過程中必須要充分結(jié)合具體實(shí)際。最近幾年，在快速成型技術(shù)得以快速發(fā)展的背景下，越來越多的原型制造可用材料得到了呈現(xiàn)，而且一些非金屬材料也被應(yīng)用到模具的直接制造當(dāng)中，因?yàn)檫@些非金屬材料有著較高的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。例如：以LOM成型的紙基原型為例，由于自身有著較高的硬度和耐高溫性能，所以待表面處理完后就可以將合金模或木模等多種模板直接作為成型模，然后通過高溫分解、燒結(jié)等環(huán)節(jié)，最后就可以直接進(jìn)行金屬模具的制造，針對(duì)于這一模具產(chǎn)品來說，不僅使用壽命長(zhǎng)，還可以做到批量化生產(chǎn)。（2）間接制模。主要以快速成型技術(shù)為核心。先制作好模芯，然后再通過金屬噴涂制模或粉末燒結(jié)等相關(guān)技術(shù)的合理利用，以此來完成硬模具的復(fù)制，最后在快速成型技術(shù)的應(yīng)用下進(jìn)行原型表面處理，并將木模替代掉，通過澆筑金屬模具最終制造完成[2]。

3 快速成型技術(shù)在數(shù)控加工中的應(yīng)用

針對(duì)于數(shù)控加工，其核心就是數(shù)控技術(shù)，利用數(shù)控技術(shù)來完成各種零件的加工制造，但這一過程中需要在數(shù)控機(jī)床上來進(jìn)行。通過數(shù)控系統(tǒng)，不僅能夠借助數(shù)字信息來有效控制好零件與刀具位移，同時(shí)還可以做到多種零件的自動(dòng)化和批量化生產(chǎn)。

其具體程序必須要結(jié)合零件制造的具體實(shí)際要求來進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)指令的合理編制，通過數(shù)控系統(tǒng)可以對(duì)機(jī)床發(fā)出相應(yīng)動(dòng)作指令，然后實(shí)現(xiàn)零件的自動(dòng)化制造。待零件加工完成以后，機(jī)床會(huì)自動(dòng)停止作業(yè)。在數(shù)控加工方面，快速成型技術(shù)也有著較為廣泛的應(yīng)用，在快速成型技術(shù)的應(yīng)用下，可以保證數(shù)控加工代碼的正確性，然后通過將其編制到數(shù)控系統(tǒng)加工程序當(dāng)中，從而可以將快速成型技術(shù)與數(shù)控加工技術(shù)有效融合到一起[3]。

本文以金屬零件制造舉例，從當(dāng)前金屬零件的制造中我們可以看到，其中所常使用的快速成型技術(shù)有很多種，例如：DLF、SLS和LAM等，這些快速成型技術(shù)雖然能夠?qū)饘倭慵闹圃彀l(fā)揮很好效果，但是在金屬零件的精度和機(jī)械性能等方面要相對(duì)較低一些，無法達(dá)到實(shí)際要求。而快速成型技術(shù)與數(shù)控加工技術(shù)之間的有效結(jié)合，在一定程度上可以將這一問題進(jìn)行有效解決。通過上述分析我們了解到，快速成型技術(shù)不僅有著成本低的優(yōu)勢(shì)，而且其生產(chǎn)加工效率也相對(duì)較高，所以在數(shù)控加工中應(yīng)用，可以制造出更加精確、更高機(jī)械性能的金屬零件。

4 快速成型技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及未來發(fā)展方向

快速成型技術(shù)，與以往傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)相比，不再需要依靠配套模具和工具等就可以完成制造，大大降低制造成本。除此之外，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)、分析也比較方便，如果產(chǎn)生瑕疵還可以利用軟件進(jìn)行修改，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行不斷優(yōu)化，可以大大提高產(chǎn)品制造的成功率。

就目前來看，快速成型技術(shù)已經(jīng)得到了普及應(yīng)用，為了將自身優(yōu)勢(shì)更好的發(fā)揮出來，還需要其不斷發(fā)展，具體發(fā)展方向可以從以下幾個(gè)方面入手：（1）加大對(duì)快速成型新材料的研發(fā)力度，減少進(jìn)口材料的使用，提高材料的整體性能。（2）加強(qiáng)新成型工藝的研發(fā)和創(chuàng)新。（3）進(jìn)一步提高快速成型的精確控制水平，避免各種工藝誤差的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的不斷優(yōu)化。

5 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)今制造行業(yè)得以快速發(fā)展的背景下，快速成型技術(shù)在集成制造及數(shù)控加工中的應(yīng)用發(fā)揮著重要作用，在保證制造質(zhì)量和效率的同時(shí)可以有效降低成本，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)化和批量化制造。但是就目前來看，快速成型技術(shù)與一些發(fā)達(dá)國家相比其發(fā)展速度還較為緩慢，而且在應(yīng)用方面也不夠成熟，所以還需要相關(guān)技術(shù)人員不斷探索和實(shí)踐，以此來充分發(fā)揮出該技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 葉衛(wèi)文.快速成型技術(shù)在集成制造及數(shù)控機(jī)械制造中的應(yīng)用探究[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（22）：173.

[2] 李建.快速成型技術(shù)在集成制造及數(shù)控機(jī)械制造中的應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2018（10）：173-174.

[3] 陳南.快速成型技術(shù)在集成制造及數(shù)控機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（15）：128.

收稿日期：2020-06-13

作者簡(jiǎn)介：秦歡（1986—），男，河南駐馬店人，本科，一級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，研究方向：機(jī)械。