快速原型技术在模具制造中的应用

80年代后期发展起来的快速原型(Rapid Prototyping简称RP)技术,被认为是近20年制造技术领域的一次重大突破,其对制造行业的影响可与数控技术的出现相比。RP系统综合机械工程、CAD、数控技术、激光技术及材料科学技术,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想物化为具有一定功能的原型或直接制造零件或模具,有效地缩短产品的研究     

快速原型技术及在模具制造中的应用

论述了快速原型技术的工艺原理、加工特点、形成与发展概况以及在模具制造中的应用,指出该项技术可构成一种应用范围十分广泛、新颖的加工系统,市场前景广阔。     

模具制造中的特种加工技术——快速原型技术及其在模具中的应用

论述了快速原型技术的最新进展及其在快速模具中的应用，快速原型技术已经广泛应用于模具制造。基于快速原型的快速模具制造技术主要有20多种，目前商品化的制模技术主要为间接制造工艺。CAD直接驱动制造金属模具是快速原型向快速制造技术发展的标志。     

基于快速原型制造的快速模具技术

本文论基于快速原型制造的快速模具的主要制造工艺方法,展望了基于快速原型制造的快速模具的应用前景。     

模具快速原型制造技术

快速原型制造技术(Rapid Prototyping Manufacturing,RPM)是机械工程、计算机技术、数控技术及材料科学等技术的集成。快速原型技术也称作分层制造技术     

快速原型技术及其在模具中的应用

自美国3D Systems创始人Cahrles Hull于1984年在San Carbriel CA.设计了世界上第一个基于离散/堆积原理的RP装置起至今已有19年。快速原型技术(Rapid Prototyping,简称RP)已从获得原型(Prototypes)朝着快速制造(Rapid     

基于快速原型的硅橡胶模具快速制造技术

介绍了快速原型制造技术的主要方法、基本原理及主要应用领域，详细地描述了以叠层实体原型为母模快速翻制硅橡胶模具的制造工艺及其相关的技术细节。     

基于快速原型的快速模具制造技术的新进展

快速原型（RP-Rapid Prototyping）技术是在20世纪80年代中期发展起来的一种先进成形制造技术，它通过计算机、数控、激光和材料等高新技术的集成，快速获得机械零件的原型。进而将它与多种技术相结合，可以快速获得生产上使用的金属模具，这是RP技术的延伸和扩展。     

基于快速原型的硅橡胶模具快速制造技术

介绍了快速原型制造技术的主要方法、基本原理及主要应用领域,详细地描述了以叠层实体原型为母模快速翻制硅橡胶模具的制造工艺及其相关的技术细节。     

直接金属快速成形制造技术综述

探讨了当前国际上直接金属快速成形工艺的研究开发情况,认为工艺中的材料沉积方式很大程度上决定了制件成形过程中热量的输入、传导以及耗散特点,而工艺中热作用的过程将对制件微观组织、力学性能以及精度产生至关重要的影响。基于此点提出以材料沉积方式对制件造成的热影响的差别将直接金属快速成形技术进行分类的方法,并依照该方法将目前的直接金属快速成形技术分为选区沉积、熔覆沉积和熔滴沉积三大类工艺。对这三类工艺的技术特点和主要应用方面进行了介绍,并简要探讨了各类工艺的发展方向。重点分析了目前在这三类工艺的研究中存在的主要技术难点以及目前采用的解决方法,认为改善零件微观组织、力学性能以及尺寸精度的根本途经是对沉积工艺中热量的输入和耗散进行更加合理的控制并尽量减小。     

面向产品快速开发的RP&M网络化服务集成系统

为了提升广大中小企业的新产品快速开发能力和速度,研究和开发了RP&M网络化服务集成系统。针对该系统,提出了一种全新的RP&M网络化服务集成系统的框架;阐述了它的工作流程和功能模块的详细设计;深入论述了系统关键技术的实现。通过对该系统中的技术信息平台、电子商务平台、制造服务平台的紧密集成,在远程用户、服务中心和协同制造企业建立一个协同生产制造的环境,实现制造资源的共享和技术资源的优势互补。众多的应用案例表明,该系统对加快中小企业的新产品快速开发具有很高的潜能。该系统的实现体现了当前企业策略和制造组织结构的基本转变。     

基于自由曲面点云的快速原型制作技术研究

针对不附加任何拓扑和几何信息的云状数据三维重建问题,提出了对点云直接进行分层处理快速制作原型的新方法。在对点集进行空间结构划分的基础上,采用最小距离关联点对方法提取层面轮廓线数据,并对其加以匀化和精整从而直接生成快速成形机的层片接口文件,避免了常规方法存在的耗时和需要很高的造型技巧等不足,而且片面的错误校验与修补等繁琐工作也将不再进行,提高了快速成形前处理的效率,非常适合分层实体制造(LOM)等成形工艺。     

快速原型制造中小区域数据处理方法研究

深入研究了快速原型加工层面中局部小区域数据给原型加工带来的局部过烧问题,分析了小面域边界补偿后扫描路径重叠的几何特性,充分论证了过烧区域判别的必要性。针对小区域加工时带来的问题,以适当加大小区域表面积,减少扫描路径重叠为原则,提出了一种可行的补救方案。目前该方案已在开发的数据处理软件中应用,运行结果良好。     

快速成形中直接切片补偿曲线转接方法研究

对快速成形制造中直接切片补偿曲线转接方法进行了分析,提出了曲线转接时微线条的处理方法;并在AutoCAD环境下利用ARX开发了软件,用提出的方法实现了真实边界中补偿曲线转接。     

可控微结构支架光固化快速成形间接构造方法

提出一种以计算机辅助设计(CAD)和光固化快速成形为基础,精确设计和控制支架内部微观结构,实现支架外形与内部可控微结构一体化制造的方法。根据实际CT数据,应用三维CAD软件重构骨骼外形;依据利于细胞生长和促进成骨的原则,设计不同结构的支架内部微管道,控制微管道的尺寸、形状、走向、分支以及相互连通性。利用光固化快速成形技术构造相应的树脂模具,在模具中填充生物材料,待其固化后,通过热分解去除树脂模具,形成具有可控微结构的支架。光学显微镜下观察支架内部微管道结构,其结果与设计相符合。与传统支架构造方法相比,该方法在对支架外形重构和内部微结构制造的控制方面得到了改善。     

基于脉冲微束等离子弧焊的快速成形系统中实时自适应送丝方式

对基于脉冲微束等离子弧焊的直接金属快速成形系统中,填充金属丝的熔滴过渡方式和送丝方向对成形轨迹质量的影响进行了研究。研究结果表明:“搭桥过渡”方式形成的轨迹形态连续、光滑;送丝方向固定的方式在成形与送丝方向间夹角过大的轨迹时,会发生熔滴未完全熔于熔池、金属丝与已凝固成形轨迹发生干涉等缺陷。根据研究结果研制了一个基于成形件断面轮廓实时调整送丝方向的自适应送丝子系统。论述了转角、合成速度、加速度等控制参数的确定算法。对自适应送丝方式和方向固定的送丝方式进行了对比试验。结果显示:自适应送丝方式避免了熔滴未完全熔于熔池、金属丝与已凝固成形轨迹发生干涉等缺陷,对保证成形轨迹的质量有显著作用。     

基于脉冲微束等离子弧焊的快速成形中的搭接参数

对基于脉冲微束等离子弧焊接(PMPAW)的直接金属快速成形中成形轨迹间的搭接进行了研究。建立了成形轨迹间的搭接模型,分析了成形轨迹断面宽度与高度之比(宽高比)、轨迹间的中心距、搭接率等参数之间的相互关系及其对成形件性能的影响。用HOOCr21Ni10不锈钢进行了不同搭接参数的成形试验,并对成形件进行了表面平整度、抗拉强度和断后伸长率的测试。试验结果显示,采用宽高比大的成形轨迹制作的零件其三项测试结果均高于用宽高比小的成形轨迹所制作的零件。成形件纵向抗拉强度和断后伸长率优于横向,采取了层间多方向交替扫描的成形方式来获得整体上各向同性的零件。     

选区激光熔化快速成形系统的关键技术

研究激光、铺粉、扫描三个重要选区激光熔化子系统的技术要点。通过计算成形过程所需激光能量,确定激光器的选用。研究表明成形升降台的连续下降精度、铺粉辊的回转偏心量及径向跳动量都对实现最小铺粉厚度控制有着重要影响。结合扫描速度对比试验,分析扫描系统的扫描特征,认为采用快的扫描速度是选区激光熔化工艺的一个重要特点,此外应采用合适的扫描策略克服热变形。在上述研究基础上,采用铜基合金粉末进行三维金属实体成形试验,试验分析表明,成形实体是一个由等轴晶和枝晶组成,相对密度达95%,具有冶金结合组织的金属实体,尺寸精度为±0.5 mm。所获得的成形实体多层断面构造、铺粉、扫描特征等信息可证实部分技术要点分析。     

大型薄板冲压模具毛坯快速制造新技术研究

以大型薄板冲压模具毛坯的快速制造为研究背景,介绍了一套原理简单可靠的基于离散型面模的毛坯曲面构件快速成形技术与装置。讨论了任意复杂模具型面的毛坯模块化原则与方法,并在此基础上探讨了给定毛坯模块成形过程的设计问题,提出了相关理论与方法。这些理论方法和技术已应用到汽车新产品模具的开发中,可将开发时间缩短达50％,具有产生重大社会效益和经济效益的潜力。