譚耀維

[摘 要]快速成型技術結合了電子、光學和機械等多個學科結合在一起，是一種先進的制造技術本文主要先簡單介紹了快速成型技術的工作原理和特點，并就快速成型技術在現(xiàn)代機械制造業(yè)中的應用進行了探討。

[關鍵詞]快速成型 機械 三維 加工

中圖分類號：TP339 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）19-0394-01

鑄造工藝是傳統(tǒng)機械制造常用到的一種方法，隨著社會和技術的不斷發(fā)展，日益顯現(xiàn)出局限性，比方說制作周期太長，質量不夠穩(wěn)定，不能有效確保部分重要部件的質量要求和周期，特別是當短時間修復個別重要機組時，傳統(tǒng)鑄造技術常常無法滿足現(xiàn)實的需求，且執(zhí)行起來風險較大，最終容易導致成本的增加?？焖俪尚图夹g能夠有效的避開上述不利因素，提供設計的速度，可以實現(xiàn)不用制模的情況下也能制造工件的構想。再者，快速成型技術因為制作出的產(chǎn)生質量好，品質穩(wěn)定，成品率相當高，在制造其三維實體模型時就能發(fā)現(xiàn)潛在的問題，最終有效確保了產(chǎn)品質量和周期。

1、快速成型技術簡介

1.1 快速成型技術工作原理

快速成型技術是新技術下研發(fā)出來的，主要是通過使用材料技術和信息技術來加工和生產(chǎn)產(chǎn)品。

快速成型技術就是在原來機械加工的前提下，使用CAD構筑出零件幾何信息來控制三維數(shù)控成型系統(tǒng)，通過使用激光等零件來加工零件。此技術能夠可以有效減少生產(chǎn)時間和模具的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的質量和生產(chǎn)效率。此技術的基本原理是根據(jù)三維零件主要通過二維平面沿同一坐標方向慢慢的疊加而形成，所以，分析時應分離三維實體，在平面中分析信息，使用熔結和粘連等多種方式連接材料，其制造就是將新材料加在工件中，直到零件成型。

現(xiàn)階段常用到的快速成型方法有：

激光分層燒結法；立體平板印刷法、逐層輪廓成型法、光掩膜法、融化堆積法和陶瓷殼法等。每一種方法都有不同的工藝特點，但是制作工藝基本相似。

立體平版印刷法是當前普遍使用的技術，因為其成熟性較好，占有很大的市場份額。

1.2 快速成型技術的特點

（1）成型快

快速成型技術成型相當快，從最開始的設計到完成零件，整個過程只要至多幾十小時，完成速度相當快，在開發(fā)新產(chǎn)品上的優(yōu)越性也十分突出。

（2）自由成形

快速成型技術能夠結合零件的形狀來制造，不會受到任何工具的影響，主要有了新的設計思路，就能快速的試制。再者，就算零件結構的設計較復雜，也不會影響到該技術。

（3）材料適用范圍廣

快速成型技術能夠用在塑料類以及樹脂類產(chǎn)品的制造中，還能用于金屬材料、復合材料、紙張和陶瓷燈材料產(chǎn)品的制作，運用范圍相當廣。

（4）擁有高度集成的技術

快速成型技術涉及了計算機、激光技術、機械和技術等多個先進學科，結合新時期發(fā)展最為迅速的高薪技術，帶有鮮明的時代特征，因此，可以實現(xiàn)設計和制造的一體化，實現(xiàn)了傳統(tǒng)設計的突破，并且生產(chǎn)過程具備高度的自動化特征。

（5）加工優(yōu)越性

快速成型技術可以擺脫傳統(tǒng)的刀具，是一種十分先進的薄層疊加加工方式。快速成型技術可以快速制造出具備曲面、凹槽等形態(tài)復雜的零件，并且其生產(chǎn)量和成本不與零件的復雜程度掛鉤，節(jié)約了資金和時間；使用該技術進行加工可以不接觸零件的界面，不必使用刀具和夾具，也不會出現(xiàn)磨損；此技術在加工時不會出現(xiàn)振動和噪音，也不會出現(xiàn)廢棄物，加工時沒有噪聲和振動，并且不會產(chǎn)生廢棄材料；可以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。在夜間也可以繼續(xù)工作，且工作效率很高。

2、快速成型技術在現(xiàn)代機械制造業(yè)中的應用

快速成型技術因為具有周期短、生產(chǎn)效率高等眾多優(yōu)點，在機械制造領域中得到了廣泛的應用，多用于制造單件、小批量金屬零件。有些特殊復雜制件只需單件或少于50件的小批量，這樣的產(chǎn)品通過制模再生產(chǎn)，成本高，周期長。一般可用快速成型技術直接進行成型，成本低，周期短。

2.1 直接鑄造法

直接鑄造法是指采用快速成型技術進行一步成型的鑄造技術在對鑄造的型殼和型芯進行處理后進行金屬澆鑄.形成零件。在進行零件的鑄造過程中一步成型，不需要進行形狀的轉化.因此稱之為直接鑄造法。這種方法適用于單件零件和復雜零件的制造。

（1）直接殼型鑄造

其鑄造方法主要是采用機關選擇性燒結的方法對陶瓷粉進行燒結，在進行型殼、型芯的鑄造時可以一步到位。在進行加工的過程中，型殼的厚度一般為5—10mm，在進行燒結時，主要針對非零件部位進，零件部位仍舊是粉末狀。在進行燒結完成后，將粉末倒出，進行固化處理，型殼因此成型。采用這種方法的優(yōu)點在于工藝過程較簡單，提高了鑄造的效率同時又保障了鑄造的質量。

（2）直接制模鑄造

在進行直接制模鑄造時，采用粘接劑進行連接直接鑄模的金屬成型，具有柔性和環(huán)保的特點，對于復雜的外形和內(nèi)部結構都能夠進行制作。材料選擇時可以采用鑄造用砂，直接形成砂型，在進行澆注后即可形成金屬零件。其使用的費用較低，尺寸較大，適用于一些結構較復雜、體積較大的零件。

2.2 一次性轉制法

一次性的轉制法是通過合理優(yōu)秀的制造工藝，結合實際鑄成水平，確定實際最終的產(chǎn)品形式。這種方式適合于鑄造加工單件或小批量零件的加工工藝。砂型鑄造使用的模型通過快速成型的方式，將樹脂材料快速加工，形成模型后批量生產(chǎn)。通過輔助的軟件，確定一次加工零部件的數(shù)量、起模標準，斜度等。按照實際鑄造的成型過程，進行模擬微修后的保證零件模樣。為了有效的降低材料的整體使用量，需要逐步減少材料的實際使用時間，合理的控制實際模型的背面，可以設計為蜂窩狀。這種設計需要充分考慮鑄造模型的受壓力水平，以及整體模型的耐磨效果，并且通過幾次的產(chǎn)品試驗總結，確定最佳的成本與質量的結合比。鑄造熔膜的快速成型過程中，需要利用輔助設計軟件，以三維成型設計方式進行陶瓷殼的設計。這種方式有利于減少熔膜的鑄造花費時間，可以大大的節(jié)約壓型，蠟膜的過程，合理的控制實際蠟膜變形的相關因素，對零件的精準度進行測量，以此確保鑄造中零件的成型效果。一次性轉制法可已使工廠可以在短時間內(nèi)完成精確度較高的零件批量制造，大大的提升生產(chǎn)效率水平。

鑄造消失模的快速成型處理過程中，需要根據(jù)融積的成型，疊加方式，準確的分析實際產(chǎn)生樹脂、熱塑成型的范圍。通過快速的成型，確保整體材料的有效填涂，放入裝滿干砂的密封箱內(nèi)，將空氣抽空后，使砂型結實。按照實際金屬倒入砂型的過程，合理的判斷實際燒掉后呈現(xiàn)的模樣，盡可能的保留過程中的灰分，防止其零件產(chǎn)生質量問題。通過有效的利用激光燒結，使用合理的構造方式實現(xiàn)模樣的呈現(xiàn)，減少灰分量。

2.3 二次轉制法

這種方法主要是采用快速成型技術生產(chǎn)的原型作為母模.使用澆注蠟、硅橡膠、環(huán)氧樹脂和聚氨酯等軟材料進行模具的構成，并利用模具與鑄造工藝結合.形成金屬零件在進行加工的過程中需要經(jīng)過多次的工藝轉化而成.因此稱其為二次轉制法這種方法較多使用在零件的批量制造中.在進行制造過程中.要保證原型軟模具的尺寸和外表粗糙度達到一定的要求。

3、結束語

快速成型技術的應用是提高微機械、集成制造的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質量的關鍵所在。實際應用快速成型技術中，應正視快速成型技術的基本內(nèi)涵，確保其在微機械制造、集成制造等方面的應用效果得到最大程度發(fā)揮，且注意在未來發(fā)展中做好材料、工藝等方面的創(chuàng)新，以此為企業(yè)帶來給你更多的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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