快速成型技术应用对制造业的影响

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快速响应市场是企业把握市场机遇,在竞争中求得生存发展的重要保障。在这样的背景下发展起来的RP技术必将引起制造业的重大变革。

湖南快速成型华曙高科技有限责任公司(HuNanFarsoon High-Technology Co.,Ltd)位于长沙国家高新技术产业开发区麓谷,创建于2009年,是一家集研发、生产、销售、服务于一体的高新技术企业,公司主攻选择性激光快速成型(sLs)设备制造、材料(包括塑胶、金属、陶瓷等)生产和加工服务三项主营业务,服务于汽车、军工、航空航天、机械制造、医疗器械、房地产、动漫玩具等行业。

(1)RP技术在制造方式上具有革命性的突破
不同于传统成型加工方法,利用RP技术加工零件,不需要刀具和模具,而是利用光、热、电等手段,通过固化、烧结、聚合等作用,实现材料的堆积,并从液态、粉末态过渡到实体状态从而完成造型过程。

(2)RP技术优化了产品开发过程,是快速市场响应的重要保证
RP技术出现后,实体造型、快速成型和3D数字化技术成为产品开发的主要因素,见图2。在开发过程中,不断对原型进行评价修改,而且这种评价不只限于面对着图样或计算机上的图形“指手划脚”,而是可以得到不同阶段的试件原型,并随时得到用户的反馈,及时更正每个阶段发现的错误。随着产品开发过程的进行,结合不同阶段的设计内容和用户反馈,同步制作出试验原型。
由此可见,RP技术为产品开发提供了一种“新柔性”,不仅缩短了开发周期,而且大大隆低下产品开发中失误的可能性。

(3)产品在设计阶段接受设计评估与校审
传统产品开发过程中,用户一般要等待5—6个月才能看到新产品的试件原型。利用RP技术,可以在很短的时间(几小时或几天)内精确地生成产品的原型[3]。基于厂家和商家对RP原型的一致认同,很多制造厂家利用RP原型争夺产品订单。

(4)产品在设计阶段就可进行功能试验
RP技术使用新型光敏树脂材料等制成的试件原型具有足够的强度,可用于传热、流体力学等方面的试验,还可用于受载应力分布分析。例如,克莱斯勒直接利用RP制造的车体原型进行高速风洞流体动力学试验,节省成本达70%。我国西安东方机械厂导弹引信叶轮的传统开发流程费用为2~4万元,周期为3~5个月,而采用RP技术制作叶轮的树脂模型,直接用于弹道试验,制作时间仅为1.5 h,费用仅为400元。

(5)可进行快速模具制造或成品制造
以RP原型作模心或模套,结合快速精铸、金属喷涂、粉末烧结或电极研磨等技术可以快速制造出企业生产所需要的模具或工装设备,其制造周期比数控加工缩短30% 一40% 以上,成本却下降35% 一70%。目前很多采用RP技术的公司并不单单是制作RP原型,而是将RP与RT技术结合,进行快速模具或成品制造。

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