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摘要:現代機械制造業在我國具有較高的地位,其是我國經濟發展的的重要支柱。為了使我國的制造業創造出更多的經濟效益,近年來,不少新技術被應用于市場。成型制造技術集機械工程、材料科學、數控技術、計算機技術等大成,可以將已經具有數學幾何模型的設計快速、自動地物化為零件或原型,使這些原型或零件具有一定的結構、功能。文章就成型制造技術在現代機械制造業中的應用進行了綜述。
關鍵詞:現代機械制造業;成型制造技術;應用
0 引言
中國經濟發展的支柱產業是現代機械制造業,要想促進我國經濟又好、又快發展,必須接軌國際先進的制造技術。進入21世紀后,我國網絡技術、計算機技術、傳感等高新技術得到快速發展,機械制造業基本實現智能化[1]。與此同時,我國引進了成型制造技術等多項國際先進技術,成型制造技術指的是在計算機控制下,使用離散原理或者堆積原理以及不同方法對堆積材料進行處理,使零件成型。其可以降低生產成本,大大提高生產效率,將之應用于我國現代機械制造業中,有利于促進我國制造業快速發展,從而提高經濟實力[2-3]。
1 成型制造技術的概述
成形制造技術是按照三維建模數據來制造零件的一種現代加工技術,該技術在機械制造業中占據又要地位,可以幫助制造工廠快速、準確地完成產品生產。在使用材料選擇上,成型制造技術沒有局限性,無論是塑料、木質材料,還是金屬材料,都可應用這些材料生產工業產品。除了在材料選擇上占據一定的優勢,成型制造技術在操作效率上也有著驚人的作為,該技術應用于工業生產中不但可以快速、高精確度地制造成品,還可以花費3-4個小時的時間完成大批量成品的制作,對新產品開發或是制造機械零件,都可以快速完成制造。在制作過程中無需借助任何的器械、模具以及工具,這不但能縮短制作與加工時間,而且還能減少加工成本,對提升工廠經濟效益具有一定的幫助。由此可見,無論是生產結構復雜的零件,還是生產高數量的零件,都能應用成型制造技術高效實現生產目標。
2 成型制造技術的原理和特點
2.1 分層實體制造
將熱熔膠的箔材涂在單面,對零件進行加熱處理,這樣可以將箔材與零件的面粘接在一起,然后能獲取到CAD分層模型的數據信息,再使用激光束對博彩箔材進行切割,設計零件的輪廓凸顯出來后,將之與新的一層箔材相疊加,再通過熱壓裝置的作用,粘合箔材和已經切割的材質,接著再次使用激光束做切割處理,反復以上工藝流程,便能完成整個零件的模型[4]。分層實體制造工藝簡單,不具有較高的加工成本,且具有較強的可靠性,在制造業中運用此工藝,可以提高工作效率。
2.2 光固化立體制造
光敏樹脂是光固化立體造型的原料,光固化立體制造能對計算機的紫外激光進行有效控制,并且將運行軌跡設為零件各分界層面的輪廓,液態樹脂對光敏材料進行逐點掃描,然后再逐漸從點到線、面進行掃描,這樣可以促使掃描區域的樹脂薄層出現聚合反應,零件會逐漸形成薄層截面,當第一層固化后,便要移動升降臺一個層片的厚度,并固定好零件,接著再一次掃描原本已經固定好的樹脂表層,并將新的液態脂覆蓋上去。固定好新的一層樹脂薄層截面后,不斷重復以上流程,直到整個零件制造完畢[5]。光固化立體制造技術的精準度高,將之運用至現代機械制造業中能提高零件的質量,且原材料的使用率高,從某種程度上來說,此技術可以制造出更加復雜、精細的零件。
2.3 選擇性激光燒結
此技術的能量源是二氧化碳激光器,在紅外激光束的使用下,粉膜材料可以均勻地燒結在加工的平面上,在此過程中,計算機能科學地控制好激光束,以激光掃描的方式對分層面的二維數據進行掃描[6]。激光束掃描位置的粉末能燒結成一定厚度的片狀物體,若是激光沒有掃描到粉末,則粉末形態不變。對于這些沒有燒結的粉末,可依據物體截層的厚度調整升降臺的高度,通過鋪粉滾掃描工作臺上的所有粉末,重復幾次以上工藝,可掃描完所有分層面的二維數據,然后去除多余的粉末,再通過打磨、烘干等多道工序,便能制造出所需要的零件。選擇性激光燒結技術加工的強度、精度高,將之運用至現代機械制造業中,可以制造出多樣的材料零件。
2.4 熔融沉積成型法
熔融沉積成型法即對熱塑性質的材料使用噴頭進行處理,使其轉變為絲狀,然后擠出,接著絲狀材料會凝固,最后一層層地堆積成實體零件。熔融沉積成型技術操作簡單,成本價格不高,有利于提高零件生產效率,同時,其具有環保的優勢,是一項可靠的機械制造技術。
3 成型制造技術在現代機械制造業中的應用
成型制造技術既能用于功能測試方面,又能用于產品概念設計方面,同時還可以應用于模具設計和制造方面,在生活中常見的醫療、家電、汽車以及工藝品制作等行業或領域中也有著廣泛的應用。
3.1 快速模具制造
使用成型制造技術生成的實體模型,可以作為模套或模芯,結合的電極研磨、粉末燒結、精鑄等技術,能可以快速地制造出產品需要的功能模具,且制造模具的周期不長,僅使用統數控切削方法20%或10%的時間便能制造出模具,這能大大縮短模具研發的時間,且越是復雜的模具,此技術的效益越明顯。
3.2 產品設計評估與功能測驗
成型制造技術能在幾小時或者幾天內將CAD模型或者圖紙變成實體模型,這能縮短試制的周期,提高設計的質量。在產品設計評估與功能測驗中運用成型制造技術,可以將用戶對設計的反饋信息快速地獲取到[7]。此外,在制造業中使用此技術,可以方便產品制造者對產品的理解加深,將工藝流程、生產方式、費用等進行合理的確定。相比于傳統的模型制造,成型制造技術在產品的生產過程中,有較高的精度,且制造速度快,制造者能通過CAD模型隨時地對產品進行修改和驗證,這樣能使產品的設計更加完善。
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