快速成型技术在集成制造及数控加工中的应用

摘  要：在当前科学技术快速发展的影响下，各种市场产品的更新速度加快，而这也就为新产品的制造和研发、设计带来了一定挑战，要想以最快的速度来完成新产品的制造，那么其中最为关键的就是快速制造产品原型。从以往传统的原型制造方法中我们可以看到，其不仅有着较长的制造周期，而且制造成本也相对较高，无法满足市场发展的实际需求，所以在这样的一种形势下，快速成型技术得到了有效推广与应用。基于此，本文针对快速成型技术在集成制造及数控加工中的应用进行了详细分析与探讨，仅供参考。

关键词：快速成型技术;集成制造;数控加工;有效应用

中图分类号：TH16;TG659   文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）08-0000-00

0 引言

早在20世纪80年代，快速成型技术就已经出现，其作为一种新型制造技术发挥了重要作用，其主要由数控技术和激光技术等多种先进技术构成，在短时间内就可以完成原型的制造，改变了以往传统加工模式，减少了一些复杂机械加工设备的使用，目前快速成型技术已经得到广泛应用，并取得了一定成效。本文结合自身实际经验，详细分析了快速成型技术的优势，并针对于其在集成制造及数控加工中的具体应用，提出了自己的观点和意见，以期对相关人士提供帮助。

1 快速成型技术的概述分析

针对于快速成型技术的应用，必须要借助计算机辅助技术才能得以实现，在快速成型技术的应用下，不仅可以实现智能化制造，同时还可以大大提升生产管控水平。快速成型技术，与3D打印技术比较相似，其核心流程都是分层制造、逐层叠加。但是与以往传统机械制造工艺组合技术相比却有着很大不同，作为一体成型技术，其主要以离散和堆积为原理，首先需要使用CAD制图软件和模型库来设立好CAD模型，然后经过三维虚拟和三角面片的转变后，最后形成面片文件。利用三维虚拟实体面离散CAD模型，可以将面片文件经过分解得到层片文件。而且检验层片文件和对修正层片文件的利用，可以实现数控加工代码，然后通过计算机切片处理软件完成软件叠加控制材料的制造，最后获得一个三维实体。其主要特点体现在研制周期短和产品设计短两方面[1]。

2 快速成型技术在集成制造中的应用

在集成制造中，通过快速成型技术的应用可以实现成型集成制造系统的快速开发，并将产品设计与批量生产有效集成到一起。在快速成型集成制造系统中，其核心就是快速成型技术，其能够在短时间内完成制模与三维测量技术及三维CAD的有效集成。本文以模具制造为例，具体分析如下：（1）直接制模。简单来说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，在制造过程中必须要充分结合具体实际。最近几年，在快速成型技术得以快速发展的背景下，越来越多的原型制造可用材料得到了呈现，而且一些非金属材料也被应用到模具的直接制造当中，因为这些非金属材料有着较高的机械强度和热稳定性。例如：以LOM成型的纸基原型为例，由于自身有着较高的硬度和耐高温性能，所以待表面处理完后就可以将合金模或木模等多种模板直接作为成型模，然后通过高温分解、烧结等环节，最后就可以直接进行金属模具的制造，针对于这一模具产品来说，不仅使用寿命长，还可以做到批量化生产。（2）间接制模。主要以快速成型技术为核心。先制作好模芯，然后再通过金属喷涂制模或粉末烧结等相关技术的合理利用，以此来完成硬模具的复制，最后在快速成型技术的应用下进行原型表面处理，并将木模替代掉，通过浇筑金属模具最终制造完成[2]。

3 快速成型技术在数控加工中的应用

针对于数控加工，其核心就是数控技术，利用数控技术来完成各种零件的加工制造，但这一过程中需要在数控机床上来进行。通过数控系统，不仅能够借助数字信息来有效控制好零件与刀具位移，同时还可以做到多种零件的自动化和批量化生产。

其具体程序必须要结合零件制造的具体实际要求来进行数控系统指令的合理编制，通过数控系统可以对机床发出相应动作指令，然后实现零件的自动化制造。待零件加工完成以后，机床会自动停止作业。在数控加工方面，快速成型技术也有着较为广泛的应用，在快速成型技术的应用下，可以保证数控加工代码的正确性，然后通过将其编制到数控系统加工程序当中，从而可以将快速成型技术与数控加工技术有效融合到一起[3]。

本文以金属零件制造举例，从当前金属零件的制造中我们可以看到，其中所常使用的快速成型技術有很多种，例如：DLF、SLS和LAM等，这些快速成型技术虽然能够对金属零件的制造发挥很好效果，但是在金属零件的精度和机械性能等方面要相对较低一些，无法达到实际要求。而快速成型技术与数控加工技术之间的有效结合，在一定程度上可以将这一问题进行有效解决。通过上述分析我们了解到，快速成型技术不仅有着成本低的优势，而且其生产加工效率也相对较高，所以在数控加工中应用，可以制造出更加精确、更高机械性能的金属零件。

4 快速成型技术的优势及未来发展方向

快速成型技术，与以往传统的制造系统相比，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，对产品进行检测、分析也比较方便，如果产生瑕疵还可以利用软件进行修改，对产品进行不断优化，可以大大提高产品制造的成功率。

就目前来看，快速成型技术已经得到了普及应用，为了将自身优势更好的发挥出来，还需要其不断发展，具体发展方向可以从以下几个方面入手：（1）加大对快速成型新材料的研发力度，减少进口材料的使用，提高材料的整体性能。（2）加强新成型工艺的研发和创新。（3）进一步提高快速成型的精确控制水平，避免各种工艺误差的出现，实现工艺参数的不断优化。

5 结语

综上所述，在当今制造行业得以快速发展的背景下，快速成型技术在集成制造及数控加工中的应用发挥着重要作用，在保证制造质量和效率的同时可以有效降低成本，同时还可以实现制动化和批量化制造。但是就目前来看，快速成型技术与一些发达国家相比其发展速度还较为缓慢，而且在应用方面也不够成熟，所以还需要相关技术人员不断探索和实践，以此来充分发挥出该技术的应用价值。

参考文献

[1] 叶卫文.快速成型技术在集成制造及数控机械制造中的应用探究[J].南方农机，2019，50（22）：173.

[2] 李建.快速成型技术在集成制造及数控机械制造中的应用分析[J].现代制造技术与装备，2018（10）：173-174.

[3] 陈南.快速成型技术在集成制造及数控机械制造中的应用[J].南方农机，2018，49（15）：128.

收稿日期：2020-06-13

作者简介：秦欢（1986—），男，河南驻马店人，本科，一级实习指导教师，研究方向：机械。