快速成型技術的新進展
(作者未知) 2009/10/6
(接上頁)港較內地RP技術起步較早,香港生產力促進局和香港科技大學、香港理工大學、香港城市大學等都擁有RP設備,但其重點是RP技術應用與推廣而不是研制RP設備。臺灣大學擁有LOM設備,臺灣各單位及軍方安裝多臺進口SL系列設備。
目前國內在RP技術的研究應用上存在著研究隊伍比較薄弱,資金投入有限,應用普及范圍不夠,沒有統(tǒng)一協調的管理機制等缺陷。
5 快速成型技術的發(fā)展趨勢
長期以來,不斷有一些學者和專家對RP的發(fā)展持觀望和懷疑態(tài)度,尤其是在1998年受全球經濟的不景氣所影響,RP工業(yè)出現緩慢增長甚至某些方面為負增長。對此,Terry Wohlers在其著述的《2000年度全球快速成型及快速模具制造工業(yè)進展報告》中指出,RP工業(yè)將會在未來幾年發(fā)生巨大的變化,主要體現在新技術、新工藝及信息網絡化等方面。
5.1 開發(fā)概念模型機或臺式機
目前,RP技術向兩個方向發(fā)展:工業(yè)化大型系統(tǒng),用于制造高精度、高性能零件;自動化的桌面小型系統(tǒng),此類系統(tǒng)稱為概念模型機或臺式機,主要用于制造概念原型。發(fā)達國家許多科研機構(如IBM公司)及教育單位(中等職業(yè)學校甚至中小學)已經開始購買此種小型RP設備,并極有可能進入家庭。美國通用汽車公司也計劃為其每位工程師配備一臺此類設備。
采用桌面RP系統(tǒng)制造的概念原型,可用于展示產品設計的整體概念、立體型態(tài)布局安排,進行產品造型設計的宣傳,作為產品的展示模型、投標模型等使用。
5.2 開發(fā)新的成型能源
SL、LOM、SLS等快速成型技術大多以激光作為能源,而激光系統(tǒng)(包括激光器、冷卻器、電源和外光路)的價格及維護費用昂貴,致使成型件的成本較高,于是許多RP研究集中于新成型能源的開發(fā)。目前已有采用半導體激光器、紫外燈等低廉能源代替昂貴激光器的RP系統(tǒng),也有相當多的系統(tǒng)不采用激光器而通過加熱成型材料堆積出成型件。
5.3 開發(fā)性能優(yōu)越的成型材料
RP技術的進步依賴于新型快速成型材料的開發(fā)和新設備的研制。發(fā)展全新的RP材料,特別是復合材料,如納米材料、非均質材料、其它傳統(tǒng)方法難以制作的復合材料已是當前RP成型材料研究的熱點。目前國外RP技術的研究重點是RP成型材料的研究開發(fā)及其應用,美國許多大學里進行RP技術研究的科技人員多數來自材料和化工專業(yè)。
5.4 研究新的成型方法與工藝
在現有的基礎上,拓寬RP技術的應用,開展新的成型技術的探索。新的成型方法層出不窮,如三維微結構制造、生物活性組織的工程化制造、激光三維內割技術、層片曝光方式等。對于RP微型制造的研究主要集中于:RP微成型機理與方法、RP系統(tǒng)的精度控制、激光光斑尺寸的控制以及材料的成型特性等方面。目前制作的微零件僅是概念模型,并不能稱之為功能零件,更談不上微機電系統(tǒng)(MEMS)。要達到MEMS還需克服很多的問題,如:隨著尺寸的減小,表面積與體積之比相對增大,表面力學、表面物理效應將起主導作用;微摩擦學、微熱力學、微系統(tǒng)的設計、制造、測試等。
5.5 集成化
生物科學、信息科學、納米科學、制造科學和管理科學是21世紀的5個主流科學,與其相關的五大技術及其產業(yè)將改變世界,制造科學與其它科學交叉是其發(fā)展趨勢。RP與生物科學交叉的生物制造、與信息科學交叉的遠程制造、與納米科學交叉的微機電系統(tǒng)等都為RP技術提供了發(fā)展空間。并行工程(CE)、虛擬技術(VT)、快速模具(RT)、反求工程(VR)、快速成型(RP)、網絡(Internet、Intranet)相結合而組成的快速反應集成制造系統(tǒng),將為RP的發(fā)展提供用力的技術支持。
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