快速成型技術現(xiàn)在正成為制造企業(yè)的標準。它促進了更快的生產時間,同時降低了運營成本??焖俪尚头障鄬^新,但它正在通過以下方式改善制造業(yè):1.促進快速產品開發(fā);2.支持精益生產;3.增加產品創(chuàng)造的靈活性
快速成型技術增強了制造業(yè)的技術進步,以確保產品的高度定制化,從而增加整體利潤,同時提高客戶滿意度。
什么是快速成型技術?
快速成型是一批用于快速建立模型的技術,是使用三維計算機輔助設計(CAD)的建筑的物理部分。建筑模型的部分是通過3D打印實現(xiàn)的,也被稱為快速成型制造。三維打印涉及添加一層又一層的材料來實現(xiàn)一個三維物體,這被稱為成型。快速成型中使用的其他技術包括:模塑、鑄造、高速加工、擠壓
成型被描述為高保真或低保真成型。高保真成型是符合最終產品想法的設計,而低保真成型是指最終產品與最初的想法不一致。
不同類型的快速成型設計:
1.立體光刻技術(SLA)
SLA 是一種快速成型制造工藝,價格低廉,速度快。它是有史以來第一種 3D 打印的類型。 SLA 使用一罐光敏液體,在與計算機控制的紫外線接觸時變成固體。一旦 SLA 零件凝固了,它們就不能再變回液體;這個過程是不可逆的。
2.選擇性激光燒結(SLS)
SLS也是一種快速成型制造技術,最適合用于塑料和金屬成型制造。SLS使用高功率的激光來加熱和燒結粉末層,以創(chuàng)建一個成型。值得注意的是,SLS產品比SLA成型要弱得多。然而,SLS要便宜得多,需要的時間和勞動力更少,同時提供高生產率。SLS零件很粗糙,在獲得最終零件后需要更多的精加工。
3.材料噴射或熔融沉積成型(FDM)
材料噴射也是一種快速成型制造工藝,速度快,價格合理,易于使用,而且價格便宜。FDM最好用于產品開發(fā)。FDM使用在打印噴嘴筒內熔化的熱塑性塑料絲來創(chuàng)建成型。打印機通過來回移動噴嘴而工作。通過使用計算機沉積程序,塑料被分層以形成成型。
4.粉末床融合(PBF)或選擇性激光熔化(SLM)
SLM是最常用的快速成型制造類型。這種方法在航空航天、汽車、國防和醫(yī)療公司很受歡迎。它是最受歡迎的方法,因為它的成本較低,而且能制造高質量的零件。該方法使用高功率或電子束來熔化與粉末分層的粘合劑,以創(chuàng)建生產零件或成型。PBF使用基于動力的材料,如:銅、鋁、不銹鋼。
5.片材層壓或層壓物體制造(LOM)
與SLS和SLM相比,板材層壓沒有那么復雜。這個過程不需要你在一個特別控制的環(huán)境中來達到你想要的結果。片材層壓的工作成理是利用激光束將一層層的金屬、塑料和陶瓷切割物放在一起,以創(chuàng)造出所需的CAD設計。每一層都用膠水粘合起來,直到整個部件完成。然而,這種方法是勞動密集型的,需要大量的時間。
6.數(shù)字光處理(DLP)
DLP與SLA方法幾乎相同。DLP使用的是樹脂聚合,使用一束光進行固化。DLP的光源來自投影儀,而SLA的光源則來自激光束。DLP比SLP更便宜、更快速,但它在后期固化方面需要更多基礎設施。
快速成型技術有助于節(jié)省時間和成本
快速成型制造確保不需要昂貴的工具和設置。同樣的3D打印機可用于生產不同幾何形狀的成型。它最大限度地減少了設計缺陷和錯誤。使用3D打印,設計師可以確保在產品開發(fā)過程中及早修復所有的缺陷??焖俪尚烷_發(fā)可以確保公司在開發(fā)過程中避免昂貴的工具和設計變更。快速成型開發(fā)的例子幫助設計師測試性能和外觀與最終產品相似的成型,在公司進入生產階段之前減少使用和制造問題的風險。它簡化了創(chuàng)意探索的過程。快速成型設計減少了創(chuàng)意探索的風險,因為設計者可以在短時間內將他們的創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實。成型驗證使人們更容易理解和完善設計。
快速成型工藝應用的一些領域包括:
開發(fā)航空航天和國防設備
快速成型制作服務在航空航天和國防工業(yè)中相當流行。在批準生產之前測試成型時,需要這些服務??焖俪尚驮O計在測試設計方面是非常好的,如果使用傳統(tǒng)方法測試,成本太高。
用于制造汽車零件
快速成型技術一直是汽車零部件制造的一個關鍵部分??焖俪尚椭圃煊猩a具有集成功能的汽車零件,而不需要工具。這導致了開發(fā)和生產成本的極大降低。
快速成型技術有哪些新領域:
1.使用人工智能(AI)的快速成型開發(fā)
人工智能正慢慢成為快速成型開發(fā)的一個組成部分。做出面向數(shù)據(jù)的決策和無縫測試是卓越產品成型開發(fā)的基本特征之一。
2.使用快速成型開發(fā)的自動駕駛
由于對自動駕駛的興趣增加,對新的控制平臺和傳感器技術有需求,以提高產品開發(fā)的速度和減少成本。公司現(xiàn)在正在使用快速成型開發(fā)所需的測試和開發(fā)框架。
3.在創(chuàng)建實物三維地圖方面
快速成型技術現(xiàn)在被用來創(chuàng)建城市模型的三維比例物體,有依托的景觀和一個連續(xù)的表面,這些都是由統(tǒng)計數(shù)據(jù)插值而成的。已經有一些制作的3D模型的例子被用來展示這項技術的能力。新的基于網站的服務使3D模型被衛(wèi)星圖像、用戶提供的GPS軌跡和地形圖所覆蓋。
結論
快速成型技術正在快速改變制造業(yè)。新的技術進步每天都在出現(xiàn),以提高客戶滿意度,推動效率,并降低生產成本。
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