基于Pro/E的手機(jī)外殼三維造型與快速原型制造
敘述了快速原型技術(shù)的基本原理，總結(jié)出快速原型制造的特點(diǎn); 以iphone 4S手機(jī)外殼為例，利用Pro/Engineer 對手機(jī)外殼和手機(jī)實(shí)體進(jìn)行三維造型和裝配，并使用Aurora軟件和快速原型機(jī)制造出手機(jī)外殼。
1、引言
隨著市場競爭的日益加劇和人們使用需求的不斷變化，產(chǎn)品更新速度越來越快，生產(chǎn)方式日趨向小批量、多品種、高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展。因此，急需探索快速、敏捷的新產(chǎn)品開發(fā)模式�；诳焖僭椭圃旒夹g(shù)( RPM，Rapid Prototype Manufacturing)的創(chuàng)新產(chǎn)品開發(fā)方法有望大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和費(fèi)用，顯著提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)柔性。
快速原型制造技術(shù)( RPM) 是隨著CAD/CAM技術(shù)、激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)與工程技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)并發(fā)展的，而今它已同信息技術(shù)、虛擬技術(shù)一起成為實(shí)施產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)和工藝過程技術(shù)集成創(chuàng)新的“前所未有的理想工具”，已在家電、汽車、玩具、輕工、通訊設(shè)備、航空、軍事、建筑、醫(yī)療、考古、電影制作、工業(yè)造型、雕刻、首飾、三維地圖等行業(yè)得到應(yīng)用。
2、快速原型技術(shù)的基本原理及特點(diǎn)
2.1、快速原型技術(shù)的基本原理
快速成型制造技術(shù)( RPM) 是由CAD 模型直接驅(qū)動(dòng)的快速制造任意復(fù)雜形狀三維物實(shí)體的技術(shù)總稱，其基本過程是: 首先設(shè)計(jì)出所需零件的三維模型( 數(shù)字模型、CAD 模型) ，然后根據(jù)工藝的要求，按照一定的規(guī)律將該模型離散為一系列有序的單元，通常在Z 向?qū)⑵浒匆欢ê穸冗M(jìn)行離散( 習(xí)慣稱為分層) ，把原來的三維CAD 模型變成一系列的層片; 再根據(jù)每個(gè)層片的輪廓信息，輸入加工的參數(shù)，使其自動(dòng)生成數(shù)控代碼; 最后由成形系統(tǒng)成形一系列層片并自動(dòng)將它們聯(lián)接起來，得到一個(gè)三維物理實(shí)體。其基本原理與成形過程如圖1 所示。
圖1 快速成型基本原理圖
快速原型技術(shù)徹底擺脫了傳統(tǒng)的“去除”加工的方法，而是基于“材料逐層堆積”的制造理念，將復(fù)雜的三維加工分解成簡單的材料二維組合，它能在CAD 模型的直接驅(qū)動(dòng)下，快速制造任意復(fù)雜形狀的三維實(shí)體，是一種全新的制造技術(shù)。
2.2、快速原型制造過程的主要特點(diǎn)
(1) 新的加工概念。RPM 采用材料累加的概念，讓材料生長而并非去除，因此，加工過程無需刀具、模具和工裝夾具，且材料利用率極高。
(2) 高度柔性。若要生產(chǎn)不同形狀的模型，只需改變CAD模型，重新調(diào)整和設(shè)置參數(shù)即可。
(3) 突破了零件幾何形狀復(fù)雜程度的限制，成形迅速，制造出的零件或模型是具有一定功能的三維實(shí)體。
(4) 越過了CAPP( Computer Aided Process Planning)過程，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM 的無縫連接。
(5) 制造費(fèi)用低。其制造周期一般為傳統(tǒng)數(shù)控切削方法的1/3 -1/2，而成本僅為其1/5 -1/3，模具的幾何復(fù)雜程度愈高，這種效益愈顯著。
5、結(jié)論
(1) RPM 是集多學(xué)科于一身的現(xiàn)代制造技術(shù)，必將在新產(chǎn)品開發(fā)等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，但產(chǎn)品模型在成型溫度和室溫之間的細(xì)微變形量等問題還有待于進(jìn)一步的探討和研究。
(2) 使用RPM 技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品模型的快速開發(fā)，不僅能提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短試制周期，而且能隨時(shí)通過CAD 進(jìn)行修改與再驗(yàn)證，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)趨向完善，具有很強(qiáng)的市場競爭能力，并將成為21 世紀(jì)制造業(yè)的重要組成部分。
