快速成型技术在集成制造中的应用

　　当前我国的机械工业与发达国家相比有很大差距，机电产品缺乏国际竞争力，主要原因之一就是新产品开发周期过长，企业对市场响应能力较差。一般机电产品的开发周期，我国为24个月，国外为3～6个月。而若采用快速成型(RPM: RapidPrototyping & Manufacturing)技术则可大大缩短开发周期。 作为与科学计算可视化、虚拟现实相匹配的新兴技术，快速成型技术提供了一种可测量、可触摸的手段，是设计者、制造者与用户之间的新媒体。　　

　　图1 快速成型系统销售情况

　　国外RPM技术的发展现状

　　1、到1999年，全球共有334家RPM服务机构，27家设备制造商，12家材料供应商，23家咨询机构，14家专门的软件供应商。分布于全球的RPM系统有 4257台套，其中大约50%在美国，20%在日本，其次是德国、法国、意大利和韩国。近年来，采用RPM设备最积极的地区是东亚(尤其是韩国、新加坡及我国的香港)。RPM系统的销售情况见图1。 美国的各种RPM系统基本上都是在美国国家自然科学基金会的资助下研发并实现商品化的。在Austin举行的2000年度RP年会上，许多大学和公司都推出了各自的成型系统。 日本以东京大学为首的一批学术机构及企业单位主要集中于SLA工艺(因为该工艺成型精度最高)、树脂材料研究开发和RPM技术的应用方面。 澳大利亚建立了主要由RPM领域的工业企业和学术机构参与的“欧洲快速原型制造行动(EARP)”项目。研究的主要内容有:创造性设计和产品开发、建模和原型制造、CAD软件、医疗应用等。

    2 、国内RPM技术的发展为了加快RPM技术在我国的发展，国家已组织实施了快速成型技术应用研究和推广服务工作。经过国内多所大学及公司几年的努力，已经研制开发出与国外SLA、 LOM、SLS、FDM工艺相类似的一批设备。这些设备都是多种技术的集成，主要是为了提高RPM制作精度和可靠性，涉及工艺原理、工艺方法、温度控制、激光及冷却系统、精密机械传动等硬软件方面。 但RPM技术在国内的应用还不十分广泛，设备安装台数不多，目前仅限于大型企业。为改变此落后局面，西安交通大学已建立了中国RPM网络站点，为我国RPM制造商、RPM技术应用服务中心、科研院校及广大用户提供信息服务。南方也已成立多家采用国外设备的RPM服务中心，一些公司开始应用RPM技术开发新产品。 香港较内地RPM技术起步较早，香港生产力促进局和亚洲殷发公司、香港科技大学、香港理工大学和香港大学都拥有RPM设备。 与国外和香港地区相比，我们的RPM技术没有得到充分的发展与应用，主要表现在三个方面: RPM技术本身发展不够成熟 该领域研究队伍比较薄弱，资金投入有限，设备尚未完全达到商品化，成型材料急需国产化，与RPM技术配套的后续技术尚不完备。 未能有效地在企业中得到应用 企业界对RPM技术重要性认识不足，缺乏企业的有力支持，目前投入的研发资金几乎都是由国家承担，企业没有发挥其主导作用。对于已引进RPM设备的企业，也未能充分发挥其作用。由于目前的RPM设备价格太昂贵，因此广大中小型企业很少能得到RPM提供的技术服务。 没有建立发展RPM技术的统一协调管理体系 目前存在相当多的“低水平重复”现象，使得有限的投入未能发挥更好的作用。尤其是在学、产、研结合方面力度不够，影响科研成果的商品化，直至产业化。