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快速成型技术(RP)与CNC的机加工性能比较

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发表于 2012-2-3 09:28:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
在对快速成型技术(RP)和CNC加工的特点进行比较时,众说纷纭。RPCNC的忠实支持者都在强调各自喜爱的技术优点,对于这两种技术的了解是正确选择加工工具的关键所在。
最初,大多数RP技术在速度方面有明显的优势,但由于精确度和材料性能等方面的问题,限制了技术的进一步发展。自从RP出现以后,由于受到某些竞争的威胁,CNC在速度得到改进的同时,也能带来众所周知的收益。同样RP在精确度、材料性能及表面抛光等方面也得到了改进。了解这两种技术,对于为工作选择正确的加工工具而言,尤为重要。
材料
2 \# Z6 v  L& w1 p* H8 }" a; s- h5 X* a: T: J* \
RP受到限制
% }% ^: H3 x' R2 {7 s! W, m6 j3 |材料的研究经历了很长一段过程。材料选择的范围变大了,性能也得到了保证。现在可用的材料有金属、塑料、陶瓷及复合材料等,材料的选择仍然受到一些限制。而且,大多数材料的性能与材料的加工、模制及浇注等方面的性能也不是很匹配。
( [' o* q# Y5 R
( ]' a  e7 V2 FCNC几乎不受任何限制
2 r0 {' r. L4 A& ^& x' v/ ?4 U$ ?机加工中心几乎对所有的材料都能做切削处理。
零件的最大尺寸 1 q; x4 J3 B1 H0 ?
' W" t: G7 b4 B: P
RP的最大尺寸为600 x 900 x 500mm ; q; Q# f  p$ y7 \# z
尽管现有的工业化设备还不能加工仪表盘或者挡板,但是已有的原型可用于生产大多数的日用品和工业品。如果设备要生产的零件太大,可以先生产其各个组成部分,最后再接合成一个完整部件。必须要注意的是,尺寸对于时间有影响,制造较大的零件费时较长。 2 B* J8 O; K* ?" U

7 i# _2 I* E/ ~5 [3 s3 Y7 }CNC可以生产飞机零件 4 L( u8 s3 x4 X. D4 T
CNC机加工可以生产的实际零件和模件的尺寸,小到台式装置大到桥式设备。可以这么说,CNC尺寸的限制也只来自所用的机械工具。
零件的复杂性 1 J7 C& \, a$ ^# l; V

6 ~! v, c7 Y# Z. K8 nRP不受限制 ( H3 t% }, k  v% Q# O5 _; _& n! ~+ Y1 D4 j
如果一个样品可以用设计软件做模制的话,那么制造的时间或成本方面几乎不受任何影响。迅速、廉价生产复杂零件是RP的最大优势之一。 2 s) `  F) H' a& S7 l( |
3 w( l* K' a0 T2 w0 B
CNC受到限制 " Y: f# L# r5 g; ]
CNC机加工必须要处理部件的所有细节特征。当零件的复杂性增加时,所需设备的数量及工具的变化也会相应增加。大纵横尺寸比、深槽、深洞及方角都会使CNC切削设备的费用增大,五轴切削工具及某些技巧能够克服这些不足,但象底切这种简易操作却也能产生问题。
7 F- O1 k( o2 ^3 ?* h9 Y7 C
细节特征 ( [8 k5 L: s7 ~2 U
. z4 i) f9 O" B6 |6 F
RP有其独到之处 ; w! f6 ^- H5 B, @7 o1 F, @" S
RP能够加工出CNC所无法做到的一些细节。比如,RP可以加工尖内角,可以加工又深又窄的通道、又高又薄的墙壁以及棱柱这些大纵横尺寸比的特征。
% |, A9 s1 f- K- J& s1 w+ S: I) a  {  f' ^1 W0 P
CNC有其不同之处 $ ]( ~' D& n4 [
CNC有许多特征可以胜过RP,比如说锐边、平滑叠合、干净的倒角。在评估有关精确度即表面修整等细节时,这些尤为重要。
精确度 . V& a" u% I5 l8 [0 {" A1 @

2 i7 ^8 }8 O( }& W9 }' l: N4 rRP的精确度为0.1250.75mm
7 ]" N* P% \$ w9 zRP的某些个别尺寸的精确度有可能超过0.125mm,但其一般偏差的范围为0.1250.75mm。精确度随RP设备和尺寸大小的不同而变化。尺寸增加,精确度也加大。 5 P5 [& A8 p* D: V. u8 _
CNC的精确度为0.0125-0.125mm
. V% O" w% ]; o) w- |0 A5 a; a如果机加工设备得当,其精确度有可能达到很高,通常情况下,CNC的精确度要比RP的高,精确度一般与设备的成本相关。
! ]7 w; P5 N5 y7 l+ e2 P9 E6 G5 R
重复精度
' q, a: d' H2 }: ?
' x: _8 g5 q# T* [9 K" z: [RP的重复精度低
5 l7 |/ d) V# H3 ^. g) |RP对于影响样机质量的许多因素很敏感,在不同的时间制造零件,其结果也许会不同。温度、湿度、定位以及放置只是可以影响产品重复精度参数中的几个。 & W+ J! h3 r7 ^! U% J: f, _0 k
4 o9 D! O4 {! A
CNC的重复精度高 ) \$ G1 U% u" j, Y& F/ T
CNC的重复精度要比RP的高得多。如果刀具轨迹、所用工具及材料不变的话,其产品的重复性会更高。环境条件和人为因素会对结果产生影响,对于某些材料而言,温度及湿度会影响产量,因为它们能影响到技师所用设备的精确性。
表面精整 + {8 @4 z/ G# I% E- U

/ V0 q4 f% a$ B! lRPRa值为2.515微米 ; s# u' Z% O& Z( m( R3 i
如果没做二次处理,即使不是全部,但有一些表面很粗糙。RP运用某些技术可把板材的厚度范围提高到0.01250.025mm,但是板材的层理和凹凸现象仍会影响表面的精整。如果想做二次处理的话,可使光洁度达到想要的水平,但这样做会改变零件尺寸的精确度。同时,这些操作也会增加多余的时间和成本。
3 X$ y/ x# M6 Q& z- N
& g3 W7 t. S2 ?( ~" R, L5 ICNCRa值为0.55微米 * r" g6 ]" I! p9 z. b* o5 k
机加工与RP不同,它可以为样机、模型和刀具做出适合它们所需的表面抛光。对于RP而言,二次处理(砂磨、抛光)是可以改进表面的光洁度,但同时也会影响到精确度、时间和成本。
+ W+ J. m6 {+ l( D1 r/ \  j: ?, ]) G" ?: |0 ~1 v
可靠性 4 ^0 D: ?1 x* P2 h

9 N; i7 ]/ _; b5 t7 fRP的可靠性属于中等 + D# {! s/ m0 B* s- T" h% t
对于大多数技术而言,产品的可靠性随着产品的不断成熟而增加。RP技术只有15年的历史,这意味着它的可靠程度会有不同的等级。该技术由于时间短、资源匮乏,有些RP生产商没有太多的时间为提高其可靠性而改进装置的组件。 + c/ T8 Z. M( ~8 S( _8 T& A
CNC的可靠性属于中等至上等
# b% }: K; B) C- j8 o% w! ]1 tCNC的研究与发展已有30多年的历史,因此它是一种值得信赖、可靠的技术。多年来,持续不断的技术改进已经消除了产生减少产品可靠性的设备元件。
研制的周期
3 f" b# S$ T  o2 a5 O; Z! A; n" l6 o5 K& z; Z' l1 g
RP所需的周期短到中等
5 t  c6 A5 z) u- SRP由于所需的员工少、操作步骤少、对设计的复杂性不太敏感,因此它不但减少了实际的制造周期,同时还也减少了整个工艺过程的时间。总体来讲,RP技术在时间和人力方面都富有效率。如果RP在下午430收到数据,那么第二天早上就能生产出产品来。对于CNC来说,如果没有两个班的生产时间,绝对生产不出产品的。但是,并非说RP技术对于任何零件的加工制造都是最快的。
0 u" A/ v' b% b, M4 ~9 q$ v: O* E$ B$ X; y7 a" N* d$ a
CNC所需的周期属于中等 " @$ b9 v  S7 B; y# n1 D) J' ]
机加工所涉及的东西比较多,主要有人力、刀具运行轨迹、装置的固定、加工时间以及材料等等。其结果是诸多工作所花费的时间要比RP的时间多得多。但是,如果设计简单易懂,CNC也能缩短周期;如果转轴速度快,其进料速度也能改变。

# b4 l1 V5 H/ q/ f+ Z5 s9 P) K  Z3 f* V- Q6 s

* H7 |! a" |6 D. ^0 \) K, u
以上是一些个人见解,有些数据来源于网上,但是个人感觉具体还是挺客观的,如果有不同看法可以提出来,大家一同讨论下。对各位的意见很是期待啊。
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发表于 2012-2-3 13:18:34 | 显示全部楼层
楼主很执著!RP与CNC所服务的对象是完全不同的!做这样的比较没有什么实际的意义!
 楼主| 发表于 2012-2-4 09:01:03 | 显示全部楼层
怎么能没有实际意义呢?在手板行业呢?我只是想要搞清楚RP到底有没有前景,而不是执着,只有不断的和大家讨论,我才能更好的把握。
发表于 2012-2-4 13:58:28 | 显示全部楼层
这样比不太靠谱,快速原型主要面对的是产品设计开发开始阶段方案的快速确认,CNC主要是加工,手板加工对于其而言,只是搂草打兔子而已
发表于 2012-2-4 14:00:18 | 显示全部楼层
从原理上说一个是叠加材料,一个是减材料,不同结构的产品需要的加工手段不同
 楼主| 发表于 2012-2-7 10:13:47 | 显示全部楼层
风中之翼 发表于 2012-2-4 14:00 , W0 R: H6 U5 R' C
从原理上说一个是叠加材料,一个是减材料,不同结构的产品需要的加工手段不同
& |7 t5 y6 a* P# P, X! K
您好,我想问下,现在的手板加工主要是什么加工手段?
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