面向快速制造技术的概念型产品开发应用研究

发布时间：2020-06-20 04:55

【摘要】：随着社会需要和科学技术的发展，产品的竞争愈来愈激烈。一方面，对产品性能的要求越来越高；另一方面，市场的快速变化，要求设计人员能加快产品的开发速度，缩短产品开发周期。特别对于具有一定时代特色的产品，比如概念型产品，其研发的速度将直接影响开发的成败。本文围绕这个问题，充分利用CAX技术和快速成形技术，提出了基于三维CAD设计、逆向工程、有限元分析(CAE)、快速成形为核心的快速制造技术，解决传统研发手段存在的不足，最终实现产品的快速研发。首先，在产品的设计阶段，可依据产品的特点，选择正向设计或逆向设计的方法，实现产品的数字化建模。对于形状较为规则的产品，使用正向设计的方法更合理，它能实现所有特征的数字化，便于后续实施更改。而对于外形复杂的产品，则必须使用逆向工程的方法，它更具有灵活性，受CAD软件造型功能的约束较少。其次，利用CAE软件，对产品数字化模型进行有限元分析并进行优化设计，尽可能避免设计反复，实现产品性能和进度的并行考虑。它分析的项目主要有静强度、疲劳寿命、热效应等。最后，在制造环节，抛弃了传统的加工方法，使用了先进制造技术中的快速成形技术。它的数据来源是经优化后的数字模型经数据转换后输出的STL格式文件。快速成形设备能直接使用STL文件进行加工，制造出与数字模型一模一样的实物。在制造评估样件时，一般使用非金属材料即可，而在制造金属件时，一般要使用快速成形技术先制造出毛坯模型，再按传统的精密铸造法生产出金属毛坯。快速成形使用最多的方法有SLA法、LOM法、SLS法等，它们每种方法都有各自的特点。通过使用快速制造技术对产品开发的实际应用，证明快速制造技术在加快产品开发速度，提高开发成功率是有效的、可行的。在HOTAS产品的开发中，它能将开发成功率提高到95％，最短可达到一个月内完成一次设计迭代，开发费用可减少到原来的20％～30％。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TH16
【图文】：

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原理图,原理图,制件

庆大学硕士学位论文快速原形制造LOM成形有以下特点:①成形精度高。在X和Y方向的精度可达士0.1司.2~，Z方向的精度可达士.02~0.3~，所以生产的工件可直接用于装配;②制件能承受高达200℃的温度，有较高的硬度和较好的机械性能，可进行各种切削加工:③无需后固化处理;④无需设计和制作支撑结构;⑤废料易剥离;⑥制件尺寸大，成形件的长度高达1180nun;LOM成形不足之处:由于制作的工件的抗拉强度和弹性不够好，易吸潮膨胀等缺点在一些产品使用上受到限制。

【参考文献】