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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 0 W- W4 t5 _2 [! g9 O. n/ C

5 ^! t1 j$ n9 T7 I2 W; {RP受到限制 . u7 }. [0 f7 E  M
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。 7 E' a' [  Q+ Q9 ]( r# W0 x

2 b9 b) @; l% W9 M( W3 K5 ]CNC几乎不受任何限制 0 v# q5 V6 B, M1 C- W$ ^  A
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 ' f; N4 V3 ?3 H1 h

* D9 N$ `$ X: i; T! tRP的最大尺寸为600 x 900 x 500mm * D# |. r, q, I0 {2 E
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。 4 z3 c& H  P. t( m3 O. ?# ^

0 J1 I, n; B  jCNC可以生产飞机零件 ) c. g$ N* d) `: ~! E3 d* p" \1 h
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
3 K$ k# S7 L) P
5 H& q. b/ W" S1 XRP不受限制 , ^$ m% D  Q7 A1 u2 i' G% |' i
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。 & {1 H: F! N- Q& [

3 i- C3 H! p+ |2 p7 MCNC受到限制
% ~- S* n; ~3 t0 }6 e  h; YCNC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。
1 E/ A5 E. {4 i- r+ z. _
细节特征
5 c' N* ^- I7 ]* B6 c# ]0 T' w2 K3 F! e2 E1 ~3 G; N0 O
RP有其独到之处 $ ^# z* u$ T$ W: s; h2 U
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。
. z, u; a1 A3 K/ v: E+ [, x6 U! [* E9 E! w& c: @/ I, @6 O" ]
CNC有其不同之处 7 I! r9 X2 L' \+ ~
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 # E/ t! g8 D2 I7 ~& o
1 i7 K' ?2 f3 `3 J* f
RP的精确度为0.1250.75mm * [, K3 H/ p  q& R% K, `
RP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。
0 ^; A: v! R6 f5 e8 ]- P  e; SCNC的精确度为0.0125-0.125mm
7 m2 }& ~5 R1 f- u$ ?; F; o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。 $ s4 p% v4 z4 S5 ?+ [
重复精度
0 `! M$ n0 u5 f' v9 B+ V3 ?: P( A+ r! g. w9 o. {2 w
RP的重复精度低 0 H! u' d9 }- G3 D
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。
- Y/ B- I. S2 j3 y8 I# V% S2 o% D5 |. G! b# S* m) w3 L
CNC的重复精度高
; E$ }8 P( B( p  tCNC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
( z/ ~4 a( N& L' P8 _# P4 u: x2 Q* Y
RPRa值为2.515微米 4 M: S: A6 E) N5 C7 A
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。 9 i6 ~/ ^6 @+ R6 M& O8 h

/ E+ f/ B: l5 O/ ^' {5 JCNCRa值为0.55微米 / D4 U4 {; ]5 a8 x
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。 : L/ m0 X2 s, X8 r( ^. K/ ], o1 m* g

+ v$ @" C- _: w$ \% H4 h/ T' v可靠性
& `$ g3 M( U" K8 H( a5 E" w  B+ c2 B3 k. g, N
RP的可靠性属于中等
9 M* c7 d# P: j% 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。
$ |# k3 f) h! C9 c1 s/ y4 W) Z, I/ wCNC的可靠性属于中等至上等
& z' o2 S) ~/ B) H: Y9 ~5 SCNC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
  P& @, }- b2 n" B( k; u
9 l7 {  g3 E7 D/ Y* ?RP所需的周期短到中等
' {1 P3 ?" c( o' ~9 u6 \! {RP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。
+ [; F! _& I) W: u6 a( m2 B9 a. L! R/ ?
CNC所需的周期属于中等 + W4 y7 J0 E9 l
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。
' C4 z% u  b% S' B1 Y

; P5 Y# l! H8 o/ |( b0 [$ s( V* |
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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# F" h  Q* k% c# U) w
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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!
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 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。
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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
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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
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 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
) A7 z) l+ t4 Y8 L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
( U7 {5 P' y& t$ `! m2 Q
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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