早期的手板因为受到各种条件的限制,主要表现在其大部分工作都是用手工完成的,使得做出的手板工期长而很难严格达到外观和结构图纸的尺寸要求,因而其检查外观或结构合理性的功能也大打折扣。 随着科技的进步,CAD和CAM技术的快速发展,为手板制造提供了更加好的技术支持,使得手板的精确成为可能。 另一方面,随着社会竞争的日益激烈,产品的开发速度日益成为竞争的主要手段,而手板制造恰恰能有效地提高产品开发的速度。 正是在这种情况下,手板制造业便脱颖而出,成为一个相对独立的行业而蓬勃发展起来。 手板按照制作的手段分,可分为手工手板和数控手板:
(1)手工手板:其主要工作量是用手工完成的。
(2)数控手板:其主要工作量是用数控机床完成的,而根据所用设备的不同,又可分为激光快速成形 (RP,Rapid Prototyping)手板和加工中心(CNC)手板。
A: RP手板:主要是用激光快速成型技术生产出来的手板。
B: CNC手板:主要是用加工中心生产出来的手板。 RP手板同CNC手板相比较各有千秋: 通常刚研发或设计完成的产品均需要做手板(prototype),手板是验证产品可行性的第一步,是找出设计产品的缺陷、不足、弊端最直接且有效的方式,从而对缺陷进行针对性的改善,直至不能从个别手板样中找出不足。至此,通常还需要进行小量的试产进而找出批量里的不足以改善。设计完成产品一般不能做到很完美,甚至无法使用,直接生产一旦有缺陷将全部报废,大大浪费人力和物力和时间;而手板一般情况是少数的样品,制作周期短,损耗人力物力少,很快地找出产品设计的不足进而改善,为产品定型量产提供充足的依据。
数控手板按加工方法分为激光快速成型(SLA/SLS)和CNC加工两种,两者各有其专门的加工材料。
1、激光快速成型(SLA/SLS) 激光快速成型由原材料的不同分为SLA和SLS两种。 SLA是采用立体雕刻(Stereolithography)原理的一种工艺,又称光敏树脂选择性固化,是最早出现的一种快速成型技术。过程是:在树脂槽中盛满液态光敏树脂,它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时,可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度,聚焦后的激光束,在计算机的控制下,按照截面轮廓的要求,沿液面进行扫描,使被扫描区域的树脂固化,从而得到该截面轮廓的树脂薄片。然后,工作台下降一层薄片的高度,已固化的树脂薄片就被一层新的液态树脂所覆盖,以便进行第二层激光扫描固化,新固化的一层牢粘结在前一层上,如此重复,直到整个产品成型完毕。最后进行清洗、去处支撑、二次固化以及表面光洁处理等。 光敏树脂选择性固化快速成型技术适合于制作中小形工件,能直接得到树脂或类似工程塑料的产品。SLA快速原型的手板表面质量较好、系统分辨率高、成型精度较高。 SLS的加工方法与SLA技术相似,但用粉末原料取代了液态光聚合物,并以一定的扫描速度和能量作用于粉末材料。在成形过程中,激光参数以及粉末的特性和烧结气氛是影响烧结成形质量的重要因素。SLS快速原型能生产最硬的手板,而且可以采用多种原料,例如绝大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等,零件的构建速度高,无需对零件进行后矫正,无需设计和构造支撑。
2、CNC快速成型 CNC在机械加工业用处广泛,技术相对成熟。用于手板加工。效果以及精度也非常好,首先考虑的手板加工手段。
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