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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 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |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 # T9 F" e- z" P6 X
3 T8 \1 p9 \8 f7 t/ {
RP受到限制
+ b6 e: f7 k! u0 @9 j7 T2 P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。
; @; g7 k( ^& a2 t+ b/ h: @; H( [4 G7 x9 f/ F% W
CNC几乎不受任何限制 0 ?% J8 t+ ^2 E- f/ Z1 z; p! y" P
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 5 [3 H- H9 B3 E- v

$ c* S; e* |5 ~1 y0 l7 jRP的最大尺寸为600 x 900 x 500mm . N/ Q9 i9 w" |4 d$ ~
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。
& b# r7 w/ j: K& E5 @8 v+ ?, L  \2 c" s% \3 Z9 g9 @8 @% X
CNC可以生产飞机零件 6 p9 `+ C, v# V6 _3 v
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 8 X/ F; i, R8 \
8 t2 \2 v/ C9 W5 i: @2 h- ^% K
RP不受限制
# t/ A( x( `% y  r/ v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。
) X2 N7 x% G+ b
! H- g) a! a, j& i( j1 ZCNC受到限制 # J$ ^: D8 g3 [4 o+ M" S9 H
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。
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细节特征
( {  `7 B1 k3 w6 A  x7 ~/ b! [% f/ c: ^% v' X: o' q5 O
RP有其独到之处
  Q/ V. o; u$ l. @! `0 i4 c0 b; ?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。
6 W# U+ W! {1 ~; S. K
" M- e8 i1 Q% Q/ w0 Y" xCNC有其不同之处
; m  C+ [5 C: ?; _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* x% p! x, S" c" M
3 X2 d6 j6 V2 ^9 l  T$ s! s' MRP的精确度为0.1250.75mm 0 v# }4 E. f; Z5 l: D( `- l5 U
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。
1 e( v( X( m8 [. i2 J, PCNC的精确度为0.0125-0.125mm 5 V7 Z. D  `" A0 e5 G6 K( C: `
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。 5 @6 |. F0 X) s  a
重复精度 ' d$ i" b/ [' S$ a

) V; c1 p. ^. e# q6 w" c5 cRP的重复精度低
: ^! `! C3 H+ t9 ^" U3 kRP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。 " b$ n6 V* F2 g6 ?) D. s+ f9 s' J- T

& A" o/ v$ M% L  A7 fCNC的重复精度高
5 S! G# F0 j& Q- ^/ F' ]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 % U5 L: o: b) [! A) M
& Z; h, r, f$ Y7 i) p' A/ ~( R  V
RPRa值为2.515微米
! j8 i* [" P" Z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。
! k3 A7 B  |  x) z' }- j" N$ g
: b0 c1 v/ [9 ~& kCNCRa值为0.55微米
3 E( P, X. z7 \% J* D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。 1 ~( w. a# w2 r5 M; }, }& y

5 s8 _& y$ C# h0 V, U可靠性
8 g7 }5 c! k  L! n+ i& K* f# M
% \) a2 m) W" I* ~% g- ERP的可靠性属于中等 # `6 k4 u1 _- S0 j: G
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。 * S: @% d. `. g4 b. e
CNC的可靠性属于中等至上等 $ a4 T. {, s0 X) v
CNC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 7 m  U4 ]6 p4 E$ f6 _* L9 b) w
8 a; z0 c% c: c1 M( o
RP所需的周期短到中等
+ P1 n/ j- {0 U7 j5 vRP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。
! {! M2 c9 h( r# o+ E0 U  `
+ f* ~- V0 I1 ZCNC所需的周期属于中等
0 A1 C" F, D9 w* u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。

$ z6 ^% A  z. n  J
# d+ }* S. s) v! j3 j0 U! `4 F6 J
) L( W) D* r, h# Z0 E6 z
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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2#
发表于 2012-2-3 13:18:34 | 只看该作者
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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3#
 楼主| 发表于 2012-2-4 09:01:03 | 只看该作者
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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4#
发表于 2012-2-4 13:58:28 | 只看该作者
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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5#
发表于 2012-2-4 14:00:18 | 只看该作者
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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6#
 楼主| 发表于 2012-2-7 10:13:47 | 只看该作者
风中之翼 发表于 2012-2-4 14:00 - r: {) i2 f) R0 \% z
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
: y# ~/ C' r. y) m( P! O9 \
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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