徐海强
广东鑫统仕车用热系统有限公司广东
摘要：近年来，随着我国经济的快速发展和科学技术的不断进步，快速成型技术得到了广泛的应用。自动获取人像三维数据并能高精度重建是三维人脸识别的研究热点，在信息保密、安全认证、刑侦系统等领域都有较高的应用前景，3D打印在国内外从出现到逐步走向成熟,已经在各个行业获得越来越广泛的应用，三维造型设计快速成型加工等具有较高的应用价值和市场前景。
关键词：快速成型技术；产品设计；结构设计；生产方式
引言
在这个科技高速发展的时代，快速成型技术作为领先者，被广泛应用在诸多产业当中，快速成型技术使产品设计的个性化与多样化成为可能，促进了设计效率，使设计师们放下传统生产方式的束缚，促进其设计理念的大胆创新。同时，3D打印在技术上仍存在一些不足，但这些不足之处随着科技的发展会被弥补。设计师利用快速成型技术，将美好的想法转变为现实，从各个方面满足人们对产品设计的需求，创造更好的世界。快速成型技术在实际使用过程中，可以极大程度的缩减制作产品的时间，即使是一些较为复杂的产品形状和结构也可以制作，基于此，本文针对快速成型技术在产品设计中的应用进行分析。基于快速成型技术的工艺分类情况，从创意品质、开发进度、样品细节、功能试验、实际应用等方面概述快速成型技术应用。
1快速成型技术概述
1.13D打印技术的扼要介绍
3D打印这一概念是在19世纪末的美国被提出来，随着对其研究的不断深入，在20世纪80年代中期被恩里科·迪尼发明，在后期能够实现三维打印的打印机被成功地研制出来，并开始投入市常3D打印机其实就是一种累积制造技术，在打印过程中可以在信息设备中预设好三维立体模型，然后就能够成功地打印出来，3D打印机的具体使用内容有两项，第一需要在想要成型的位置铺设专用的胶水；第二，匀称的铺设粉末，当粉末碰到胶水之后，就会快速凝结，但是在没有胶水的位置粉末还是维持着疏松的样子，反复进行这些步骤至预设好的三维立体模型被成功打印出来。因为这个反复重复加工的步骤非常类似于喷墨打印机，所以这种技术就被叫作"打印机"。目前较为常见的快速成型技术有：立体喷印成型，分层实体制造，熔融沉积制造，立体光固化以及激光选区烧结。每种技术有其自身特点，比如：以薄片材料为原料,如纸、金属箔、塑料薄膜等的分层实体制造（简称LOM），其过程主要是，在材料的表面涂满热熔胶，通过热压的方式进行层层最终形成所需要的实体产品。一般称为立体光固化又称立体印刷的SLA，是在给定一个特定强度的激光后，集中照射在某种光敏树脂（光敏树脂：一种能在特定波长的紫外光照射下发生光聚合反应而固化的材料）材料的表面上使之从一维到二维，二维到三维、有一层层的打印，直至完成产品的打樱
1.2快速成型技术工艺分类
快速成型技术利用了离散-堆积成型原理，利用CAD软件建立相应的三维数字模型，将三维数字模型分为二维平面信息和二维信息生成数控代码，最终驱动加工终端对材料进行设计，将其粘结为产品形体。三维打印成型法是目前最常见的一种快速成型技术，采用一种类石膏粉末材料，通过打印喷头将胶水打印在零件的截面粉末上，完成工艺制作。此外，熔融沉积制造法也较为常见，这种工艺技术也被称为：熔丝堆积制造法，在实际应用的过程中，通过加热成型头融化塑料丝的方式完成实体模型或者零件的制作，同时利用PC控制成型，保证运动的准确性。比如：想要设计一个结构复杂、形体不规则的文化礼品，其中涉及塑料成型工艺等，因此可以采用熔融沉积制造法，不仅可以缩短制作时间，同时也可以让产品本身的不规则曲面得到良好的加工处理。
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2快速成型技术在产品设计研发过程中的应用
2.1利用快速成型技术提升创意品质
快速成型技术发展过程中，对工业产品设计、生产领域都产生了重要的影响，在产品设计阶段发挥着重要作用。快速成型技术最大的特点就在于可以有效避免设计出现主观上的失误，从分提高创意的品质，对于产品设计人员而言，在设计产品的过程中，经常会将自己的主观喜好出发，进行产品创意设计，但是这会对产品的客观性造成影响，导致产品不严谨。通过快速成型技术，可以直观地看到产品预想样机模型，从而及时发现其中存在的缺陷，和三维数字模型相比，该技术可以准确地观察设计细节，从整体上对设计细节和整体关系进行评价，避免反复修改，保证产品的客观性，有效提升产品的质量，提高创意品质，保证产品设计让客户满意，符合客户对产品的设计需求。
2.2利用快速成型技术加快开发进度
在传统产品设计工作中，只有模具验收合格后，才能够进行整机装配和整机验收，在这个过程中，消耗了的大量的时间。随着快速成型技术的提出和应用，从根本上避免了这一问题的发生，让开发进度不断提高，在模具制造的过程中，就可以对产品部件进行整体装配和功能试验，从而让模具一次性通过验收，这会让模具制造、整机试验、评价工作同时进行，同时最大限度提升产品的开发进度。比如：利用快速成型技术制作电器设备时，就可以针对电器设备进行全面的分析，判断电器的实际应用性能，从而保证设备应用的稳定性，也能够提高产品的制作效率。
2.3利用快速成型技术确认样品细节
快速成型技术在产品开发设计阶段，具有重要的作用，之所以可以在产品设计中得到广泛应用，不仅是因为其本身技术特点，也是因为经过该技术做出来的样品更加直观、辨识度更强。比如，在产品开发设计阶段，用户可以通过快速成型技术的制作平台，对产品模型的细节、整体进行全方位的检查，从而及时给出反馈意见，让设计生产人员可以有针对性地进行修改，也能够为设计生产方式提供更加全面的设计生产依据，保证产品制作模型的准确性，这种在产品开发初期为客户提供直观三维实体样件的方式，是快速成型技术独有的设计模式。
2.4利用快速成型技术进行功能试验
快速成型技术的应用远不止上述几个方面，在实际应用中，利用快速成型技术可以在产品设计阶段，就对产品功能进行试验。经过多次实验分析，发现使用快速成型技术制作出来的原型可以直接进行装配检验，针对产品在投入实际工作时的情况进行模拟实验，从而更好地分析产品的功能性，对产品进行检查。
结语
科学技术高速发展的时代下，各行各业的生产技术都在不断进步，产品设计行业也不例外。随着近些年人们的审美提高，外观装饰的需求被逐渐放大。快速成型技术作为产品设计中的重点技术，如今被广泛应用在诸多产业中，它能够做到的精细度、美观度显然不能够满足大众的需求。但是快速成型技术还存在一定的不足，如何去改善这个缺点，仿生家具制造过程中的材料选择和打印精细度是设计师们所要面临的一个挑战，还需要对技术进行不断的优化发展，从而让快速成型技术可以从各方面法满足家居设计需求。
参考文献
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论文作者:徐海强
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/27
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