RP标准的时间

大量的讨论,一些有趣的动作以及来自RP战trench的反馈为制定标准奠定了基础。

大量的讨论,一些有趣的动作以及来自RP战trench的反馈为制定标准奠定了基础。

帕米拉·J·沃特曼(Pamela J.Waterman)

缺乏快速原型(RP)的标准是将其快速推向广泛接受的长期障碍。与传统的减法加工相比,RP既省时又省钱,它还可以生产原本无法在物理上构建的零件,但是仍然没有官方方法来评估其优点和局限性。尽管RP设备和材料供应商提供了自己的规格,但用户正在寻求客观的信息。
每年在制造业工程师协会(SME)快速原型制造大会上,圆桌论坛都不可避免地转向对国家或国际标准的需求。尽管一些政府主导的项目显然已经消亡,但在全球范围内仍有大量活动针对这一主题。与一些积极分子一起追赶以获得状态报告。

步入正轨

想知道给定的物料是否在批次之间始终保持一致?您能预测传统零件和RP零件之间行为特性如何变化或不变化?您在哪里可以找到答案?
SME不断努力满足专业人士,公司和行业的需求,最近启动了快速技术和增材制造社区(RTAM)来解决此类问题。它起源于自1993年以来活跃的SME快速原型协会(RPA / SME)。在RTAM内部,材料和工艺标准委员会正在研究和收集此类数据,并最终确定一条可以结果一起成为公认的标准。

整流罩图片由Stratasys,Inc.提供


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卡尔·德克(Carl Dekker),去年’位于伊利诺伊州日内瓦的RP服务局RTAM指导委员会主席和Met-L-Flo主席指出,开发标准的一个缺点是大多数人’如果最终结果仅适用于原型设计,而不是大规模制造,则不愿资助。“该小组认识到材料和工艺标准对于将快速原型发展为真正的3D数字制造至关重要,” headds, “but what’所需的是定义。“在1990年代中期,美国国家标准技术研究院(NIST)和ASTM国际组织(最初称为美国测试与材料学会)都支持在这一领域开展独立工作。前者由其制造系统集成部提供了一系列文章和演示,但该工作似乎并未刺激人们朝着两种正式标准迈进。—可能由美国国家标准协会定义—或事实上的标准,例如改进或替换的STLfile格式。而ASTM’的网站仍将RP小组委员会作为其机械测试小组的一部分,该小组委员会的活动在1998年之前的某个时候结束。因此,搜索工作继续进行。


Z公司’的Spectrum Z510 System以高清晰度的颜色打印这种跑鞋鞋底的原型,以反映原始设计数据并确保模型准确传达设计意图。

学术研究深入

在全球范围内数十所涉及大量RP材料和工艺研究的大学中,许多大学都在解决一些标准难题。

  • Richard Hague,Phill Dickens和英国莱斯特郡拉夫堡大学快速制造研究小组的其他成员花了七年多的时间测试和比较标准尺寸的“狗骨头””由不同公司提供的由立体光刻树脂制成的样品。感兴趣的特性包括强度和柔韧性的不同方面,所有方面都是相对于时间,温度和湿度的测量。
  • CAE顾问Tim Gornet(RTAM的成员)和他在肯塔基州路易斯维尔大学的团队已经参与了RP和SME多年。他们目前正在测试德克提供的材料样品’s company.
  • 亚特兰大佐治亚理工学院快速成型与制造研究所的David Rosen一直在研究立体光刻设备(SLA)构造样式参数(例如,层厚度和扫描周期)中的特定变量如何影响最终产品的准确性。
  • 密尔沃基工程学院的快速原型开发中心继续为RP社区的成员进行基准研究,并在一份名为““测试和评估:RPC进行的RP流程抽样和材料评估。”
  • 最后,得克萨斯大学奥斯汀分校的自由曲面制造实验室的许多项目之一都涉及开发经验方法(基于相似性)以有效预测自由曲面零件的性能。
    有关大学在基础研究和应用研究方面所做努力的更多信息,以及跟进的联系方式,请参阅Wohlers Report2004,这是Wohlers Associates在全球范围内进行的快速原型,工具和制造的年度研究。

    行业努力通常与国防部联系在一起

    位于密歇根州安阿伯市的非营利性国家制造科学中心(NCMS)提供了相关但又不同的方法,并得到了行业和政府资金的支持。 NCMS是北美最大的跨行业协作研发联盟,支持高级数字制造和维修小组,该小组包括霍尼韦尔,普惠和惠特尼等公司。他们正在进行实验以确定使用RP直接或间接生产功能部件(包括铸造金属部件)的最可行方法。
    根据NCMS计划经理Connie Philips的说法,在过去10年中,该小组’s的成员已经与现有的RP设备的所有主要供应商合作,其最终目的是将该技术引入国防部(DoD)维修站。因此,成员从事试点项目和测试样本,但到目前为止’ve专注于表征特定DoD应用的RP过程和材料。
    飞利浦指出,用户开始对RP设备供应商施加压力,要求其认证内容材料。她以钢铁工业为例。“They can’不能保证零件的制造,” saysPhilips, “但是他们可以证明自己生产的原材料。现在,我们集团正在拉动RP供应商做到这一点。”
    波音公司是成功认证满足军事要求的材料的首批制造商之一。波音的子公司按需制造’总部位于加利福尼亚州卡马里洛的,已成功使用3D系统’s选择性LaserSintering设备可创建批准的尼龙风管布局。除了减轻重量之外,最大的优点是新零件替代了多件式金属组件。

    展望未来

    在2002年的一次圆桌会议上’在SME RPandM大会上,用户探索了RP产品开发的障碍,并指出缺乏已发布的数据是主要问题之一。然而,似乎甚至出于竞争目的也可能将硬数据保密,并且随着新材料的不断开发,有时来之不易的硬性数据在发布时也会过时。直接投资于特定大学或协会的一个财团工作中,以适时利用他们的集体知识可能是值得的。
    “最有可能的情况是,当一家公司开发RP行业的IBM PC时,事实上的标准就会出现,”业界顾问Terry Wohlers说。“在那之前,我们别无选择,只能忍受全球数十家公司提供的笨拙的机器,材料和数据格式的杂乱无章的生活。”
    NCMS财团成员对此表示同意,并指出’这确实是一个实质性的问题,一旦找到可以用现有材料填充的大量应用程序,供应商便会出于质量和设计目的为该材料进行表征。他们认为迄今为止最好的例子是Align Technology的Invisalign牙齿矫直系统。在此过程中,患者需要佩戴由定制SL模具制成的一系列透明塑料对准器。即使该过程间接使用RP,它’变成了一个巨大的生意。
    In the meantime, never underestimate the power of the grassrootsmovement. Every once in a while this topic arises on the RapidPrototyping Mailing List (http://rapid.lpt.fi/archives/) with a threadworth following, and members are quite willing to share theirreal-world experiences.

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    RP零件库?
    在1997年10月的NIST研讨会后,文章和报告中提出了RP标准解决方案的许多方面。其中之一是开发定义各种尺寸的3D特征(例如球体,圆柱体,棱镜,圆锥体)的标准库。 1测得的属性可能包括表面的平整度,孔和圆柱的圆度,壁和槽的最小厚度以及表面粗糙度,以帮助潜在用户比较和权衡使用给定零件使用不同工艺和材料的方面。
    最近,讨论转向严格地为原材料制定标准。如果你’d想就此以及潜在的RP标准的其他方面发表评论,请与SME或Tim Gornet联系([电子邮件 protected])。
    —PJW
    1. “Rapid Prototyping’s Second Decade,”凯文·尤伦斯(Kevin Jurrens)编辑。制造工程师协会快速原型协会,第4卷,第1期,1998年第一季度。

    即将举行的活动

    中小企业快速原型制造2005年大会和博览会
    5月10日至12日,密歇根州迪尔伯恩

    第六届全国快速设计,原型设计和制造会议
    6月10日,英国海威科姆,白金汉郡奇尔滕斯大学学院

    9月28日至10月1日,第二届国际虚拟和快速原型研究高级会议(VRAP)2005,葡萄牙莱里亚。


    特约编辑 帕梅拉·J·沃特曼 是位于亚利桑那州的电气工程师和兼职技术作家。您可以通过电子邮件c / o与她联系关于此文章。 [电子邮件 protected].

    在本文中提及的公司:

    对齐技术
    加利福尼亚圣克拉拉

    美标
    华盛顿特区

    ASTM国际
    宾夕法尼亚West Conshohocken

    佐治亚理工学院
    乔治亚州雅典

    拉夫堡大学
    英国莱斯特郡拉夫堡

    路易斯维尔大学
    肯塔基州路易斯维尔

    Met-L-Flo,Inc.伊利诺伊州日内瓦

    密尔沃基工程学院快速原型中心
    威斯康星州密尔沃基

    国家制造科学中心
    密歇根州安阿伯

    按需制造
    加利福尼亚卡马里洛

    快速成型 Mailing List

    制造工程师学会
    密歇根州迪尔伯恩

    德克萨斯大学奥斯汀分校
    德克萨斯州奥斯丁

    沃勒斯协会
    英尺柯林斯

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    帕梅拉·沃特曼

    帕梅拉·沃特曼(Pamela Waterman)担任数字工程’是20年的特约编辑。通过联系她 (必须启用JavaScript才能查看此电子邮件地址)。.

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