機械工程英語第二版part2unit11翻譯

機械工程英語第二版part2unit11翻譯機械工程英語第二版part2unit11翻譯機械工程英語第二版part2unit11翻譯xxx公司機械工程英語第二版part2unit11翻譯文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設(shè)計，管理制度機械工程英語（第11單元）RapidPrototypingandManufacturingTechnologies快速原型制造和快速制造技術(shù)Introduction介紹Manufacturingcommunityisfacingtwoimportantchallengingtasks：（1）Substantialreductionofproductiondevelopmenttimes;and(2)Improvementonflexibilityformanufacturingmulti-varietyandsmallbatch-sizeproducts.Computer-aideddesignandmanufacturing(CADandCam)havesignificantlyimprovedthetraditionalproductiondesignandmanufacturing.However,thereareanumberofobstaclesintrueintegratio制造社會面臨兩個重要的艱巨任務(wù)：1大幅度減少產(chǎn)品開發(fā)時間，以及改善對彈性制造多品種，小批量大小的產(chǎn)品。電腦輔助及制造大大改善了傳統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)計和制造。但是，有一個數(shù)字障礙計算機輔助設(shè)計與真正的一體化電腦輔助制造新產(chǎn)品的快速發(fā)展。Tosubstantiallyshortenthetimefordevelopingpatterns,andprototypes,somemanufacturingenterpriseshavestartedtouserapidprototypes(RP)methodsforcomplexpatternsmakingandcomponentprototyping.Overthepastfewyears,Avarietyofnewrapidmanufacturingtheologies,generallycalledRapidPrototypingandManufacturing,haveemerged;thetechnologiesdevelopedincludestereolithography(SL),selectivelasersintering(SLS),fuseddepositionmodeling(FSM),laminatedobjectmanufacturing(LOM),andthreedimensionalprinting(3DPrinting)。ThesetechnologiesarecapableofdirectlygeneratingphysicalobjectsfromCADdatabases.Theyhaveacommonimportantfeature:theprototypepartisproducedaddingmaterialsratherthanremovingmaterials,thatis,apartisfirstmodeledbyageometricmodelersuchasasolidmodeler,andthenismathematicallysectioned(sliced)intoaseriesofparallelcross-sectionpieces.Foreachpiece,thecuringorbindingpathsaregenerated.Thesecuringorbindingpathsaredirectlyusedtoinstructthemachineforproducingthepartbysolidifyingorbindingalineofmaterial.Afteralayerisbuilt,anewlayerisbuiltonthepreviousoneinthesameway.Thus,themodelisbuiltlayerbylayerfromthebottomtotop.為了大大縮短母摸、模具和樣件的制作時間，一些制作廠開始利用快速原型制造技術(shù)來制作復(fù)雜的母模和零部件的原型。在過去幾年中，各種新的快速制造技術(shù)，通常被稱為快速成型與制造，有涌現(xiàn)，這些技術(shù)包括立體開發(fā)，選擇性激光燒結(jié)，熔融沉積成型，分層實體制造，三維打印。這些技術(shù)能夠直接從CAD數(shù)據(jù)庫生成實體對象。他們都有一些共同的重要特征：原型件都是通過增材制造，而不是材料去除工藝制作的，也就是說，零件首先通過幾何建模軟件，比如一個實體建模模塊來建模，然后用數(shù)學的方法進行切層處理，使其成為一連串平行的橫截面片。每件，固化或具有約束力的路徑生成。這些固化或具有約束力路徑是直接用于指導生產(chǎn)的部分機器固化或具有約束力的材料一致。建成后，一層是，一個新的層是建立在以同樣的方式前一個。因此，該模型建立一層一層從底部到頂部。RRProcessesRP反相進程Asmentionedearlier,thereareseveraltechnologiesavailableformodelproductionbasedontheprincipleof“growing”or“additive”manufacturing.Themajordifferencesamongthesetechnologiesareintwoaspects(1)Materialsused,and(2)Partbuildingtechniques.Thefollowingsectionswillexplainindetailtheserapidprototypingtechnologieswithrespecttotheabovetwoaspects.如前所述，有幾種技術(shù)可以為模型生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，增加或添加劑生產(chǎn)原則。這些技術(shù)之間的主要分歧是在兩個方面;材料使用，而部分建筑技術(shù)。以下部分將解釋快速原型技術(shù)，這些細節(jié)就上述兩項方面。1.Stereolithography光固化Stereolithographyapparatus(SLA)wasinventedbyCharlesHullof3DSystemsInc.Itisthefirstcommerciallyavailablerapidprototypeandisconsideredasthemostwidelyusedprototypingmachine.Thematerialusedisliquidpho-to-curableresin,acrylate(monomers)arepolymerizedintolargemolecules.Basedonthisprinciple,thepartisbuiltinavatofliquidresinasshowninFigl.1.光固化成型機由3D系統(tǒng)公司的CharlesHull發(fā)明。它是世界第一臺使用最廣的商業(yè)快速成型機。使用的材料為丙烯酸光敏樹脂。在光子的引發(fā)下，小分子（單體）聚合成大分子。原型零件就是根據(jù)這一原理從樹脂槽中制作出來的。TheSLAmachinecreatestheprototypebytracinglayercross-sectiononthesurfacesoftheliquidphotopolymerpoolwithalaserbeam.UnlikethecontouringorzigzagcuttermovementusedinCNCmachining,thebeamtracesinparallellines.ThelaserbeamisdeflectedhorizontallyinXandYaxesbygalvanometer-drivenmirrorssothatitmovesacrossthesurfaceoftheresintoproduceasolidresincoversthesolidifiedlayer.Awiperhelpsappearedtheviscouspolymeroverforbuildingthenextlayer.Thelaserdrawsanewlayeronthetopofthepreviousone.Inthisway,themodelisbuiltlayerbylayerfrombottomtotop.蘇丹解放軍機上創(chuàng)建的跟蹤層橫截面的原型表面用激光束液體感光樹脂池。同數(shù)控機床加工時刀具的輪廓走刀和循環(huán)走刀方式不一樣，激光束是以平行方式掃描的。（4）該激光束偏轉(zhuǎn)在X和Y軸的橫向振驅(qū)動鏡子，以便它在整個行動的樹脂表面產(chǎn)生了堅實的格局。建成后1層，電梯下降一個用戶指定的距離和新的液態(tài)樹脂固化涂料覆蓋層。刮板用來將粘稠的樹脂均勻涂覆在零件表面以便于下一層的制作。激光在前一層的頂部進行新一層的掃描。這樣，原型就自下而上地逐層制作而成。ThereareseveralfeaturesworthyofmentioningofSLA有許多值得一提的SLA的幾個特點。1.Material.材料。Therearefivecommerciallyavailablephotopolymers.Allofthemareakindofacrylate.這五個商用光聚合物。他們都是一種丙烯酸類。Support.（2）支持。Becauseamodeliscreatedinliquid,theoverhangingregionsofthepart(unsupportedbelow)maysagorfloatawayduringthebuildingprocess.Theprototypethusneedssomepredesignedsupportuntilitiscuredorsolidified.Theseadditionalfeaturesarebuiltonthemodelpartsandhavetobetrimmedafterthemodelbuildingiscompleted.因為模型是在液體中創(chuàng)建了一部分（不受支持低于）懸垂地區(qū)可能驟降或漂浮在建設(shè)過程中走。因此，需要一些原型預(yù)先設(shè)計的支持，直到它被治愈或凝固。這些附加功能是建立在模型部分，要修剪后建設(shè)完成。(3)Modelaccuracyandperformance.（3）模型的精度和性能。Theaccuracyachievedisabout0.5%.Thelayerthicknessisbetween0.004”and0.003”.Presently,theSLAmachinesmadeby3DSystemsInc.arethemostaccuratemachinesamongtheRP&Msystems.精度達到約0.1％的整體尺寸和體積較大的惡化，但不超過0.5％。層厚度為0.03和0.004之間。目前，蘇丹解放軍機由3D系統(tǒng)公司。反相屬于機電系統(tǒng)中最精確的機器。Selectivelasersintering(SLS)2。選擇性激光燒結(jié)SLSusesacarbondioxidelasertosintersuccessivelayersofpowderinsteadofliquid.InSLSprocesses,athinlayerofpowderisappliedbyarotatingrollermechanismontotheworkplace.Thepowdermaterialispreheatedtoatemperatureslightlybelowitsmeltingpoint.Thelaserbeamtracesthecross-sectiononthepowdersurfacetoheatupthepowdertothesinteringtemperaturesothatthepowderscannedbythelaserisbonded.Thepowderthatisnotscannerbythelaserwillremaininplacetoserveasthesupporttothenextlayerofpowder,whichaidsinreducingdistortion.Whenalayerofthecross-sectioniscompleted,therollerlevelsanotherlayerofpowderoverthesinteredoneforthenextpass.Fif.11.2showstheworkingprincipleofSLS.

選擇性激光燒結(jié)采用二氧化碳激光燒結(jié)粉末，而不是連續(xù)的液體層。選擇性激光燒結(jié)過程中，一薄層粉是由地方上的工作輥旋轉(zhuǎn)機制的應(yīng)用。粉末材料預(yù)熱的溫度稍低于其熔點。激光束的痕跡跨粉末表面上的部分來加熱粉末燒結(jié)溫度，使粉末激光掃描是保稅。即不是由拉斯特掃描將繼續(xù)留在當?shù)刈鳛槲磥淼姆蹖?，減少失真艾滋病支助粉末。當一個截面層完成后，滾筒的水平在未來通過彼此的粉末燒結(jié)層。Fig.11.2顯示了選擇性激光燒結(jié)的工作原理。Fuseddepositionmodeling(FDM)3。熔融沉積建模InanFDMprocessasshowninFig.11.3,aspoolofthermoplasticfilamentfeedsintoaheatedFDMextrusionhead.ThemovementoftheFDMheadiscontrolledbycomputer.Insidetheflyingextrusionhead,thefilamentismeltedintoliquid(1^Cabovethemeltingtemperature)byaresistantheater.Theheadtracesanexactout–lineofeachcross-sectionlayerofthepart.AstheheadmoveshorizontallyinXandYaxes,thethermoplasticmaterialisextrudedoutofanozzlebyaprecisionpump.Thematerialsolidifiesin1/10secondasitisdirectedontotheworkplace.Afteronelayerisfinished,theextrusionheadmovesupaprogrammeddistanceindirectionforbuildingthenextlayer.Eachlayerisbondedtothepreviouslayerthroughthermalheating.

在熔融沉積在Fig.11.3建模過程中，閥芯的熱塑性長絲飼料入加熱熔融沉積造型擠出頭。對熔融沉積造型頭部運動是由電腦控制。在高速運動的擠壓頭里，絲材被電阻加熱融化成液態(tài)（高于熔點1。C左右）。擠壓頭精確按零件截面輪廓形狀移動（從而逐層將原型零件制作出來）。水平移動的頭在X和Y軸，熱塑性材料擠壓出一府精密泵噴嘴。固化材料在1/10秒，因為它是把工作場所的指示。完成后，1層，擠壓頭移動了下一層建設(shè)的一個程序在Z方向的距離。每一層粘合到上一層，通過熱供暖。Laminatedobjectmanufacturing(LOM)4。分層實體制造（LOM）的TheLOMprocessproducepartsfrombondedpaperplastic,metalorcompositesheetstock.LOMmachinesbondalayerofsheetmaterialtoastackofpreviouslyformedlaminations,andthenalaserbeamfollowsthecontourofthepartcross-sectiongeneratedbyCADtocutittotherequiredshape.Thelayerscanbegluedorweldedtogetherandtheexcessmaterialofeverysheetiseitherremovedbyvacuumsuctionorremainsasnextlayer’ssupport.Fig.11.4showstheworkingprincipleofLOM.

洛美進程從保稅紙塑，金屬復(fù)合板股票或親達斯部分。洛美機器結(jié)合一板層材料一疊以前形成的薄片，然后用激光束遵循的部分輪廓截面由CAD生成的刪減至所需要的形狀。該層可以膠合或焊接在一起，每片材過剩是可以通過真空抽吸刪除或仍然是下一層的支持。fig.11.4顯示奧爾姆的工作原理。Three-dimensionalprintingwasdevelopedatMassachusettsInstituteofTechnology.Inthe3Dprintingprocess,a3Dmodelisslicedinto2Dcross-sectionlayersinacomputer.Alayerofpowderisspreadonthetopofthepiston,thepowderbardingacylinder,andthenanink-jestprintingheadprojectsdupletsofblindermaterialontothepowderattheplacewherethesolidificationisrequiredaccordingtotheinformationfromthecomputermodel.Afteronelayeriscompleted,thepistondropsapredefineddistanceandanewlayerofpowderisspreadoutandselectivelyglued.Whenthewholepartiscompleted,heattreatmentisrequiredtoenhancethebondingofthegluedpowder,andthentheunboundedpowderisremoved.Fig.11.5showstheworkingprocessof3DPrinting.5.親切體貼的三維印刷（三維印刷）

三維打印是開發(fā)的麻省理工學院。在三維印刷過程中，三維模型切成二維截面層在一臺計算機。首先在氣缸的活塞（粉末床）頂部鋪上一層粉末，然后一個噴墨打印頭根據(jù)計算機模型信息在要求固化的粉末部分表面噴上粘結(jié)材料。完成后，1層，活塞下降一個預(yù)定義的距離和一個新的層粉分散和選擇性粘貼。當整個部分完成，熱處理必須加強粘粉粘接，然后無界粉被刪除。fig.11.5顯示了三維打印的工作流程。

當前的RP＆M的應(yīng)用CurrentApplicationsofRP&MAlargenumberofindustrialcompaniessuchasTexasInstruments,Inc.ChryslerCorporation,AmpInc.andFordMotorCo.havebenefitedfromapplyingthetechnologiestoimprovetheirproductdevelopmentinthefollowingthreeaspects.一個大型的工業(yè)企業(yè)，例如得克薩斯文書所公司，克萊斯勒公司，放大器公司,和福特汽車公司。得益于采用的技術(shù)，以改善他們在以下三個方面的產(chǎn)品開發(fā)利用策略。設(shè)計工程1.Designengineering設(shè)計工程(1)Visualization..（1）可視化。Conceptualmodelsareveryimportantinproductdesign.Thetouchofthephysicalobjectscanrevealunanticipatedproblemsandsometimessparkabetterdesign.WithRP&M,theprototypeofacomplexpartcanbebuiltinashorttime,thereforeengineerscanevaluateadesignquickly概念模型在產(chǎn)品設(shè)計中十分重要。觸摸真實的物理實體可以暴露某些無法預(yù)料的問題，有時還會引發(fā)出更好的設(shè)計。采用RP＆M的，是一個復(fù)雜的零件原型可以在很短的時間，因此工程師可以評估一個設(shè)計非?？?。(2)Verificationandoptimization.（2）驗證和優(yōu)化。Improvingproductqualityisalwaysanimportantissueofmanufacturing.Withthetraditionalmethod,developingofprototypescanbeproducedquicklywithoutsubstantialtoolingandlaborcost.Consequently,theverificationofdesignconceptsbecomessimple:theproductqualitycanbeimprovedwithinthelimitedtimeandwithaffordablecost.期完善產(chǎn)品質(zhì)量始終是制造業(yè)的重要問題。與傳統(tǒng)的方法，來驗證原型開發(fā)或優(yōu)化一出大量的工具和勞動力成本的設(shè)計。因此，設(shè)計概念驗證變得簡單：產(chǎn)品質(zhì)量可以在有限的時間內(nèi)可承受的成本提高。(3)Iteration.（3）迭代Justliketheautomotiveindustry,manufacturersoftenputnewproductmodelsintomarket.WithRP&Mtechnology,itispossibleto