企業(yè)在新產(chǎn)品大批量投產(chǎn)之前，必須進(jìn)行新產(chǎn)品的試制。一般首先要制作出用來表現(xiàn)原型設(shè)計(jì)產(chǎn)品的模型，即手版，手版制作是設(shè)計(jì)人員修改和完善設(shè)計(jì)十分必要的。眾多塑膠手版本身就是一種高附加值的商品，在家電業(yè)中，手版的優(yōu)劣直接決定了最終產(chǎn)品的選型，可以說手版的制作相當(dāng)重要。如何快速地制造出手版，用以論證設(shè)計(jì)，完善設(shè)計(jì)，已經(jīng)成為工業(yè)制造中的一個(gè)急需解決的問題。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，快速成型技術(shù)與數(shù)控技術(shù)在手版制作中都起到了重要作用，但兩者各有千秋。下面對(duì)快速成型技術(shù)與數(shù)控技術(shù)在手版制作中的應(yīng)用進(jìn)行比較。

1 快速成型技術(shù)和數(shù)控技術(shù)在手版制作中的共同特點(diǎn)

　　1.1 兩者都是高柔性的數(shù)字化制造過程

　　快速成型和數(shù)控技術(shù)都是基于CAD模型的技術(shù)，模型數(shù)據(jù)易于修改，都完全實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的制造。針對(duì)加工出的實(shí)物可直觀地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的問題和不足，盡早地提出設(shè)計(jì)改進(jìn)的意見，能夠保證新產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率。

　　1.2 兩者都是綜合技術(shù)的集成

　　快速成型制造技術(shù)與數(shù)控技術(shù)都是計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、傳感技術(shù)、光電技術(shù)與新材料技術(shù)等的綜合集成。

　　1.3 加工周期短

　　從加工產(chǎn)品的全過程來看，快速成型制造技術(shù)與數(shù)控技術(shù)都能夠快速完成設(shè)計(jì)與制造一體化，因此，快速成型制造技術(shù)和數(shù)控制造技術(shù)都非常適合于新產(chǎn)品的開發(fā)與管理，尤其是快速成型制造技術(shù)大大縮短了新產(chǎn)品研制的周期，確保了新產(chǎn)品面世時(shí)間。一般情況下收到3D圖經(jīng)確認(rèn)后安排生產(chǎn)，2天內(nèi)就可交貨。

2 快速成型技術(shù)與數(shù)控技術(shù)在手版制作中的區(qū)別

　　在手版制作過程中，快速成型技術(shù)與數(shù)控技術(shù)不僅存在許多共同點(diǎn)，也存在著很大的區(qū)別，主要表現(xiàn)在加工速度與精度、加工材料，加工設(shè)備、加工尺寸范嗣、成型原理與加工的復(fù)雜程度等方面。

　　2.1 加工速度與精度

　　快速成型技術(shù)加工過程的速度比較慢、成本高、精度偏低；而數(shù)控技術(shù)在制作手版的過程，盡管比較麻煩，但是速度較快，而且精度較高。

　　2.2 手版模型制作的材料選擇

　　快速成型在制作過程中所用材料主要包括樹脂、紙、工程蠟、工程塑料ABS、陶瓷粉、金屬粉、砂等；數(shù)控加工所用材料主要是金屬、工程蠟、尼龍、木材等。數(shù)控技術(shù)加工可以根據(jù)客戶的需要，保證手版模型材料和批量零件材料的一致；快速成型制作由于受材料及成型原理的影響，零件的強(qiáng)度達(dá)不到原零件設(shè)計(jì)的要求性能，這方面有待研究提高。具體表現(xiàn)在制品的強(qiáng)度較低，致密性較差。

　　2.3 加工設(shè)備

　　數(shù)控技術(shù)在手版制作中一般采用三維數(shù)控銑床或者雕刻機(jī)就可以進(jìn)行生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)性好，推廣迅速。而快速成型技術(shù)在手版制作中必須采用專用的快速成型設(shè)備，該設(shè)備目前的成本較高，經(jīng)濟(jì)性不及前者，還沒有大量應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。

　　2.4 加工尺寸

　　應(yīng)用數(shù)控技術(shù)制作手版，由于數(shù)控設(shè)備加工范圍大，所以加工的手版尺寸也較大。而快速成型技術(shù)往往受到設(shè)備成型空間的限制，所制作手版的尺寸一般較小，不過也可以將原型分割為幾部分，分別單獨(dú)加工，最后粘結(jié)在一起。如圖1(a)中的原型在快速成型設(shè)備控制軟件中顯示垂直放置，Z軸方向的尺寸超出了設(shè)備的成型空間尺寸，這種情況可以通過分層軟件對(duì)其進(jìn)行Z下半部分分別進(jìn)行加工。

　　2.5 成型原理與加工的復(fù)雜程度

　　快速成型技術(shù)是一種基于離散，堆積成形原理的新型制造方法，也就是利用增加材料的方法進(jìn)行加工。不管產(chǎn)品內(nèi)、外部結(jié)構(gòu)的如何復(fù)雜，不需要任何刀具、模具及工裝夾具，就可以一次成型，使復(fù)雜模型的直接制造成為可能。而數(shù)控技術(shù)是依據(jù)CAD三維模型的驅(qū)動(dòng)，在整塊材料上挖掘而成的技術(shù)方法，實(shí)質(zhì)是去除材料加工，即減材加工。由于數(shù)控技術(shù)和快速成型技術(shù)的成型原理不同，決定了它們制作手版復(fù)雜程度上有很多的區(qū)別。快速成型技術(shù)的堆積原理決定了它對(duì)復(fù)雜手版的適應(yīng)性，圖2中所顯示的復(fù)雜的閥體零件，在其手版的制作時(shí)，應(yīng)該選擇快速成型技術(shù)制作。

　閥體零件按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造要經(jīng)過定毛坯圖、設(shè)計(jì)制造模具、設(shè)計(jì)工藝規(guī)程、模具試模、精密鑄造等工藝過程，往往一個(gè)周期下來，鑄件結(jié)構(gòu)工藝性的錯(cuò)誤、零件網(wǎng)設(shè)計(jì)上的一些問題才逐步暴露，需要考慮重新設(shè)計(jì)毛坯圖，這對(duì)模具的影響是相當(dāng)大的，可能要大修，甚至可能要報(bào)廢。往往要對(duì)以前的工作又要再來一個(gè)輪回，甚至幾個(gè)輪回。有了快速成型技術(shù)，只要根據(jù)毛坯圖在電腦里完成三維實(shí)體造型，并用激光快速成型燒制出樹脂模，再根據(jù)樹脂模就可生產(chǎn)出鑄件，這樣可提高新產(chǎn)品開模的一次成功率，大大降低開模風(fēng)險(xiǎn)。通過快速成型出來的樣品，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤，做到早找錯(cuò)早更改，避免開模及后續(xù)工序所造成的大量損失。

3 概念車車身手版制作實(shí)例

　　車身是轎車中的一個(gè)重要部件，它的質(zhì)量直接影響到轎車的外觀和整車外觀造型。車身的生產(chǎn)分為設(shè)計(jì)與制造兩部分，傳統(tǒng)的開發(fā)過程往往是從設(shè)計(jì)人員的畫圖開始，然后制造模具，最終生產(chǎn)出可投入市場(chǎng)的產(chǎn)品。由于模具屬單件生產(chǎn)，設(shè)計(jì)和制造是一一對(duì)應(yīng)的，模具設(shè)計(jì)人員的工作特別繁重。模具的制造更是一個(gè)艱辛的過程，其制造方法主要是對(duì)術(shù)材或金屬毛坯進(jìn)行車、銑、刨、鉆、磨、電蝕及手工刻制等加工，這種加工方法精度低、制造周期長(zhǎng)，直接影響模具的制造精度和生產(chǎn)效率。車身模型是一個(gè)復(fù)雜的殼類零件，進(jìn)行手版制作是一個(gè)繁瑣的過程。在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈、要求盡可能縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，這必然導(dǎo)致產(chǎn)品在與同類產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)，從而影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。如果采用快速成型技術(shù)，則可以大大縮短制造周期。降低制造成本。

　　應(yīng)用數(shù)控技術(shù)制作概念車身的手版，首先采用三維造型軟件建立概念車身的模型，其次生成數(shù)控加工G代碼，然后在機(jī)床中進(jìn)行加工。由于概念車的車身是殼類零件，在數(shù)控機(jī)床上加工不是很理想，同時(shí)概念車身外形輪廓很復(fù)雜。曲線、孔等都是分布在不同的方向上，這就要求數(shù)控機(jī)床性能非常高，至少要4軸以上的數(shù)控機(jī)床才能完成加工任務(wù)，而且在加工過程中還需要翻轉(zhuǎn)工件。所以，在數(shù)控機(jī)床中制作手版概念車身不是最合適的選擇．應(yīng)該選擇快速成型技術(shù)進(jìn)行概念車身手版制作。但是采用快速成型技術(shù)也有一些制約，如概念車身模型受成型機(jī)工作臺(tái)的尺寸限制，不能按實(shí)物1：1的比例進(jìn)行制作，只能按一定的比例縮小手版模型。

4 結(jié)論

　　由于激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期不斷縮短。快速成型技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，在對(duì)手版制作中的共同意義是可以加速工程師頭腦中的設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品，提高新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，避免設(shè)計(jì)差錯(cuò)，降低新產(chǎn)品的試制成本，以更少的時(shí)間推出更好的產(chǎn)品，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。但是兩者在具體的應(yīng)用中還是有差別．必須認(rèn)真考慮和分析手版模型的結(jié)構(gòu)、要求后再進(jìn)行選擇合適的制作方式。只有這樣才能充分發(fā)揮和體現(xiàn)快速成型技術(shù)和數(shù)控技術(shù)最佳效果。