航空航天工程中快速原型的关键优势
快速原型指一组工艺,可直接从CAD文件通过单层横截面增材沉积轻松制造三维物体原型。80年代末引入。RP可定义为一组易于制造零件实体工作模型的工艺。如今在低成本引导产品从概念走向市场至关重要。快速原型已应用于航空工业,产生深远影响。
航空航天快速原型的必要性
当前航空航天领域面临预算约束,完全由成本驱动。买飞比(buy-to-fly ratio)全球通常仅10-20%。指原材料重量与零件成品重量之比。未来二十年航空航天需求预计大幅增长。这将把增材制造技术应用市场从国防拓展至民用飞机。对创新设计的需求与预算紧缩并存,推动其探索替代设计制造技术。许多航空公司正研究各类原型工艺。
原型应用效益:
- 低成本经济性
- 设计自由度
- 材料利用率高
- 生产可预测性
- 减少装配
航空航天原型特征
- 小批量生产——航空开发因工具成本在低产量上摊销低效而昂贵。快速原型可最小化此类费用。
- 持续设计迭代——高迭代次数意味着快速原型节省时间成本。
- 几何复杂性——航空工业产品几何复杂。传统制造组装零件比快速制造更具挑战。
- 新材料测试——快速制造易于加工特殊材料。允许原型和小批量试制新材料,无需投资工装。
总之,RP技术贡献于机械、电子电气、材料、航空航天、生物医学等几乎所有工程领域。航空航天领域采纳全流程功能:从设计概念到寿命终期维修。快速原型以成本效益高方式缩短产品开发周期,是航空航天行业理想方法。
数控机床