机械工程英语第二版part2unit11翻译.docx

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机械工程英语第二版part2unit11翻译

机械工程英语（第11单元）

RapidPrototypingandManufacturingTechnologies快速原型制造和快速制造技术

Introduction介绍

Manufacturingcommunityisfacingtwoimportantchallengingtasks：

（1）Substantialreductionofproductiondevelopmenttimes;and

（2）Improvementonflexibilityformanufacturingmulti-varietyandsmallbatch-sizeproducts.Computer-aideddesignandmanufacturing（CADandCam）havesignificantlyimprovedthetraditionalproductiondesignandmanufacturing.However,thereareanumberofobstaclesintrueintegrationofcomputer-designwithcomputer-aidedmanufacturingforrapiddevelopmentofnewproducts.

制造社会面临两个重要的艰巨任务：

1大幅度减少产品开发时间，以及改善对弹性制造多品种，小批量大小的产品。

电脑辅助及制造大大改善了传统的生产设计和制造。

但是，有一个数字障碍计算机辅助设计与真正的一体化电脑辅助制造新产品的快速发展。

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.

为了大大缩短母摸、模具和样件的制作时间，一些制作厂开始利用快速原型制造技术来制作复杂的母模和零部件的原型。

在过去几年中，各种新的快速制造技术，通常被称为快速成型与制造，有涌现，这些技术包括立体开发，选择性激光烧结，熔融沉积成型，分层实体制造，三维打印。

这些技术能够直接从CAD数据库生成实体对象。

他们都有一些共同的重要特征：

原型件都是通过增材制造，而不是材料去除工艺制作的，也就是说，零件首先通过几何建模软件，比如一个实体建模模块来建模，然后用数学的方法进行切层处理，使其成为一连串平行的横截面片。

每件，固化或具有约束力的路径生成。

这些固化或具有约束力路径是直接用于指导生产的部分机器固化或具有约束力的材料一致。

建成后，一层是，一个新的层是建立在以同样的方式前一个。

因此，该模型建立一层一层从底部到顶部。

RRProcessesRP反相进程

Asmentionedearlier,thereareseveraltechnologiesavailableformodelproductionbasedontheprincipleof“growing”or“additive”manufacturing.Themajordifferencesamongthesetechnologiesareintwoaspects

（1）Materialsused,and

（2）Partbuildingtechniques.Thefollowingsectionswillexplainindetailtheserapidprototypingtechnologieswithrespecttotheabovetwoaspects.

如前所述，有几种技术可以为模型生产的基础上，增加或添加剂生产原则。

这些技术之间的主要分歧是在两个方面;材料使用，而部分建筑技术。

以下部分将解释快速原型技术，这些细节就上述两项方面。

lithography光固化

Stereolithographyapparatus（SLA）wasinventedbyCharlesHullof3DSystemsInc.Itisthefirstcommerciallyavailablerapidprototypeandisconsideredasthemostwidelyusedprototypingmachine.Thematerialusedisliquidpho-to-curableresin,acrylate（monomers）arepolymerizedintolargemolecules.Basedonthisprinciple,thepartisbuiltinavatofliquidresinasshownin.

光固化成型机由3D系统公司的CharlesHull发明。

它是世界第一台使用最广的商业快速成型机。

使用的材料为丙烯酸光敏树脂。

在光子的引发下，小分子（单体）聚合成大分子。

原型零件就是根据这一原理从树脂槽中制作出来的。

TheSLAmachinecreatestheprototypebytracinglayercross-sectiononthesurfacesoftheliquidphotopolymerpoolwithalaserbeam.UnlikethecontouringorzigzagcuttermovementusedinCNCmachining,thebeamtracesinparallellines.ThelaserbeamisdeflectedhorizontallyinXandYaxesbygalvanometer-drivenmirrorssothatitmovesacrossthesurfaceoftheresintoproduceasolidresincoversthesolidifiedlayer.Awiperhelpsappearedtheviscouspolymeroverforbuildingthenextlayer.Thelaserdrawsanewlayeronthetopofthepreviousone.Inthisway,themodelisbuiltlayerbylayerfrombottomtotop.

苏丹解放军机上创建的跟踪层横截面的原型表面用激光束液体感光树脂池。

同数控机床加工时刀具的轮廓走刀和循环走刀方式不一样，激光束是以平行方式扫描的。

（4）该激光束偏转在X和Y轴的横向振驱动镜子，以便它在整个行动的树脂表面产生了坚实的格局。

建成后1层，电梯下降一个用户指定的距离和新的液态树脂固化涂料覆盖层。

刮板用来将粘稠的树脂均匀涂覆在零件表面以便于下一层的制作。

激光在前一层的顶部进行新一层的扫描。

这样，原型就自下而上地逐层制作而成。

ThereareseveralfeaturesworthyofmentioningofSLA

有许多值得一提的SLA的几个特点。

.材料。

Therearefivecommerciallyavailablephotopolymers.Allofthemareakindofacrylate.

这五个商用光聚合物。

他们都是一种丙烯酸类。

（1）Support.

（2）支持。

Becauseamodeliscreatedinliquid,theoverhangingregionsofthepart（unsupportedbelow）maysagorfloatawayduringthebuildingprocess.Theprototypethusneedssomepredesignedsupportuntilitiscuredorsolidified.Theseadditionalfeaturesarebuiltonthemodelpartsandhavetobetrimmedafterthemodelbuildingiscompleted.

因为模型是在液体中创建了一部分（不受支持低于）悬垂地区可能骤降或漂浮在建设过程中走。

因此，需要一些原型预先设计的支持，直到它被治愈或凝固。

这些附加功能是建立在模型部分，要修剪后建设完成。

（3）Modelaccuracyandperformance.（3）模型的精度和性能。

Theaccuracyachievedisabout%.Thelayerthicknessisbetween”and”.Presently,theSLAmachinesmadeby3DSystemsInc.arethemostaccuratemachinesamongtheRP&Msystems.精度达到约％的整体尺寸和体积较大的恶化，但不超过％。

层厚度为和之间。

目前，苏丹解放军机由3D系统公司。

反相属于机电系统中最精确的机器。

1.Selectivelasersintering（SLS）2。

选择性激光烧结

SLSusesacarbondioxidelasertosintersuccessivelayersofpowderinsteadofliquid.InSLSprocesses,athinlayerofpowderisappliedbyarotatingrollermechanismontotheworkplace.Thepowdermaterialispreheatedtoatemperatureslightlybelowitsmeltingpoint.Thelaserbeamtracesthecross-sectiononthepowdersurfacetoheatupthepowdertothesinteringtemperaturesothatthepowderscannedbythelaserisbonded.Thepowderthatisnotscannerbythelaserwillremaininplacetoserveasthesupporttothenextlayerofpowder,whichaidsinreducingdistortion.Whenalayerofthecross-sectioniscompleted,therollerlevelsanotherlayerofpowderoverthesinteredoneforthenextshowstheworkingprincipleofSLS.

选择性激光烧结采用二氧化碳激光烧结粉末，而不是连续的液体层。

选择性激光烧结过程中，一薄层粉是由地方上的工作辊旋转机制的应用。

粉末材料预热的温度稍低于其熔点。

激光束的痕迹跨粉末表面上的部分来加热粉末烧结温度，使粉末激光扫描是保税。

即不是由拉斯特扫描将继续留在当地作为未来的粉层，减少失真艾滋病支助粉末。

当一个截面层完成后，滚筒的水平在未来通过彼此的粉末烧结层。

显示了选择性激光烧结的工作原理。

2.Fuseddepositionmodeling（FDM）3。

熔融沉积建模

InanFDMprocessasshowninaspoolofthermoplasticfilamentfeedsintoaheatedFDMextrusionhead.ThemovementoftheFDMheadiscontrolledbycomputer.Insidetheflyingextrusionhead,thefilamentismeltedintoliquid（1^Cabovethemeltingtemperature）byaresistantheater.Theheadtracesanexactout–lineofeachcross-sectionlayerofthepart.AstheheadmoveshorizontallyinXandYaxes,thethermoplasticmaterialisextrudedoutofanozzlebyaprecisionpump.Thematerialsolidifiesin1/10secondasitisdirectedontotheworkplace.Afteronelayerisfinished,theextrusionheadmovesupaprogrammeddistanceindirectionforbuildingthenextlayer.Eachlayerisbondedtothepreviouslayerthroughthermalheating.

 在熔融沉积在建模过程中，阀芯的热塑性长丝饲料入加热熔融沉积造型挤出头。

对熔融沉积造型头部运动是由电脑控制。

在高速运动的挤压头里，丝材被电阻加热融化成液态（高于熔点1。

C左右）。

挤压头精确按零件截面轮廓形状移动（从而逐层将原型零件制作出来）。

水平移动的头在X和Y轴，热塑性材料挤压出一府精密泵喷嘴。

固化材料在1/10秒，因为它是把工作场所的指示。

完成后，1层，挤压头移动了下一层建设的一个程序在Z方向的距离。

每一层粘合到上一层，通过热供暖。

3.Laminatedobjectmanufacturing（LOM）4。

分层实体制造（LOM）的

TheLOMprocessproducepartsfrombondedpaperplastic,metalorcompositesheetstock.LOMmachinesbondalayerofsheetmaterialtoastackofpreviouslyformedlaminations,andthenalaserbeamfollowsthecontourofthepartcross-sectiongeneratedbyCADtocutittotherequiredshape.Thelayerscanbegluedorweldedtogetherandtheexcessmaterialofeverysheetiseitherremovedbyvacuumsuctionorremainsasnextlayer’sshowstheworkingprincipleofLOM.

洛美进程从保税纸塑，金属复合板股票或亲达斯部分。

洛美机器结合一板层材料一叠以前形成的薄片，然后用激光束遵循的部分轮廓截面由CAD生成的删减至所需要的形状。

该层可以胶合或焊接在一起，每片材过剩是可以通过真空抽吸删除或仍然是下一层的支持。

显示奥尔姆的工作原理。

4.Three-dimensionalprintingwasdevelopedatMassachusettsInstituteofTechnology.Inthe3Dprintingprocess,a3Dmodelisslicedinto2Dcross-sectionlayersinacomputer.Alayerofpowderisspreadonthetopofthepiston,thepowderbardingacylinder,andthenanink-jestprintingheadprojectsdupletsofblindermaterialontothepowderattheplacewherethesolidificationisrequiredaccordingtotheinformationfromthecomputermodel.Afteronelayeriscompleted,thepistondropsapredefineddistanceandanewlayerofpowderisspreadoutandselectivelyglued.Whenthewholepartiscompleted,heattreatmentisrequiredtoenhancethebondingofthegluedpowder,andthentheunboundedpowderisremoved.showstheworkingprocessof3DPrinting.

5.亲切体贴的三维印刷（三维印刷）

 三维打印是开发的麻省理工学院。

在三维印刷过程中，三维模型切成二维截面层在一台计算机。

首先在气缸的活塞（粉末床）顶部铺上一层粉末，然后一个喷墨打印头根据计算机模型信息在要求固化的粉末部分表面喷上粘结材料。

完成后，1层，活塞下降一个预定义的距离和一个新的层粉分散和选择性粘贴。

当整个部分完成，热处理必须加强粘粉粘接，然后无界粉被删除。

显示了三维打印的工作流程。

当前的RP＆M的应用

CurrentApplicationsofRP&M

AlargenumberofindustrialcompaniessuchasTexasInstruments,Inc.ChryslerCorporation,AmpInc.andFordMotorCo.havebenefitedfromapplyingthetechnologiestoimprovetheirproductdevelopmentinthefollowingthreeaspects.一个大型的工业企业，例如得克萨斯文书所公司，克莱斯勒公司，放大器公司,和福特汽车公司。

得益于采用的技术，以改善他们在以下三个方面的产品开发利用策略。

设计工程

1.Designengineering设计工程

（1）Visualization..

（1）可视化。

Conceptualmodelsareveryimportantinproductdesign.Thetouchofthephysicalobjectscanrevealunanticipatedproblemsandsometimessparkabetterdesign.WithRP&M,theprototypeofacomplexpartcanbebuiltinashorttime,thereforeengineerscanevaluateadesignquickly概念模型在产品设计中十分重要。

触摸真实的物理实体可以暴露某些无法预料的问题，有时还会引发出更好的设计。

采用RP＆M的，是一个复杂的零件原型可以在很短的时间，因此工程师可以评估一个设计非常快。

（2）Verificationandoptimization.

（2）验证和优化。

Improvingproductqualityisalwaysanimportantissueofmanufacturing.Withthetraditionalmethod,developingofprototypescanbeproducedquicklywithoutsubstantialtoolingandlaborcost.Consequently,theverificationofdesignconceptsbecome