基于proe产品设计的快速成型技术

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1、基于PRO/E产品设计的快速成型技术盖立武作者简介:盖立武（1979-），男，山东枣庄人工学学士，助理实验师、数控技师,研究方向：数控技术、CAD/CAM/CAE。摘要：快速成型技术开创了用Pro/E完成实体设计从数字模型化到产品实体化的产品快速输出的新里程碑！造就了工程师对产品设计的速度化、精确度的准确把握与市场需求的快速对接。其在正向工程中拥有无法替代的地位与高效益，采用产品的3D模型与快速成型相结合，高效地制出设计原型，此为产品的快速投入市场赢得了宝贵的时间和无限的市场价值。关键词：正向工程、快速成型、P

2、ro/E1.引言顺应时代发展潮流，正向工程设计已被列入工程项目中的关键一环并优化应用.为方便大家了解产品设计原型在研究开发中的地位及作用，由此引入产品开发流程Milestone1-evidenceandbusinessforgoing/nogoing、Milestone3–pilotdesignanalysisandrealizationforprototype、Milestone6-releaseformanufacturinganddelivery.在Milestone3中以市场研究员、工业设计师为主导，开

3、发工程师、结构工程师、项目工程师、机械分析工程师等与之紧密协作使虚拟的构思成为现实-设计原型。2.产品的设计过程典型的产品研发过程可分为三大类：设计，评估和制造。设计和评估工作需反复进行，直至设计令人满意为止（即符合客户的需求）。如果我们对设计进行了适当的评估，就可以减少一些反复修改的过程，加快产品投入市场的进度。如果我们没有适当评估和改进设计，直接制造出产品就可能出现意想不到的产品缺陷，这样的缺陷唯有花高价改变设计才能纠正过来。因为要在产品研发晚期改变设计代价是极其昂贵的，并且很难去实施，所以我们必须在开始制

4、造产品前就对设计进行充分的改良和评估。2.1产品成形的方式成型是常用而行之有效的评估产品设计的手段。成型可以是实体的，也可以是虚拟的。虚拟成型包括计算机模型，模拟实验，虚拟现实等等。实体成型可分为传统成型和快速成型。传统成型是通过典型制造过程和手工建造出来的，而快速成型是使用自由实体造型技术制造的。2.2虚拟成形和实体成形的应用4电脑设备和软件的升级使得在许多行业中出现了一种倾向，即虚拟成型的使用增长而实体成型的使用减少。虚拟成型的优点有许多，它的成本较低，能对设计的改变进行快速的评估，是一种能有效探索产品研发

5、空间的手段。在当今竞争激烈的行业中，这种增大使用虚拟成型的趋势很可能会一直持续下去，这可以不断缩短产品研发成本和营销时间。但是，在产品研发的许多程序中，虚拟成型并没有完全替代实体成型。实体成型在产品研发的许多方面仍然占据着举足轻重的地位，具体说明如下：（1）实体成型通常更适用于某些形式的产品评估，如人体工学，比率和客户反馈等。（2）实体成型能获取在虚拟成型中可能被忽视或无法获取的实体现象。一个体系越复杂，要在虚拟成型中获取所有相关的实体现象就越困难。（3）与虚拟模型相比，实体模型能提供实际的测试数据。这是虚拟模

6、型的检测和改良过程的一个重要方面。虽然虚拟成型在许多方面改进了产品研发过程，但是实体成型仍然是这个过程中的一个不可分割的元素。事实上，自由实体造型给实体成型提供了全新的手段。实体成型和虚拟成型在产品的设计改进方面的卓越优势给工程师进行项目评估时提供了极好的成本参考依据与评估手段。2.3实验模拟法ESM技术为了弥补成型产品与真实的产品之间的缺陷，我们利用模拟技术，把成型的状态和成品的状态联系起来。我们在这里要谈的是实验模拟方法ESM。ThefirstESMstudyinvolvesalinearstressstr

7、aincurvefortheproductfamilyandanon-linearstress-straincurveforthemodelfamily.TheconstantvalueofYoung’smodulusfortheproductfamilyis10,150ksi(equaltothatofaluminum).ThevariablevalueofYoung’smodulusforthemodelfamilyisdefinedwithaRamberg-Osgoodcurve,whichisdescr

8、ibedbythefollowingequation(ABAQUS,2001):ESM的研究涉及到产品的线性应力曲线和成型产品的非线性应力曲线。Ramberg-osgood方程建立和描述非线性关系（见图1），能反映工程塑性材料的应力和应变曲线关系。4图1图2ε是应变；σisstress,σ是应力；EisYoung'smodulus,andk和n为常数，取决于材料的。Kandnareco