2　系統組成

經濟型RP系統的核心是以用戶現有的CNC機床系統來代替RP系統的很大一部分功能，以達到降低RP設備投資費用的目的。下面以經濟型分層實體制造（LOM）系統為例來具體討論這種經濟型RP系統的組成特點。 #p#分頁標題#e#

2.1　機械系統

經濟型RP系統的機械部分就是上面所說成形裝置模塊，它包括X－Y－Z運動單元（主軸箱、工作臺）、原材料存儲及送進機構、熱壓機構、激光切割機構或專用刀具切割機構等。X－Y－Z運動單元是CNC機床已有的，而原材料存儲及送進機構、熱壓機構、激光切割機構或專用刀具切割機構等需要專門研制。RP技術自產生以來，其成形工藝方法已發展了分層實體制造、光固化成形、粉末燒結成形、熔積成形和氣相沉積成形等10多種，而數控機床的品種也很多，研究分析RP技術，各種常見工藝方法和各種CNC機床的可能組合方式及各種組合方式，怎樣盡可能地利用原機床的運動部件，以簡化成形裝置模塊，降低經濟型RP系統的投資費用，是研究開發經濟型RP設備的關鍵技術之一。例如經濟型LOM系統若在立式加工中心機床上開發，切割機構就要與主軸相固聯，而原材料存儲及送進機構、熱壓機構需安裝在機床工作臺上等。

2.2　控制系統

成形機的輪廓掃描借用了數控機床控制系統的軟硬件資源，而原材料存儲及送進機構、熱壓機構的運動控制需專門的軟硬件來實現，且必須與CNC數控系統相互協調。

2.3　軟件系統

軟件系統包括幾何建模和信息處理兩部分。幾何建模軟件與一般的RP系統要求完全相同。對切片處理軟件有兩類:一是將CAD三維造型文件處理成STL文件格式，然后切片處理成快速成形設備所需的輸入數據。二是直接從CAD文件中切出一系列層片輪廓數據，作為成形機的輸入數據［3］。而經濟型RP系統的成形控制模塊是機床數控系統，機床數控系統能接受的文件格式是NC代碼，因此我們只能采用CAD直接切片處理的方法，來產生準確的切片輪廓數據，以便自動編程用。另外，需要指出的是，自動編程及后置處理所生成的NC代碼必須包含有，與控制原材料存儲及送進機構、熱壓機構運動的，單板機相協調的控制信號，以滿足機床數控裝置與單板機協同工作的需要。

2.4　通訊系統

用微機作為三維CAD造型及自動編程模塊，微機可直接通過R232C或R422口與機床及成形裝置通訊;用工作站作為三維CAD造型及自動編程模塊，可通過局域網實現與微機的通訊，再通過串行口實現與機床及成形裝置的通訊，對有MAP接口的機床，可直接與工作站進行信息傳輸;當三維CAD造型及自動編程模塊與數控機床、成形裝置遠距離相隔時，還可利用廣域網、局域網及公用電話網通過調制解調的方式，來實現遠程通訊。

3　經濟型RP系統的特點與社會經濟意義

   經濟型RP系統的特色與創新之處在于，本系統利用現有的2.5軸以上聯動功能的數控機床作成形控制模塊，而且盡可能地利用原機床的運動部件來構造成形裝置模塊，使控制精度大大超過現有的快速成形設備；利用CAD直接法去提取快速成形系統所需要的驅動數據作為快速成形系統的基礎數據，并利用數控機床的編程語言作為控制語言;本系統可通過計算機網絡如局域網、廣域網、甚至公用電話網來實現遠程通訊，這大大方便了許多不具備配套的數控機床、工作站或高檔微機等設備和產品設計能力的用戶，也為廠校、廠所聯合創造了條件。

這種經濟型的RP系統的研究與開發，國內外還未見過，國內外的研究機構或開發商一種是研究開發完整的快速成形系統，但它們的市場價格昂貴。另一種是研究開發概念制模機以降低其市場價格，目前國外已有商品化的設備，但這種概念制模機，以降低原型的制造精度為代價，來達到降低成本的目的，同時這些產品的工藝都是基于噴射成形，噴粘接劑和噴（擠）熱塑性材料，這也使其使用范圍受到很大的限制［4］。

我們研究的經濟型RP系統（以LOM系統為例）其市場售價估計是非經濟型系統的5%，比概念制模機的成本也低得多，且其數控機床還可進行數控加工，提高了設備利用率。更為重要的是這種經濟型RP系統的開發將降低RP技術的應用難度，將大大加快RP技術的推廣，因為它在CAD造型及數控自動編程上與CNC機床的工作過程是完全相同的，而CNC機床在我國企業中的占有率和CNC技術的普及程度與RP技術相比要高得多。因此經濟型RP技術的研究開發，非常適合我國的國情，為快速成形技術在我國制造企業的廣泛應用開辟了新的途徑。目前我們在山西省青年科學基金的資助下，正在進行經濟型分層實體制造（LOM）系統的研究開發工作，已取得階段性成果。#p#分頁標題#e#