马延斌， 张化平

（兰州石化职业技术学院， 甘肃 兰州 730060）

引言

在企业大批量投产新产品之前，需要对其进行试制，首先要根据实际产品制成模型，也就是所谓的手版，这对于设计人员修改与完善产品来说显得十分必要。在科技不断发展的背景下，RP技术与数控技术诞生，二者在手版制作中的应用均各具特色，本文将重点对二者在应用过程中存在的差异进行对比分析。

1 RP技术与数控技术概述

1.1 RP技术

RP技术也就是快速成型技术的简称，属于一种新型的制造技术，将数控技术、激光加工技术与CAD技术等集为一体，是制造技术领域的一项重大突破，对制造业产生了极大的影响。该技术的主要原理为：RP技术主要是3D转变为2D，再从2D转变为3D的过程，重点在于质量单元的构成与有序堆积的实现，从整体上来看，可以将RP的形成过程概括为以下几个方面。

1）在CAD基础上对零件的实体模型进行设计，再利用逆向工程采集到产品的三维数据，反向推导出三维模型。

2）通过转换CAD数据，使3D模型转变为与STL格式相类似的文件，然后根据生产工艺的标准进行处理，获取零件的二维数据。

3）根据每个截面数据，采用特定的成型方式做成与截面形状相同的薄皮，并且多次操作直至完成整个零件。

1.2 数控技术

数控技术的全称为“数字化控制技术”，属于自动控制领域的主要技术之一，自从该技术诞生以来，在加工领域得到了广泛的应用。该技术的主要特点体现在以下几个方面。

1）加工精度较高。引入数控技术的机床无论是在软件方面，还是在硬件方面都十分的先进，与传统加工工艺相比来看，在质量与精度上具有较大的优势，所生产的产品质量也十分稳定。

2）生产效率较高。在数字化控制之下，能够实现生产加工的一体化操作，使整个生产过程均实现自动化操作，与以往传统机床相比来看，生产周期被极大的缩短，产品的生产效率得到显著的提升。

3）适用于加工复杂零件。在数控机床中，驱动装置属于整个设备的核心，能够促使机床完成直线、定位、空间曲线等多方面的加工，高质量的完成许多复杂的零件生产工作，并且生产质量能够完全符合标准要求[1]。

2 RP技术与数控技术在手版制作中的对比分析

在企业对某种产品进行批量生产之前，首选需要对该产品进行试制，也就是制作出产品的模型，这个模型便是手版。由专业设计人员对手版进行调整和优化，从而使产品的质量更高，更加符合人们的需求。对于某些领域来说，手版的质量将与最终产品质量产生直接联系，由此可见手版制作的重要性。RP技术与数控技术均能够适用于手版制作环节中，但是哪一种更具优势，能够在最短的时间内保质保量地制作出来，则需要对两项技术进行对比分析。

2.1 在选材上的对比

手版制作质量与材料的选择之间有较大联系，在利用RP技术进行制作时，可选用的材料有金属粉、工程塑料、树脂、工程蜡等等，由于不同材料对成型原理产生的影响也不尽相同，因此利用PR技术进行手版制作时，往往难以符合原零件设计的要求，主要是产品的强度与密度水平较低；而数控技术可选的主要材料为工程蜡、金属、木材与尼龙等等，能够围绕着用户的实际需求进行加工，与RP技术相比更具有灵活性，并且在强度与密度等方面均能够符合产品设计要求，能够最大限度地保障手版制作材料与实际产品的材质相类似。

2.2 在精度与速度上的对比

在手版制作的速度与精度方面，RP技术与数控技术相比在加工速度上占有较大的优势，完成一个模型所需时间为几个小时，但是所制成的模板在精度上往往差强人意，并且制作投入的成本较高；而利用数控技术进行手版制作时，虽然加工的过程与RP技术相比较为繁琐，速度上不占优势，但是在精度上来看却能够符合规定的要求，与RP技术相比高了很多[2]。

2.3 在制作设备与加工尺寸上的对比

在手版制作的过程中，如若采用RP技术制作，则需要借助专门的制作工具和设备才能完成，这种设备的投入成本较高，因此只能在较小的范围内使用，并没有得到广泛的应用；如若采用数控技术，则使用3D数控铣床设备或者数控雕刻机来完成，这两种设备无需过多的成本投入即可开始生产，具有较强的经济性，因此与RP技术相比具有较强的普及性。

在加工尺寸方面，如若采用数控技术进行加工，由于数控机床的体积较大，对生产场地的要求较为严格，因此制作出来的手版尺寸也会相对较大；而采用RP技术则会免除此方面的困扰，由于RP设备自身的体积较小，对空间的要求不为严格，因此制作出现的手版尺寸通常较小，但是在实际应用过程中，该技术能够将产品原型进行划分，分割成几个独立的部分分别加工，最终再将各个分散的部分粘结在一起，以此来完成一个整件的加工。

2.4 在加工复杂度上的对比

RP技术是在2D与3D技术基础上转变而成的新型制造技术，该技术的本质便是利用增加材料的方式进行加工，无论产品的内部结构是否复杂，均无需采用任何的模具、刀具便可以一次性成型，该技术的应用使负责模型的一次性成型成为可能；而数控技术是借助CAD三维驱动力量，通过对材料进行挖掘而成的一种新方法，其本质在于减少材料的加工。由于RP技术与数控技术在原理上存在较大差别，因此在实际手版加工时的复杂程度也不尽相同，对于一些内部结构较为复杂的手版来说，推荐使用RP技术来完成制作；对于一些内部结构较为简单的手版来说，可以使用数控技术进行操作[3]。

3 概念车车身手版的制作案例

在车辆的生产过程中，车身属于其中十分重要的部分，其质量将对整个车辆质量产生直接影响。在车身的生产中共有设计与制造两个内容。在日益激烈的市场竞争背景下，新产品的更新速度逐渐加快，产品的研发周期也需要不断的压缩，制造成本也应有效降低，这样才能够在市场竞争中获得更大的优势。

通过上文中对RP技术与数控技术在诸多方面的对比分析可知，数控技术与RP技术在性能上各有千秋，因此本文对两项技术在车身手版制作中的应用进行分析。具体制作措施如下。首先，利用三维造型软件构建概念车身模型；其次，生成数控加工G代码，并且在机床中进行加工。由于概念车的车身为壳型零件，采用数控机床进行加工的效果一般，加之车身外形的曲线众多、轮廓复杂，需多孔径、曲线分散在不同区域和方向，这将对数控机床的性能提出更高的要求，至少需要4轴以上的机床才能够完成这一任务，并且在加工时需要不断的翻转工件。由此可见，数控技术在此方面的应用并不十分适宜，应选择RP技术进行车身手版制作。但是，在使用该项技术时也具有诸多制约因素，如车身的大小受工作台尺寸的限制较大，无法与原型按照1:1的比例制作，只能适当的缩小手版比例，完成模型制作[4]。

4 结语

在日益激烈的市场竞争中，产品设计周期应不断的压缩，才能够使企业获得更强的竞争实力。对此，应在手版制作之前根据产品的实际需求对RP技术与数控技术的各项性能进行对比分析，减少和防止出现设计差错，降低新产品的试制成本投入，选择科学合理的制作方法，将RP技术与数控技术的优势充分发挥，以此来获得最佳的手版制作效果。