進(jìn)入21世紀(jì),制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)更趨激烈,全球市場(chǎng)一體化進(jìn)一步形成與完善,產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度往往成為關(guān)系到競(jìng)爭(zhēng)成敗的主要因素。制造業(yè)需要滿(mǎn)足多樣化且日益變化的用戶(hù)需求,又要求制造技術(shù)具有很強(qiáng)的靈活性,能夠以小批量甚至單件生產(chǎn)而不增加產(chǎn)品的成本。因此,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的快速性和制造技術(shù)的柔性就變得十分關(guān)鍵。
快速原型RapidPrototyping,RP制造技術(shù)產(chǎn)生20多年來(lái),基于“離散-堆積”原理和增材制造的方法,具有高度柔性的制造思想已經(jīng)被企業(yè)界廣泛接受,其應(yīng)用已從最初的設(shè)計(jì)原型和測(cè)試原型制造向最終產(chǎn)品制造的方向發(fā)展。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)擴(kuò)展為快速制造RapidManufacturing,RM。快速制造作為一種新的生產(chǎn)模式,可分為直接快速制造與間接快速制造兩大類(lèi)。其中,直接快速制造指的是通過(guò)快速制造直接完成功能零件或具有完全功能的結(jié)構(gòu)件;間接快速制造是指通過(guò)RM完成工、模具制造,再采用工模具進(jìn)行零件的制造,又稱(chēng)快速工模具制造RapidTooling,RT。本文主要討論零部件的直接制造。
全球范圍的廠商紛紛采用RP和RM技術(shù)來(lái)簡(jiǎn)化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程,提高生產(chǎn)效率,增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,RP和RM技術(shù)呈現(xiàn)波浪式前進(jìn)的勢(shì)頭。從國(guó)際市場(chǎng)來(lái)看,RP 市場(chǎng)正逐漸向RM市場(chǎng)發(fā)展,RP市場(chǎng)本身已進(jìn)入成熟的商業(yè)化階段,各種工藝以及相應(yīng)的設(shè)備均具有比較固定的應(yīng)用對(duì)象,有關(guān)RP設(shè)備制造廠商和RP技術(shù)服務(wù)廠商各在其領(lǐng)域內(nèi)有相當(dāng)程度的知名度,如美國(guó)的3DSystems、Stratasys、ZCorp公司,德國(guó)的EOS公司,以色列的Objet公司,瑞典的Arcam公司等;而RM技術(shù)日趨成熟,明顯具有潛在的市場(chǎng),已開(kāi)始引發(fā)生產(chǎn)廠商極大的重視,RM技術(shù)的每一點(diǎn)進(jìn)步都被他們收入眼簾,并且對(duì)于其產(chǎn)品化的前景給予關(guān)注,RM技術(shù)已處于形成新產(chǎn)業(yè)的前夜。上述RP領(lǐng)域的知名公司,相當(dāng)一部分亦開(kāi)發(fā)出屬于RM領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備。
中國(guó)的RP市場(chǎng)已經(jīng)度過(guò)了啟蒙期,正處于快速發(fā)展的階段,國(guó)內(nèi)眾多用戶(hù)群為國(guó)外RP廠商所艷羨,紛紛尋找商機(jī)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。從第十屆北京國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)反映的情況來(lái)看,南方市場(chǎng)和華東市場(chǎng)的發(fā)展最為迅速;北方以北京為RP和RM科技研發(fā)中心,既促進(jìn)了此領(lǐng)域技術(shù)的高速發(fā)展,亦帶動(dòng)了對(duì)于RP設(shè)備的需求。業(yè)界一般認(rèn)為,目前國(guó)內(nèi)RP行業(yè)的規(guī)模大約從2000年占全球的1%,發(fā)展到2007年的5%左右,發(fā)展勢(shì)頭遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于國(guó)際平均水平。其中國(guó)產(chǎn)RP設(shè)備在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額進(jìn)一步提高,并且已經(jīng)有出口記錄,表明我國(guó)民族RP產(chǎn)業(yè)在健康地發(fā)展。在國(guó)際RP領(lǐng)域知名的美國(guó)WohlersAssociatesInc公司按年出版的WohlersReport中,自2002年起,在RP設(shè)備制造廠家列表中,開(kāi)始引入中國(guó)RP公司的名字,至2006年,共引入6家公司的名字,涵蓋25種不同類(lèi)型及型號(hào)的設(shè)備,列表中我國(guó)公司的數(shù)目排在美、日之后,列第三位。
相比之下,我國(guó)的RM技術(shù)受重視的程度較差,一方面相關(guān)研究的投入不夠,僅由國(guó)家自然科學(xué)基金對(duì)部分項(xiàng)目給予資助,而資助力度僅夠完成一些原理性的研究,無(wú)法向產(chǎn)品化、產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展;另一方面,相關(guān)的普及工作也做得不夠,許多人都認(rèn)為,RM所需的投入大,見(jiàn)效慢,技術(shù)的成熟度低,不能很快用于實(shí)際。