三坐标测量机与快速成型技术

三坐标测量机作为一种三维的自动化、高精度几何尺寸测量工具，其在制造业中正被日益广泛地应用。同时，随着计算机及相关技术的发展与应用,使三坐标测量机的应用功能也得到了极大的扩展。下面主要介绍三坐标测量机目前的应用状况及其在应用技术方面的发展趋势。
 
1.目前的三坐标测量机应用特点 
坐标测量机作为一种先进的测量工具，已被广泛地应用在制造业中，并从目前三坐标测量机的应用情况来看，快速成形技术(Rapid Prototyping RP)又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。
RP技术的优越性显而易见：它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下，直接接受产品设计(CAD)数据，快速制造出新产品的样件、模具或模型。因此，RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。由传统的"去除法"到今天的"增长法"，由有模制造到无模制造，这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。
2 RP技术产生背景
(1)随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈，产品的开发速度日益成为主要矛盾。在这种情况下，自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。
(2)制造业为满足日益变化的用户需求，要求制造技术有较强的灵活性，能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。因此，产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。
(3)从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。
3 RP技术基本原理
快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。从成形角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加。从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的几何信息，再与成形工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。从制造角度看，它根据CAD造型生成零件三维几何信息，控制多维系统，通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。
4 RP技术的工艺特点
RP技术自问世以来，在短短的十几年时间里发展迅猛，表现出极强的生命力，与传统加工方法相比具有诸多的优势，其特点主要表现为：
(1)高柔性RP技术最突出的优点就是高度柔性，它采用非接触加工的方式，无需任何工具，即可快速成形出具有一定精度和强度、满足一定功能的原型和零件。若要修改零件，只需修改CAD模型即可，特别适合于单件小批量生产。
(2)快速性从CAD设计到完成原型制作通常只需数小时至几十个小时，与传统加工方法相比，加工周期节约70%以上，对复杂零件尤其如此。
(3)高集成化RP技术是集计算机、CAD/CAM、数控、激光、材料和机械等于一体的先进制造技术，整个生产过程实现自动化、数字化，与CAD模型具有直接的关联，零件可随时修改，随时制造，实现设计制造一体化。
(4)低成本成本与产品复杂程度无关，一般制造费用降低50%，特别适合于新产品的开发和单件小批量零件的生产。
(5)适应性强适应于加工各种形状的零件，制造工艺与零件的复杂程度无关，不受工具的限制，可实现自由制造(Free Form Fabrication)，原型的复制性、互换性高，尤其在加工复杂曲面时，更能体现出它的优越性，这是传统法无法比拟的。

(6)材料的广泛性快速成型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用，可以制造树脂类、塑料类、纸类、石蜡类、复合材料以及金属材料和陶瓷材料的原型

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