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快速成型技术与首饰设计
   发布于 2014-03-10 13:40:47   

计算机的应用极大地改变了首饰设计的技术手段,改变了首饰设计的程序与方法。高精度、高效率的快速成型技术在首饰设计中的应用,缩短了首饰产品开发周期,降低了成本,提高了产品设计质

量。快速成型技术在首饰设计中的应用,是信息时代首饰设计的发展趋势。
 
由于计算机的快速发展和普及,首饰设计进入了新的信息化时代。一方面,计算机的应用极大地改变了首饰设计的技术手段、程序及方法。另一方面,以计算机技术为代表的高新技术开辟了首饰设计的

崭新领域。先进的技术必须与优秀的设计结合起来,才能使技术人性化,真正服务于人类。首饰设计对推动高新技术的进步,特别是快速成型技术起到了极大的推动作用。
  
  一、快速成型技术概观
  
  快速成型制造技术是20世纪90年代发展起来的一项高新技术。它基于离散和堆积原理,将零件的CAD模型按一定方式离散,成为可加工的离散面、离散线、离散点,而后采用物理或化学手段,将这些

离散的面、线段和点堆积而形成零件的整体形状。具体的方法是,依据零件的三维CAD模型,经过格式转换后,对其进行分层切片,得到各层截面的两维轮廓形状。按照这些轮廓形状,用激光束选择性地

固化一层层的液态光敏树脂,或切割一层层的纸或金属薄片,或烧结一层层的粉末材料,以及用喷射源选择性地喷射黏结剂或热熔性材料,形成各截面的平面轮廓形状,并逐步叠加成三维立体零件。快

速成型技术不同于传统的“去除”加工方法,它是采用新的“增长”加工方法,即先用点和线制作一层“薄片毛干坯”,然后用多层薄片逐步叠加成复杂形状的零件。快速成型的基本原理是将复杂的三

维加工分解成简单二维加工的叠加,所以也称为“叠层制造”。目前快速成型的主要方法有:激光固化成型(SLA);选择性激光烧结成型(SLS);激光层压成型(LOM);融积成型(FDM)。
  
  二、快速成型技术在首饰行业中的应用
  
  目前,在首饰行业中得到应用的快速成型机主要有:美国Solidscape公司T6X系列、日本MEIKO公司的激光成型机,它们的工作原理是采用融积成型法(FDM)。Solidscape公司T6X系列采用喷蜡式建

模技术,其中两个不同的喷蜡装置,可喷出热塑性塑料作建造原料和承托物料。日本MEIKO公司的激光成型机所用的原料是树脂,其制作出来的树脂模可直接压制胶模型。
  美国solidscape公司的T6X系列设备中的T66这一设备,处理首饰原版的工艺过程如下:
  1.运用首饰CAD设计软件建立首饰品的三维图形;
  2.将图形文件转换为快速成型软件可以处理的STL文件格式;
  3.快速成型数据处理软件对模型进行分层处理(切出各个等高面上的截面形状);
  4.对各个截面进行处理,找出需要支撑的部位、形状并形成支撑;
  5.以适当的参数对各截面进行填充,使之在MII的喷嘴运动下形成有一定厚度的薄层;
  6.将处理好的设备驱动数据传递给MII,开始快速成型加工;
  7.待整个模型加工完毕,将蜡件取下,放到加热室烘烤,温度高于红蜡熔点,而比绿蜡熔点低,因而红蜡融化,而绿蜡不变化。将融完红蜡的模型放到专用清洗液中清洗,除去残留的红蜡,吹干后

即得到完整的绿蜡件,可以直接用于熔模铸造。
  与传统的首饰设计制作相比,快速成型技术有着以下的特点:
  1.大大缩短新产品研制周期,加快产品推向市场的时间;
  2.成倍降低新产品的研发成本;
    3.提高新产品投产的一次成功率;
  4.支持同步(并行)工程的实施;
  5.支持技术创新,改进产品外观设计。
  
  三、快速成型技术与首饰设计发展的互动性
  
  首饰设计不同于其他设计,它是立体的物质实体性设计,在设计展开的不同阶段,具体创意靠效果图检验不出实体体量关系,必须辅以立体模型对设计方案加以不断检测和修改。传统的首饰设计制

作方法是:设计师用手绘的方法画出三视图和效果图,起版师运用锯、锉、焊接等传统工艺进行手工制作。起版是首饰制造过程中最重要的一环,只有通过起版师傅的手工制作才能将设计师设计的作品

由图纸变为实物,起版质量的好坏直接关系到首饰成品的质量。运用快速成型技术代替传统手工模型制作能够更加精确、快速、直观、完整地传递产品的信息。更重要的是建立起一种并行结构的设计系

统,将设计、结构分析、制造三位一体优化集成于一个系统,使不同分工的人员能及时相互反馈信息,从而缩短开发周期,并保证设计、制造的高质量。
  首饰设计是技术、艺术与市场相结合的学科,先进的技术推动设计向前发展,近年来发展起来快速成型技术必将推动首饰设计向前迈进一大步。在信息时代,首饰设计从设计、模型制作实行计算机

一体化高度柔性、CAD模型直接驱动、成型过程中信息过程和材料过程一体,使成型材料非均质的原型;成型的快速性,技术的高度集成等优点,使快速成型技术能够高精度、高效率、低成本地制造这些

模型。同时,由于设计本身的专业特性,首饰设计也将对目前的快速成型技术及设备的成型空间、成型材料、软件的兼容等方面提出新的要求,首饰设计也将促进快速成型技术的“再设计”过程,首饰

设计与快速成型技术最终将形成一个良性的互动发展。计算机技术的快速发展和普及以及因特网的迅猛发展,使首饰设计产生了前所未有的重大变化。首饰设计对推动高新技术的进步,特别是快速成型

技术起到了极大的推动作用。
  
高新技术开辟了首饰设计的崭新领域,一方面,高精度、高效率的快速成型技术在首饰设计中的应用,缩短了首饰产品开发周期,降低了成本,提高了产品设计质量。另一方面,首饰设计也因其自身的

特性对快速成型技术提出了新的要求。快速成型技术在首饰设计中的应用是信息时代首饰设计的发展趋势。

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