发信人: hithere (行者), 信区: NTM
标  题: 1999年快速原型工业发展趋势[1，转自SME]
发信站: 紫 丁 香 (Sun Feb 20 10:40:41 2000), 转信


1999 Rapid Prototyping Industry Trends
Published by the Rapid Prototyping Association of the Society of Manufacturi
ng Engineers

Summary
Long-term growth in the RP industry will come from applications that are dif
ficult, time-consuming, costly, or impossible with standard techniques. Grow
th will be achieved by advances in current processes and breakthroughs in sp
eed, materials suitable to the end user, machine reliability, and reduction 
in maintenance and machine cost. Experts expect the industry to see major br
eakthroughs in materials over the next five to 10 years. These advanced mate
rials will enable the development of newer technologies that can better sati
sfy the design requirements of many end products.
 Applications in Rapid Prototyping
Successful RP applications are those that have been driven by users. Many cu
rrent applications compete in time or cost with standard fabrication methods
. Increasingly, future RP applications will be those that are difficult or i
mpossible with current standard techniques. If RP applications are viewed on
 a two-dimensional plot with one axis being material properties and the othe
r geometric complexity, then new RP applications will be those that simultan
eously include both increased geometric complexity with improved material pr
operties.  Currently, RP processed parts are used as concept models, master 
patterns, functional prototypes, and, in some cases, tooling.  Concept model
s are used for design reviews, form and fit checking, styling, ergonomic eva
luations, testing, and CAD-model verification. RP master patterns are used f
or investment, sand-and ceramic-block casting. Some materials and processes 
can build RP tooling for urethane casting, plastic injection molding and lim
ited die-casting. RP technology can also be a cost-effective method for buil
ding a large number of functional prototype samples.
It is expected that the use of concept models to evaluate designs will conti
nue, with industry placing greater demands on the function of RP models and 
prototypes. Engineers would like to use prototypes for more demanding functi
onal testing. They also want their test models to be representative of the f
inal material from which the part will ultimately be made.
The application of RP processes will become increasingly critical to those o
rganizations wishing to satisfy concurrent and simultaneous engineering obje
ctives for newer products. An increasing number of companies already use RP 
samples and models as a normal part of the product and manufacturing process
 development cycle.
Future RP applications depend on improvements in RP materials, systems and p
rocesses. While there have been advances in materials, there is great need f
or more RP materials. As more materials are developed, the range of potentia
l applications for RP will expand.
Regarding actual RP equipment, customers are placing demands on equipment ma
nufacturers to supply systems that produce concept models and master pattern
s in sizes much larger than that currently possible. Customers are also dema
nding increased build speeds, better accuracy, surface finish and strength i
n their RP models.
Direct RP processes or secondary RP methods can build rapid tooling, such as
 cast-resin tooling and sintered metal tools, which can compete with traditi
onal methods in niche areas. Other potential tooling applications include th
e building of electric-discharge machining (EDM) electrodes. Once RP machine
s can provide improved accuracy and surface finish, RP systems will assist w
ith the more time-consuming method of CNC machining and finishing of such to
ols by skilled toolmakers.
The high cost of RP systems, materials and, subsequently, their components l
imit the acceptance of RP technology. Customers continue to pressure supplie
rs for lower cost systems and materials to reduce per unit costs. Once RP co
mponents come with lower per unit costs, RP will find increased application 
in a number of consumer and industrial markets.  Also smaller and medium siz
ed companies will begin to explore bringing the technology in-house.

Machine Systems for RP
Equipment manufacturers in the RP industry offer a variety of machines and p
rocesses. The machine market appears to be splitting into two distinct categ
ories (1) concept modelers and (2) industrial systems. New systems and conce
pts are continually emerging, such as niche machines. Equipment manufacturer
s are providing machines that serve specific tools or materials.
Maintenance costs on RP machines can be considerable. As the industry become
s more profitable, some equipment manufacturers may be willing to relinquish
 what hold they have on maintaining RP systems and allow third-party service
 providers to service and repair their equipment.
High-end RP systems are starting to be used in conjunction with CNC machinin
g systems in the fabrication of both plastic and metal parts as well as tool
ing. For moderately complex objects, NC machines can offer efficient hardwar
e and software to program tool paths and perform high-speed machining of par
ts that require little finishing. For highly complex objects, RP systems can
 offer a less costly and time efficient method for part fabrication. Compani
es are now realizing that their prototyping needs may require a mix of both 
RP and CNC equipment.
Greater capabilities are expected in future RP systems. In the near future, 
newer RP machines will become more capable as process intelligence is incorp
orated into the machine control. The complex functionality of the process wi
ll not rest solely in the hands of the operator. Even lower-end machines wil
l require less operator input.
Faster build rates are being demonstrated on some concept modeling machines;
 however, these systems cannot accommodate the size, material or accuracy re
quired of typical build samples in the RP industry. Higher speeds for some p
rocesses will be made possible through the use of multiple lasers with highe
r processing power, improved scanning speeds and machinery traversing rates.

The future holds promise for other advances in RP systems. The industry will
 continue to see new RP systems capable of building larger parts. RP systems
 will also become increasingly reliable, which will reduce maintenance requi
rements and costs. The reliability of laser-based machines will improve in t
he near future as more-robust solid-state lasers are implemented. Variable l
aser spot sizes will be smaller, which will allow the building of smaller fe
atures on RP parts and enable more complex features. Machines that use print
 heads or heads that mix the layer materials will see improvements through t
he application of multi-jet configurations. An exciting development is the u
se of multiple materials in a single layer to fabricate parts and components
 in a single operation. These system improvements will allow RP machines to 
run longer with minimal downtime for faster throughput, lower operating cost
s, and wider applications that will expand the RP market.

Business in the RP Industry
Thousands of examples of RP technology implementation have been demonstrated
 in a spectrum of our society as broad as opportunity itself.  Yet undiscove
red opportunities for applications, ranging from concept to manufacturing st
artle the imagination.  Medical science research has advanced applications f
rom direct implants to pre-surgery teaching aids. These processes are gainin
g international recognition in medical teaching institutions and may revolut
ionize the most difficult medical procedures. Worldwide, many engineering an
d industrial design universities teach RP sciences and often maintain their 
own RP labs.  NASA uses the technology to study asteroids.  Boeing saves tho
usands of tooling dollars and weeks of lead-time manufacturing hard jigs and
 fixtures.  Automotive companies use RP produced components made from polyme
rs, resins and metals in hot engine testing scenarios.  As exciting as the a
pplications themselves are, one must consider how the innovation of RP techn
ologies has impacted the methodology of how we make what we make, and how we
 do what we do.  For fifty years preceding CNC, 3D CAD and RP we only experi
enced incremental improvements on how we develop our products and our toolin
g technologies.  RP changed that forever, in 1/10th the time.
We have obstacles to overcome, but they are not insurmountable. Clearly thes
e obstacles are opportunities.


--
※ 来源:．紫 丁 香 bbs.hit.edu.cn．[FROM: hyhjjf.hit.edu.c]