Pro/E技術下的手機外殼三維造型和快速原型制造

（安徽三聯學院 安徽 合肥 230601）

0.引言

隨著當前市場中的競爭趨于白熱化，人們對于各類物件的需求更是愈來愈高，產品隨之也在不斷的更新研發。快速原型制造技術的研發和使用，是隨著CAD/CAM技術、數控技術、激光以及材料工程技術等諸多技術的應用而同時出現的。現如今此種技術已經隨著信息技術還有虛擬技術，成為了當前產品完成一系列的設計和工藝制作規程中，集創新化多樣化的一種新型理想制造工具。并且此種技術也已經在家電、玩具、工業、通訊還有汽車建筑等諸多行業得到了較為廣泛的使用。

1.RPM原理及特點

1.1 RPM原理

RPM即為快速成型制造技術，此種技術是通過使用CAD模型直接完成驅動，一種可以較快制造并且制造出任意形狀的三維化模型實物的技術全程。主要的技術應用原理過程為（如圖1所示）：通過先確定所要設計的三維模型，之后依照該模型的相關工藝制作需求，按照既定的規定，完成模型的離散，要離散至有序單元。之后將離散之后的序列性單元依照一定厚度完成分層之后，將原本的三維模型變成了相應的分層層片，之后依照原本的層片中所含的輪廓信息，完成參數的輸入加工，使得生成自動化的加工制作生產代碼，最后使用該技術的生產成型系統，將分層的層片完成聯接，從而形成了一個三維化的實體。

圖1 RPM基本原理流程圖

1.2 RPM特點

快速原型制造工藝技術在使用的過程中是一種具備新型加工概念的技術。此種技術的主要材料使用主要是通過材料累加制造理念，在原本材料應用基礎之上生長材料，而并非將材料去除，因此在加工過程中是不需要模具或者刀具的，并且材料的使用效率較高。其二特點就是可以具備較高的柔性，可以完成最初的CAD模型更改，即可重新完成工具制造的參數調整設置，制造新的模型。其三大特點就是可以突破幾個圖形的菱角形狀限制，迅速成形，并且制造出的實體物件是必然存在三維實體功能的。其四大特點就是越過了CAPP的制作過程，直接完成了無間隙性制作聯接。其五就是制作費用較低，此種技術的制造時長通常只是傳統的數控制作三分之一的時長，并且制作成本只是傳統數控制作方法的五分之一，模型的整體幾何程度越高，那么此種技術制作效益就愈凸顯。

2.手機外殼制造方案設計

2.1 手機外殼初步設計

手機殼的使用不僅僅只是為了對手機達到保護功效，更要具備一定的美觀性能。手機外殼的制作材料可以具體分為三種，硅膠、塑料還有皮套。本文通過以制作iphone6s手機殼為例，在制作過程中，使用的原材料為ABS塑料，仿造塑料的原本外殼完成相應的制造。

2.2 手機外殼三維模型

然后就是對iphone6s手機外殼的數據進行測量確定，依照手機的原本外形尺寸進行數據測量。基于Pre/E技術軟件，得出了iphone6s手機的三維立體模型圖、零部件以及外殼配件的三維造型。在具體的實驗制作過程中，加壓熔融擠壓成型制作技術是將ABS塑料模型，達到一定的熔融溫度情況下，材料自身的粘結功能性逐步的產生了堆積狀態，之后堆積成既定的模型，因此在具體的制造實驗過程中必然會出現誤差。那么手機與手機殼就直接實現了間隙性裝配。

3.手機外殼快速原型制造

3.1 快速原型技術原理

在本次實驗制作中所采用的是Pre/E技術，此種技術的使用可以使得具備熔融性的ABS塑料，達到一定的熔融溫度之后，依照材料本身的粘結性能完成逐層的堆積，形成既定的形狀完成模型的制造。在此種材料達到一定的粘結堆積過程之中，ABS材料的受熱性能，會使得此種材料可以通過很低的速度擠出噴嘴，并且擠出的整個過程是連續性的，零件也是經過控制堆積從而完成形狀制作的。

3.2 儀器設備特點

本次實驗所采用的設備是MEM320A，此種設備的主要特點由于，熔融擠壓快速成型的設備，可以較為快速的將計算機終端設備中所制作的手機外殼三維模型圖，經過設備的制作處理快速的形成實物。此種設備在使用的過程中，是不需要耗費激光器等諸材料，節省了一定的成本投入，并且該設備還具有了雙噴頭系統，用來制作零件材料以及支撐材料。并且該儀器設備還具備了一定的分層控制功能。

3.3 Aurora軟件

Aurora軟件是一種用于三維模型的快速成型軟件技術，通過使用該軟件，在其中輸入所設計好的三維模型圖片，就可以在完成分層之后給予一定的處理，之后便可以直接獲取經由Aurora軟件處理的原本模型原型。Aurora軟件的功能性較為齊全，對于三維模型的處理更加的便捷且操作較為簡便，制造精準進度較高，使用也尤為簡單，可以直接完成一鍵打印。

3.4 實驗制作過程

首先將Pro/Enigineer軟件打開，之后將手機外殼的三維模型完成導出，將具體的導出格式設定為STL格式，之后將Aurora軟件打開，將三維模型的打印機完成連接，之后完成初始化打印。之后完成三維模型的初步打印之后，完成一系列的快速擠壓成形技術制造。將模型完成載入之后，完成自動化排放，調節該工作臺，之后對材料完成更新，熔融分層，之后完成預設性的支撐和打印，對模型的打印進行設定，之后設定其工作臺的具體工作高度，完成模型的自動排放。

在此過程中，需要重視的是，在完成熔融分層工序之前，需要對三維模型進行檢查，查看該模型是否出現錯誤，比如出現空洞以及縫隙還有實體相交情況的出現。確保三維模型無誤之后確定具體的工藝制作成型方向，換言之即為將模型完成一定的旋轉，直至旋轉至最為合適的成型方位。在具體的實驗制作過程中對三維模型的錯誤之處進行檢查，確認無錯之后，將原本既定的模型為底部作為成形的具體方位，完成了手機殼的制作。最終制作彈出相關打印信息。由于Pro/E技術在使用過程中，在完成分層處理之前，需要將原本的模型進行格式轉換，轉換至STL格式，此種格式的模型較為相似原始的CAD模型，并且在兩種模型叫誒相似的處理過程中，會存在部分CAD面型信息的丟失，因此必然會出現一部分的誤差。因而針對此種情況，需要將STL文件完成精準程度的轉換，滿足一定的階梯效應對原本精準模型的一定影響控制，從而有效的提升手機殼的制作原型精準度和高質量。

4.結語

RPM技術是當前應用于制造業的集諸多制作工藝為一體的全新化制造技術，此種技術必然會在產品的不斷開發過程中，得以廣泛的使用。但是產品的模型在成型過程中，會由于溫度以及所處環境的溫濕度產生一定的微量變化，那么針對此種問題還需要我們進一步的研討。通過使用Pro/Enigineer技術，可以為手機外殼等一系列的零件設計和制作，達到很大程度的敏捷設計度提升，并且提供了一套完整的其實可行化制造方案，完成產品的三維模型快速開發，不僅可以很大程度的將產品的整體設計質量完成提升，更能在一定程度上有效的縮短手機外殼等工藝的制作周期，除此之外還可以有效的經由CAD模型，完成相應的驗證和問題發現給以修正，從而不斷的完善產品的整體性能，提升其自身的整體市場競爭力，并且成為現如今的制造業尤為重要組成部分。