CADCAM系统综述论文01.docxVIP

ＣＡＤ／ＣＡＭ的发展与3D打印的兴起汇报人：学号：导师：时间：目录一．背景介绍11.1国外研究发展11.2国内研究发展41.3必威体育精装版研究成果41.4未来前景分析7二．CAD/CAM主要应用与发展前景92.1在制造业中的应用92.2未来发展趋势10三．实例分析：三维CAD和3D打印在复杂零件铸造中的应用113.1铸件工艺及模具设计11四．总结14五．参考文献15摘要：CAD/CAM是计算机辅助设计/计算机辅助制造（Computer Aided Design/Computer Aided Manufacture）的简称，CAD/CAM系统的集成是指把CAD、CAE、CAPP和CAM等各种功能通过软件有机的结合起来，用统一的执行控制程序来组织各种信息的提取、交换、共享和处理，以保证系统内信息流的流畅并协调各个系统有效的运行。3D打印（3D printing），即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。其中，3D打印技术，是以计算机三维设计模型CAD为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。这种数字化制造模式不直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。关键字：CAD/CAM，3D打印一．背景介绍1.1国外研究发展计算机起源于上世纪40年代的美国，当时人们就提出了计算机辅助设计CAD和计算机辅助制造CAM技术的设想。CAD/CAM起源于20世纪50年代，20世纪60年代以来得到了迅速发展。起步早、影响大的计算机辅助设计是美国的Autodcsk在20世纪80年代发展起来的。开始只是计算机辅助绘图。AutoCAD1.0只能绘制由点线构成的二维图形，后来发展到三维图形，但也只是由线面构成的三维几何体，再发展到实体模型以及曲面实体模型，现在则出现了以特征为基础的参数化模型。最早研究数控自动编程系统的是美国。1952年美国研制出世界上第一台数控铣床。为了解决数控加工中手工编程中遇到的一系列难题，美国伺服机构实验室于1953年开始研究零件数控加工的自动编程问题，这个研究成果于1955年公布。这就是APT，其后APT经发展，形成了诸如APTIL，APTIIL等。CAD/CAM技术的发展与计算机图形学的发展密切相关，并伴随着计算机及其外围设备的发展而发展。计算机图形学中有关图形处理的理论和方法构成了CAD/CAM技术的重要基础。CAD/CAM系统的发展经历了三代[1]。第一代CAD/CAM软件的开发始于60年代中期，是以交互式图形生成技术为基础而建立的应用技术系统，主要解决二维绘图和简单的数控加工。这一时期的CAD/CAM的共同缺点是一二维绘图为主，APT3语言还不能实现处理曲面的功能，且规模庞大、价格昂贵。第二代的CAD/CAM系统软件的开发是在70年代。这一时期CAD/CAM技术日趋成熟，以小型和超级计算机为主机的CAD/CAM系统进入市场并形成主流；一批专门经营CAD/CAM系统硬件和软件的公司相继出现。这一代CAD/CAM系统的主要特点是可实现二、三维绘图和数据加工；线框、曲面和实体建模；有限元分析等，是一个多数据库和分散数据结构、顺序设计过程的系统。第三代CAD/CAM系统软件的开发是在60年代中后期，工作站的出现再次推动了CAD/CAM技术的发展，工作站是以个人计算环境和分布式网络环境为前提的高性能计算机，以工程工作站为基础的CAD/CAM系统具有较高的响应速度，其功能已超过了小型机的CAD/CAM系统。这一代系统的主要特点是使用单一数据库和统一的数据结构，使系统实现集成和各分系统间的全关联，提供了产品数据管理功能，使用比较方便，并采用C语言编码。但在数据交换技术、工程数据管理系统、产品建模技术和实用智能化的CAPP技术方面还刚刚起步。3D 打印技术出现在 20 世纪 90 年代中期[2]，它实际上是利用光固化和纸层叠等技术的必威体育精装版快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”逐层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为 3D 立体打印技术。1986 年，Charles Hull 开发了第一台商业 3D 印刷机。