电子商务师知识点:快速原型法概述

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 电子商务师知识点:快速原型法概述

 1.快速原型法的提出 快速原型法(rapid prototyping或quick prototyping,也称early prototyping,简称prototyping)的基本思路是,通过在软件生产中引进其它工业在生产新产品之前先试制样品的方法,解决需求规格确立的难题。由于软件是无形的"软"产品这一特征,从修改样品到生产成品比其它工业产品相对容易许多,所以M.Zelkowitz在提出软件原型法时,并没有照搬硬件工业产品的原型法?在设计阶段与生产阶段之间增加一个样品试生产阶段,但这同时也就限定了软件原型法必须有快速这个特征。

 2.快速原型法条件 开发软件原型必须满足下列条件:①原型必须可执行;②原型的开发周期应短,开发成本应低(如周期和成本约为生产正式产品的1/10);③对原型进行评价应很容易;④原型应易于修改。

 3.原型的目的、环境和生存期形态 原型可在与产品相同的运行环境上开发,也可不同。如果原型是用来确认对需求的理解是否正确、或解决设计方案的选择问题,即用户侧的需求(问题)是明确的,开发侧的理解需求或实现需求的设计方案(解法)不明确,要证实解法是否正确时,应在与实际产品环境相近的环境上开发原型。这种原型称为试验品原型或试验性原型。还有些原型,主要用来帮助用户在试用中使自己模糊的需求明确起来,称为试用品原型或试用性原型,可在与实际产品环境完全无关的环境上开发、运行。 原型有不同的原型生存期形态,其主要区别在于原型目的达到后的不同作用和意义。原型运行目的达到后,有的不再有意义,被抛弃,称为抛弃式原型(throw away prototype);有的直接转为产品的一部分,称为演化式原型(evolutionary prototype);还有的原型随着需求一步步明确,所模拟的需求功能也逐渐增加,称为递增式原型(incremental prototype)。也有称演化式原型为骨格型原型、演进式原型,称递增式原型为增殖式、渐增式原型的。递增式原型可以是抛弃式的,也可以是演化式的。试验品原型往往不只开发一个,其中大多数是抛弃式原型。试用品有抛弃式的,也有演化式的。演化式原型开发环境应与产品环境相同或相近。 选择什么原型生存期后期形态,是在原型目的与原型开发成本之间寻找平衡点的技术。抛弃式原型应开发周期更快、成本更低,所以比其它形态更需要采用快速原型法CASE工具,以尽可能实现自动化。直接转为产品一部分的演化式、递增式原型,由于需要与产品相同或相似的运行环境,在可能的前提下应以选用自动化开发CASE为主、快速原型法工具为辅。

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竞争的主要矛盾。在这种情况下,自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力成为制造业全球竞争的实力基础。同时,制造业为满足日益变化的用户需求,又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,产品开发的速度和制造技术的柔性就变得十分关键了。

快速原型制造技术(RPM, Rapid Prototyping Manufacturing)就是在这种社会背景下,于20世纪80年代后期产生于美国并很快扩展到日本及欧洲,是近年来制造技术领域的一项重大突破。

1 快速原型制造技术的原理

快速原型制造技术是集材料成形、CAD、数控、激光等技术为一体的综合技术,是实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。

快速原型制造技术的基本原理是:在没有任何模具、刀具和工装的条件下,根据三维CAD模型的分层数据,对材料进行堆积(或叠加),快速地制造出任意复杂程度的产品原型或零件的一种数字化成形技术,如图2-65所示。快速原型制造主要包括以下四部分:

(1)零件CAD数据模型的构建。构建三维CAD数据模型的方法有两种:①基于构思的三维造型。设计人员应用各种三维CAD造型系统,如Pro/E、UG、Solidworks等进行零件的三维实体造型,即将设计人员所构思的零件概念模型转变为三维CAD数据模型。②基于实体数据的三维造型。设计人员通过三坐标测量机、激光扫描仪、核磁共振图像、实体影像等方法对三维实体进行反求、计算并建立三维模型。

(2)数据转换文件的生成。由三维造型系统将零件CAD数据模型转换成一种可被快速成型系统接受的数据文件,如STL、IGES等格式文件。STL文件是对三维实体内外表面进行离散化后形成的文件,STL文件易于进行模型的分层切片处理,故已成为目前绝大多数快速成型系统所接受的文件格式。目前所有CAD造型系统也均具有对三维实体输出STL文件的功能。

图2-65 RPM技术原理

(3)模型的分层切片。将三维实体模型沿给定的方向(一般沿z轴)切成一个个二维薄片,即进行离散化。可以根据快速成型系统的成形精度选择薄片的厚度,如0.05~0.5mm。

(4)快速堆积成型。以平面加工方式有序地连续叠加,得到三维实体。随着RPM技术的发展和人们对该项技术认识的深入,它的内涵也在逐步扩大。目前快速原型技术包括一切由CAD直接驱动的成型过程,而主要的技术特征就是成型的快捷性。对于材料的转移形式可以是自由添加、去除以及添加和去除相结合等形式。

PRM技术的具体工艺有30余种,其中分层实体制造(LOM)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积造型(FDM)、立体光刻(SAL)在技术上最为成熟,并已得到很好商品化的方法。

下面以熔融沉积造型(FDM)为例介绍其工艺方法。

2 熔融沉积造型的工艺方法

熔融沉积造型(FDM, Fused Deposition Modeling)是根据CAD模型确定的几何信息,丝状材料由送丝机构送进喷头,并在喷头内采用一个加热器将丝状材料加热成半流动状态。喷头在计算机的控制下根据片层参数沿零件截面轮廓和填充轨迹运动,同时挤压并控制流量,使黏稠流体均匀地铺撒在断面层上,一层层堆积,从而制造出零件原型。其工作原理如图2-66所示,图2-67是利用熔融沉积造型原理图的3D打印机外形,图2-68是熔融沉积造型的作品,熔融沉积造型所采用的材料有ABS工程塑料、蜡、聚乙烯、聚丙烯、陶瓷和尼龙等。

图2-66 熔融沉积造型原理图

图2-67 3D打印机外形

图2-68 FDM的作品

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评论列表(3条)

  • 咎淑然的头像
    咎淑然 2025年12月09日

    我是中擎号的签约作者“咎淑然”

  • 咎淑然
    咎淑然 2025年12月09日

    本文概览:网上有关“电子商务师知识点:快速原型法概述”话题很是火热,小编也是针对电子商务师知识点:快速原型法概述寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望...

  • 咎淑然
    用户120906 2025年12月09日

    文章不错《电子商务师知识点:快速原型法概述》内容很有帮助

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