快速成型技术与首饰设计论文
内容摘要：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。
关 键 词：计算机技术 快速成型技术 首饰设计
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。
结语
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。
参考文献：
[1]李莉、冯和平《快速成形技术及其在模具制造中的应用》，原载于《邢台职业技术学院学报》，2004年第1期。
[2]徐江华、张敏《快速成型技术在工业设计中的应用》，原载于《包装工程》，2004年第6期。
[3]陈显松《快速成型制造技术及其系统发展研究》，原载于《现代机械》，2005年第2期。
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