快速成型技術與首飾設計論文
內容摘要：計算機的應用極大地改變了首飾設計的技術手段，改變了首飾設計的程序與方法。高精度、高效率的快速成型技術在首飾設計中的應用，縮短了首飾產品開發周期，降低了成本，提高了產品設計質量。快速成型技術在首飾設計中的應用，是信息時代首飾設計的發展趨勢。
關 鍵 詞：計算機技術 快速成型技術 首飾設計
由于計算機的快速發展和普及，首飾設計進入了新的信息化時代。一方面，計算機的應用極大地改變了首飾設計的技術手段、程序及方法。另一方面，以計算機技術為代表的高新技術開辟了首飾設計的嶄新領域。先進的技術必須與優秀的設計結合起來，才能使技術人性化，真正服務于人類。首飾設計對推動高新技術的進步，特別是快速成型技術起到了極大的推動作用。
一、快速成型技術概觀
快速成型制造技術是20世紀90年代發展起來的一項高新技術。它基于離散和堆積原理，將零件的CAD模型按一定方式離散，成為可加工的離散面、離散線、離散點，而后采用物理或化學手段，將這些離散的面、線段和點堆積而形成零件的整體形狀。具體的方法是，依據零件的三維CAD模型，經過格式轉換后，對其進行分層切片，得到各層截面的兩維輪廓形狀。按照這些輪廓形狀，用激光束選擇性地固化一層層的液態光敏樹脂，或切割一層層的紙或金屬薄片，或燒結一層層的粉末材料，以及用噴射源選擇性地噴射黏結劑或熱熔性材料，形成各截面的平面輪廓形狀，并逐步疊加成三維立體零件。快速成型技術不同于傳統的“去除”加工方法，它是采用新的“增長”加工方法，即先用點和線制作一層“薄片毛干坯”，然后用多層薄片逐步疊加成復雜形狀的零件。快速成型的基本原理是將復雜的三維加工分解成簡單二維加工的疊加，所以也稱為“疊層制造”。目前快速成型的主要方法有：激光固化成型（SLA）；選擇性激光燒結成型（SLS）；激光層壓成型（LOM）；融積成型（FDM）。
二、快速成型技術在首飾行業中的應用
目前，在首飾行業中得到應用的快速成型機主要有：美國Solidscape公司T6X系列、日本MEIKO公司的激光成型機，它們的工作原理是采用融積成型法（FDM）。Solidscape公司T6X系列采用噴蠟式建模技術，其中兩個不同的噴蠟裝置，可噴出熱塑性塑料作建造原料和承托物料。日本MEIKO公司的激光成型機所用的原料是樹脂，其制作出來的樹脂模可直接壓制膠模型。
美國solidscape公司的T6X系列設備中的T66這一設備，處理首飾原版的工藝過程如下：
1.運用首飾CAD設計軟件建立首飾品的三維圖形；
2.將圖形文件轉換為快速成型軟件可以處理的STL文件格式；
3.快速成型數據處理軟件對模型進行分層處理（切出各個等高面上的截面形狀）；
4.對各個截面進行處理，找出需要支撐的`部位、形狀并形成支撐；
5.以適當的參數對各截面進行填充，使之在MII的噴嘴運動下形成有一定厚度的薄層；
6.將處理好的設備驅動數據傳遞給MII，開始快速成型加工；
7.待整個模型加工完畢，將蠟件取下，放到加熱室烘烤，溫度高于紅蠟熔點，而比綠蠟熔點低，因而紅蠟融化，而綠蠟不變化。將融完紅蠟的模型放到專用清洗液中清洗，除去殘留的紅蠟，吹干后即得到完整的綠蠟件，可以直接用于熔模鑄造。
與傳統的首飾設計制作相比，快速成型技術有著以下的特點：
1.大大縮短新產品研制周期，加快產品推向市場的時間；
2.成倍降低新產品的研發成本； 3.提高新產品投產的一次成功率；
4.支持同步（并行）工程的實施；
5.支持技術創新，改進產品外觀設計。
三、快速成型技術與首飾設計發展的互動性
首飾設計不同于其他設計，它是立體的物質實體性設計，在設計展開的不同階段，具體創意靠效果圖檢驗不出實體體量關系，必須輔以立體模型對設計方案加以不斷檢測和修改。傳統的首飾設計制作方法是：設計師用手繪的方法畫出三視圖和效果圖，起版師運用鋸、銼、焊接等傳統工藝進行手工制作。起版是首飾制造過程中最重要的一環，只有通過起版師傅的手工制作才能將設計師設計的作品由圖紙變為實物，起版質量的好壞直接關系到首飾成品的質量。運用快速成型技術代替傳統手工模型制作能夠更加精確、快速、直觀、完整地傳遞產品的信息。更重要的是建立起一種并行結構的設計系統，將設計、結構分析、制造三位一體優化集成于一個系統，使不同分工的人員能及時相互反饋信息，從而縮短開發周期，并保證設計、制造的高質量。
首飾設計是技術、藝術與市場相結合的學科，先進的技術推動設計向前發展，近年來發展起來快速成型技術必將推動首飾設計向前邁進一大步。在信息時代，首飾設計從設計、模型制作實行計算機一體化高度柔性、CAD模型直接驅動、成型過程中信息過程和材料過程一體，使成型材料非均質的原型；成型的快速性，技術的高度集成等優點，使快速成型技術能夠高精度、高效率、低成本地制造這些模型。同時，由于設計本身的專業特性，首飾設計也將對目前的快速成型技術及設備的成型空間、成型材料、軟件的兼容等方面提出新的要求，首飾設計也將促進快速成型技術的“再設計”過程，首飾設計與快速成型技術最終將形成一個良性的互動發展。計算機技術的快速發展和普及以及因特網的迅猛發展，使首飾設計產生了前所未有的重大變化。首飾設計對推動高新技術的進步，特別是快速成型技術起到了極大的推動作用。
結語
高新技術開辟了首飾設計的嶄新領域，一方面，高精度、高效率的快速成型技術在首飾設計中的應用，縮短了首飾產品開發周期，降低了成本，提高了產品設計質量。另一方面，首飾設計也因其自身的特性對快速成型技術提出了新的要求。快速成型技術在首飾設計中的應用是信息時代首飾設計的發展趨勢。
參考文獻：
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