[發明專利]一種金屬首飾快速設計與制造方法

無效

• 申請號: 201210276896.7
• 申請日: 2012-08-07
• 公開（公告）號: CN102831262A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 鐘山
• 申請（專利權）人: 鐘山
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;A44C27/00;B22C9/04
• 代理公司: 梧州市萬達專利事務所(普通合伙) 45108
• 代理人: 游慶強

技術領域

本發明涉及一種設計與制造方法，特別是一種金屬首飾快速設計與制造方法。具體是指金屬首飾的逆向工程RE、快速成形RP和快速模具RT的制造方法。屬于金屬首飾產品的快速制模方法創新技術。?

背景技術

隨著生活水平和審美觀念的不斷提高，消費者不僅看重金屬首飾的保值功能，更注重其流行款式及制造精美程度。大部分的首飾設計師采用傳統的正向設計，設計周期長、市場響應速度慢，難以適應消費者追求首飾款式流行時尚的要求。目前我國金屬首飾加工行業的模具制造一般從起版、雕蠟或者首飾CAD建模開始，其制模流程圖如圖1。?

起版和雕蠟主要是手工制作，起版師運用鋸、銼、焊接和雕刻等傳統工藝進行制作，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金屬首飾制模質量，但制作的產品研制周期長，原模精度低和對稱性差；首飾CAD建模的原模對稱性好，但快速響應市場能力較差。另外在快速模具過程中沒有經過鑄造過程模擬和進行鑄造工藝參數優化，容易造成鑄造變形、縮孔和縮松等鑄造缺陷。?

發明內容

本發明的目的是克服上述金屬首飾設計制造的缺點，發明一種制模精度高、可再創新設計和優化鑄造結構的金屬首飾快速設計與制造方法，原模精度高和對稱性好，可以極大降低開發成本、縮短開發周期和快速響應市場。?

本發明的一種金屬首飾快速設計與制造方法，其特征在于它包括以下步驟：?

1.采用激光三維掃描儀測量和獲取金屬首飾的空間點云數據，并進行預處理，數據文件格式為ASC；?

2.采用面向快速成形的逆向工程軟件進行金屬首飾逆向設計，建立金屬首飾的精確CAD模型，模型文件格式是IGES；?

3.根據流行趨勢和設計風格，進行金屬首飾正逆向混合建模實現再創新設計，得到金屬首飾CAD模型，模型文件格式是IGES；?

4.進行金屬首飾CAD模型的鑄造仿真模擬，修改鑄模結構和優化鑄造參數并進行結構優化設計，得到包含澆注結構的CAD模型，輸出文件格式是IGES；?

5.采用自適應直接切片方法，在相關的切片軟件上進行金屬首飾快速成形制造的切片處理、自動支撐設計和路徑規劃，輸出文件格式是PRT；?

6.采用不同溶點的復合蠟材料進行金屬首飾快速成形原模制造，得到包含支撐結構、澆注和實體結構的蠟模組，采用化學浸泡法和加熱法去除低溶點的支撐結構得到金屬首飾的鑄造原模組；?

7.采用已有方法完成快速模具的制造、真空鑄造成形、冷卻成形后破碎石膏模即得到金屬首飾。?

上述步驟1金屬首飾點云測量和獲取方法包括接觸式和非接觸式采集，預處理包括點云去噪、拼合和對齊、數據精簡、特征提取和數據分塊等。?

上述步驟2金屬首飾的逆向設計在逆向工程軟件上進行，包括三角化剖分、逼近函數和插值點求取、曲面重構和CAD建模等步驟。步驟2采用延拓逼近曲面重構算法進行金屬首飾逆向設計效果更佳。?

上述步驟3在計算機輔助設計軟件對反求的CAD模型進行正向設計、修改再創新。?

上述步驟4利用鑄造仿真軟件進行鑄造數值模擬，利用計算機輔助設計軟件對金屬首飾CAD模型進行修改。主要包括生成體網格、工藝參數設置、溫度場的模擬與分析、凝固過程的模擬計算及分析和獲得優化鑄造模具結構等。?

上述步驟5CAD模型文件導入快速成形切片軟件，進行支撐設計、分層切片、數據精簡和掃描路徑生成等數據處理。步驟5采用自適應切片方法和水平層面的精確曲線輪廓重構算法，進行金屬首飾快速成形制造的數據處理效果更佳。?

上述步驟6金屬首飾的鑄造原模組采用噴蠟快速成形系統進行快速成形加工。快速成形制造工藝為熔融沉積法，采用成形材料是復合蠟。步驟6采用本人自主開發的“一種珠寶首飾噴蠟快速成形系統”(專利號：ZL?201120135874.X)進行快速成形加工效果更佳。?

本發明的方法改變金屬首飾傳統的模具制造工藝，克服了手工制作起版和雕蠟工藝的與首飾CAD建模正向設計的缺點，采用正逆向混合設計建模方法，可以運用逆向工程并根據流行趨勢和設計風格，迅速實現產品創新再設計，建模精度高和對稱性好；通過鑄造仿真軟件優化鑄造結構和澆注參數，得到金屬首飾CAD優化設計模型，有效避免鑄造缺陷；通過快速成形RP加工得到包含支撐結構、澆注和實體?結構的精密蠟模組，最后進行金屬首飾快速模具RT制造和真空鑄造成形。形成包含逆向設計、快速成形和快速模具制造的閉環系統，可以極大縮短新產品的設計和研制周期，從而快速響應市場需求，提高產品競爭力。?