模具之家讯：【接续】四.模具及模型修复原理与再设计用一个实际的案例来说明再制造模型修复。再制造模型修复在航空发动机叶片修复领域具有非常现实的意义。

通常，飞机发动机叶片，在飞机飞行一定时间段后，需要检修，飞机发动机叶片是重要的检测项目，对恶劣工作环境产生的损坏必须进修更换或修复。同理，模具使用的损坏可以采用同样的技术进行改造。覆盖件模具中回弹变形，需要对模具进行变更，采用同样的模仿变形技术对模具进行调整，然后进行加工修复损伤的航空发动机叶片。

首先，要根据损坏情况进行激光熔敷焊接，熔敷焊接属于增材制造的重要形式，飞机发动机叶片在工作是承载较强的力，通常叶身和理论CAD模型存在一定差异，但变形的叶片同时在允许的容差范围之内，而且不同的叶片变形状态也不会一致，如果按照理论CAD模型对叶片进行再制造修复，将完全损坏该叶片，那么，我们就需要一个自适应当前零件状态的修复方案，自适应实际零件和理论CAD关联，并生成自适应加工可使用模型，该模型处理了精确的进气边、出气边位置；自动启动程序生成系统，同时根据叶身检测获得的进气边、出气边也决定精确的榫头位置，并生成进气边、出气边及榫头加工程序。

把再制造融入智能化元素，整个的制造过程，需要包括对经过激光熔敷焊接的叶片，在特制的具备在机检测（Delcam OMV）功能的设备上进行数据采集，然后根据采集的数据进行造型，获得当前真实零件的CAD模型，然后和理论CAD模型进行比对，在保证安装榫头一致的情况下，需要对叶身进行自适应匹配，让理论CAD模型按照相应的检测规则自适应匹配到当前零件形状，然后自动编程系统开始工作，生成数控加工设备加工代码，驱动数控机床完成叶片加工；加工完成后，设备启动在机检测系统，对修复结果进行验证，完成一个工作。

五.增材制造和数控加工

关于3D打印取代传统制造业的描述随处可见，但作为制造业从业人员来说，3D打印会带来一些制造形式的变革，是增材制造的重要表现形式，部分取代传统机械加工形式存在可能，但也需要非常长的周期，我们这里把增材制造和数控加工用于再制造，分别取各自优势。增材制造对损伤零件填补和增加材料，数控加工保障最终精度。对于增材制造来说，如果过分强调精度，效率将会急剧下降，时间成本将难以承受。

研究增材制造和3D打印的机构，较多都计划或采用工业机器人的形式进行研发和使用。下面以一个机械零件修复（再制造）的流程简要说明（下图）。

这是一个有设计3D CAD模型的案例，基于原理，对模具的损坏或修改也可以采用同样的技术。该零件因使用原因损坏，该项目可以假设是远洋货轮上，该零件的损坏，会导致远洋货轮不能行进；在云数据时代，该远洋货轮配备有以工业机器人为核心的一套柔性制造单元，对损坏的零件，根据需要，通常需要通过以下7个步骤来进行：

1.从云端获得设计3D CAD数据；

2.柔性制造单元对损坏零件进行扫描；

3.对齐点云和设计3D CAD数据；

4.由点云形成STL模型；

5.设计3D CAD数据与缺损STL模型进行布尔运算，获得缺损部分3D CAD数据；

6.机器人柔性单元采用激光熔敷堆积缺损部分；

7.采用机器人安装动力头后，采用数控加工刀具对激光熔敷堆积部分进行精加工。
机械零件修复的流程

通过以上零件再制造流程的描述，包含STL模型和实体CAD模型的布尔运算，该功能是PowerSHAPE所特有的功能；同时，机器人的应用，由过去的点位驱动，改变为仿形加工，需要支持工业机器人编程的PowerMILL，机器人离线编程让机器人具备数控机床的功能，同时具备足够的“柔性”，但不可回避的是，一般的机器人本身的定位精度0.1-0.2之间；达到真正的高精度有一定差距，但其优势同样不可否认。

对于支持数控机床进行模具高效加工，PowerMILL同样具有非常大的优势，最新的Machine DNA & Vortex技术，是首次把数控机床DNA信息，植入数控编程系统的软件，对于提高零件、模具加工效率非常有意义。

模具和部件的再制造，依然不能脱离数控机床。

六.结语

随着数字化技术的不断进步，相应逆向扫描系统、数控机床等的普及，而提出一些创新思路，充分发挥再制造的功能，无疑对人类社会的持续发展具备积极作用。

文中提到的航空发动机叶片修复技术，也是国内外最为先进的自适应加工系统的概述，同时也适用于与模具的修复。模具的数字化设计与制造技术的研发和应用情况与时俱进，需要多学科技术的融合。关于模具复制的案例，也是我们在实际工作中的真实案例。文中提到的机器人熔敷加工，同样属于3D打印的一种形式。
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