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用一個(gè)實(shí)際的案例來說明再制造模型修復(fù)。再制造模型修復(fù)在航空發(fā)動機(jī)葉片修復(fù)領(lǐng)域具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。

通常，飛機(jī)發(fā)動機(jī)葉片，在飛機(jī)飛行一定時(shí)間段后，需要檢修，飛機(jī)發(fā)動機(jī)葉片是重要的檢測項(xiàng)目，對惡劣工作環(huán)境產(chǎn)生的損壞必須進(jìn)修更換或修復(fù)。同理，模具使用的損壞可以采用同樣的技術(shù)進(jìn)行改造。覆蓋件模具中回彈變形，需要對模具進(jìn)行變更，采用同樣的模仿變形技術(shù)對模具進(jìn)行調(diào)整，然后進(jìn)行加工修復(fù)損傷的航空發(fā)動機(jī)葉片。

首先，要根據(jù)損壞情況進(jìn)行激光熔敷焊接，熔敷焊接屬于增材制造的重要形式，飛機(jī)發(fā)動機(jī)葉片在工作是承載較強(qiáng)的力，通常葉身和理論CAD模型存在一定差異，但變形的葉片同時(shí)在允許的容差范圍之內(nèi)，而且不同的葉片變形狀態(tài)也不會一致，如果按照理論CAD模型對葉片進(jìn)行再制造修復(fù)，將完全損壞該葉片，那么，我們就需要一個(gè)自適應(yīng)當(dāng)前零件狀態(tài)的修復(fù)方案，自適應(yīng)實(shí)際零件和理論CAD關(guān)聯(lián)，并生成自適應(yīng)加工可使用模型，該模型處理了精確的進(jìn)氣邊、出氣邊位置；自動啟動程序生成系統(tǒng)，同時(shí)根據(jù)葉身檢測獲得的進(jìn)氣邊、出氣邊也決定精確的榫頭位置，并生成進(jìn)氣邊、出氣邊及榫頭加工程序。

把再制造融入智能化元素，整個(gè)的制造過程，需要包括對經(jīng)過激光熔敷焊接的葉片，在特制的具備在機(jī)檢測（Delcam OMV）功能的設(shè)備上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行造型，獲得當(dāng)前真實(shí)零件的CAD模型，然后和理論CAD模型進(jìn)行比對，在保證安裝榫頭一致的情況下，需要對葉身進(jìn)行自適應(yīng)匹配，讓理論CAD模型按照相應(yīng)的檢測規(guī)則自適應(yīng)匹配到當(dāng)前零件形狀，然后自動編程系統(tǒng)開始工作，生成數(shù)控加工設(shè)備加工代碼，驅(qū)動數(shù)控機(jī)床完成葉片加工；加工完成后，設(shè)備啟動在機(jī)檢測系統(tǒng)，對修復(fù)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，完成一個(gè)工作。

五.增材制造和數(shù)控加工

關(guān)于3D打印取代傳統(tǒng)制造業(yè)的描述隨處可見，但作為制造業(yè)從業(yè)人員來說，3D打印會帶來一些制造形式的變革，是增材制造的重要表現(xiàn)形式，部分取代傳統(tǒng)機(jī)械加工形式存在可能，但也需要非常長的周期，我們這里把增材制造和數(shù)控加工用于再制造，分別取各自優(yōu)勢。增材制造對損傷零件填補(bǔ)和增加材料，數(shù)控加工保障最終精度。對于增材制造來說，如果過分強(qiáng)調(diào)精度，效率將會急劇下降，時(shí)間成本將難以承受。

研究增材制造和3D打印的機(jī)構(gòu)，較多都計(jì)劃或采用工業(yè)機(jī)器人的形式進(jìn)行研發(fā)和使用。下面以一個(gè)機(jī)械零件修復(fù)（再制造）的流程簡要說明（下圖）。

這是一個(gè)有設(shè)計(jì)3D CAD模型的案例，基于原理，對模具的損壞或修改也可以采用同樣的技術(shù)。該零件因使用原因損壞，該項(xiàng)目可以假設(shè)是遠(yuǎn)洋貨輪上，該零件的損壞，會導(dǎo)致遠(yuǎn)洋貨輪不能行進(jìn)；在云數(shù)據(jù)時(shí)代，該遠(yuǎn)洋貨輪配備有以工業(yè)機(jī)器人為核心的一套柔性制造單元，對損壞的零件，根據(jù)需要，通常需要通過以下7個(gè)步驟來進(jìn)行：

1.從云端獲得設(shè)計(jì)3D CAD數(shù)據(jù)；

2.柔性制造單元對損壞零件進(jìn)行掃描；

3.對齊點(diǎn)云和設(shè)計(jì)3D CAD數(shù)據(jù)；

4.由點(diǎn)云形成STL模型；

5.設(shè)計(jì)3D CAD數(shù)據(jù)與缺損STL模型進(jìn)行布爾運(yùn)算，獲得缺損部分3D CAD數(shù)據(jù)；

6.機(jī)器人柔性單元采用激光熔敷堆積缺損部分；

7.采用機(jī)器人安裝動力頭后，采用數(shù)控加工刀具對激光熔敷堆積部分進(jìn)行精加工。

 

機(jī)械零件修復(fù)的流程

通過以上零件再制造流程的描述，包含STL模型和實(shí)體CAD模型的布爾運(yùn)算，該功能是PowerSHAPE所特有的功能；同時(shí)，機(jī)器人的應(yīng)用，由過去的點(diǎn)位驅(qū)動，改變?yōu)榉滦渭庸ぃ枰С止I(yè)機(jī)器人編程的PowerMILL，機(jī)器人離線編程讓機(jī)器人具備數(shù)控機(jī)床的功能，同時(shí)具備足夠的“柔性”，但不可回避的是，一般的機(jī)器人本身的定位精度0.1-0.2之間；達(dá)到真正的高精度有一定差距，但其優(yōu)勢同樣不可否認(rèn)。

對于支持?jǐn)?shù)控機(jī)床進(jìn)行模具高效加工，PowerMILL同樣具有非常大的優(yōu)勢，最新的Machine DNA & Vortex技術(shù)，是首次把數(shù)控機(jī)床DNA信息，植入數(shù)控編程系統(tǒng)的軟件，對于提高零件、模具加工效率非常有意義。

模具和部件的再制造，依然不能脫離數(shù)控機(jī)床。

六.結(jié)語

隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷進(jìn)步，相應(yīng)逆向掃描系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床等的普及，而提出一些創(chuàng)新思路，充分發(fā)揮再制造的功能，無疑對人類社會的持續(xù)發(fā)展具備積極作用。

文中提到的航空發(fā)動機(jī)葉片修復(fù)技術(shù)，也是國內(nèi)外最為先進(jìn)的自適應(yīng)加工系統(tǒng)的概述，同時(shí)也適用于與模具的修復(fù)。模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用情況與時(shí)俱進(jìn)，需要多學(xué)科技術(shù)的融合。關(guān)于模具復(fù)制的案例，也是我們在實(shí)際工作中的真實(shí)案例。文中提到的機(jī)器人熔敷加工，同樣屬于3D打印的一種形式。