在开发样车制造前,为了模拟和验证车辆的某一方面(一般是底盘、动力总成的布置或某些性能)以及初的性能数据采集,而制造的实物样车——Mule Car。它实际是车辆的模型状态, 主要用于验证零部件总布置方案、试验整车基本性能、发动机机舱热负荷等。同时为后期零部件开发设计提供实车依据,但与真正的产品样车还有很大差异。
校验模型制作的关键是柔性、可替换,精度高, 各零部件实物均能以实车状态装到模型上,每一可拆卸模型与主体骨架采用定位销与螺钉连接,加工装配表面光顺、间隙均匀化定义模型尺寸误差皆小于0.35mm(缝隙基准精度小0.02mm)。
对于一般零件, 只开发一序简易成形模具,其模具结构与正式模具一样,包括凸模、凹模、拉延筋、压边圈或压料板等,但取消或简化了导向机构、安全机构。为减小模具度,制作统一的互换式垫板。
激光切割机的精度可以达到0.2mm,完全满足样车试制的要求。对于现代CAD/CAM 制造技术来说,样件的激光切割精度就更加依赖其定位支架的制作工艺。定位支架分为油泥固定和数模截面线定位两种形式。
油泥式固定支架(如图5):在油泥未凝固前,由拉延件型面确定出固定形状。因油泥符合实际制件型面,定位相对稳定。但容易偏离数模原始状态,且不易发现差别。
RP技术,迴异于传统的去除成型(如车、削、刨、磨),拼合成型(如焊接),或受迫成型(如铸、锻,粉末冶金)等加工方法,而是采用基于材料累积制造的思想,把三维立体看成是无数平行的、具有不同形状的层面的叠加,能快速制造出产晶原型。快速原型制造技术(RP)将计算机辅助设计(CAD)、辅助制造 (CAM)、计算机辅助控制(CHC)、精密伺服驱动和新材料等技术集于一体,依据计算机上构成的产品三维设计模型,对其进行分层切片,得到各层截面的轮廓,激光选择性的切割一层层的纸(或固化一层层的液态树脂、烧结一层层的粉末材料或热喷头选择快速地熔覆一层层的塑料或选择性地向粉末材料喷射一层层粘结剂等),形成各截面轮廓并逐步叠加成三维产品。目前,它已成为现代制造业的支柱技术,是实现并行工程、集成制造技术和技术开发的的手段之一。
在国外,RP原型成为某些制造厂家争夺订单的手段。例如位于Detroit的一家仅组建两年的制造商,由于装备了2台不同型号的快速成型机及以此为基础的快速精铸技术,仅在接到Ford公司标书后的4个工作日内便生产出了个功能样件,从而在众多的竞争者中夺到了为Ford公司生产年总产值达300万美元发动机缸盖精铸件的合同;零一方面,客户总是更乐意对着实物原型“指手划脚”,提出其对产品的修改意见。因此,RP模型是设计制造商就其产品与客户交流沟通的佳手段。
以RP生成的实体模型作模心或模套,结合精铸、粉末烧结或电极研磨等技术可以快速制造出企业生产所需要的功能模具或工装设备,其制造周期较之传统的数控切削方法可缩短30%~40%以上,而成本却下降35%~70%。模具的几何复杂程度愈高,这种效益愈显著。据一家位于美国Chicago的模具供应商(仅有20名员工)声称,其车间在接到客户CAD设计文件后1周内可提供任意复杂的注塑模具,而实际上80%模具则可在24~48小时内完工。快速成型技术利用材料累加法亦可用来制造塑料、陶瓷、金属及各种复合材料零件。