R-A-351605-4

Четверг, 14 Апрель 2022 13:21

Что такое быстрое прототипирование

Автор 
Оцените материал
(1 Голосовать)

От идеи до конечного готового продукта может пройти долгий процесс, чтобы получить идеальный продукт, особенно при крупносерийном производстве, быстрое прототипирование - это быстрый и экономичный способ помочь конструкторам быстро создавать, проверять и реализовывать свои лучшие идеи, потому что отдельные детали или 3D-модели продукта можно тестировать и улучшать в процессе.

 

Что такое быстрое прототипирование

 

 

Что касается определения быстрого прототипирования, то этот термин происходит из обрабатывающей промышленности. Быстрое прототипирование или быстрое прототипирование — это процесс, включающий набор многих методов, используемых для быстрого изготовления физической детали, модели или сборки с использованием трехмерных данных САПР (автоматизированного проектирования). Прототип может быть протестирован перед массовым производством детали. В конструкции детали обычно применяется технология 3D-печати или аддитивного производства. В процессе создания дизайн инженерного изделия можно оценить визуально и функционально. Быстрое прототипирование также может визуализировать, как будет выглядеть веб-сайт или приложение, чтобы получить обратную связь и подтверждение от пользователей, дизайнеров и разработчиков.

 

Как работает быстрое прототипирование?

Когда 3D-печать используется в качестве быстрого процесса прототипирования, она начинается с создания виртуального проекта, затем машина считывает данные с чертежей САПР и укладывает последовательные слои материалов, создавая физическую модель из серии поперечных сечений. Процесс быстрого прототипирования выглядит следующим образом:

Мозговой штурм -> Прототипирование -> Оценка -> Улучшение

 

 

Методы быстрого прототипирования

Методы аддитивного производства наиболее распространены для быстрого прототипирования, для создания прототипов могут использоваться и более традиционные процессы, такие как субтрактивные методы: фрезерование, шлифование, точение или высокоскоростная обработка; и компрессионные методы: литье, компрессионное спекание или формование. Выберите подходящую технологию быстрого прототипирования, исходя из скорости, стоимости, стадии разработки технологии, совместимости материалов и уровня точности.

 

Типы методов быстрого прототипирования (аддитивное производство и другие методы)

– Стереолитография (SLA)

– Селективное лазерное спекание (SLS)

– Прямое лазерное спекание металлов (DMLS)

– Моделирование наплавленного осаждения (FDM)

– Струйное вяжущее

– Полиструйная обработка

– 3D-печать (3DP)

– Селективное лазерное плавление (SLM) или сплавление в порошковом слое

– Производство ламинированных объектов (LOM) или ламинирование листов

– Цифровая обработка света (DLP)

– Изготовление прототипов станков с ЧПУ

– Вакуумное литье

– Литье по выплавляемым моделям

 

Преимущества и недостатки быстрого прототипирования

 

Преимущества или преимущества быстрого прототипирования:

- Безопасно. Вы можете сотрудничать с менеджерами, инженерами, пользователями и другими дизайнерами, так больше шансов найти лучшую идею. Тестирование прототипа с реальными пользователями обеспечит успех и позволит избежать многочисленных недостатков.

- Быстро. По сравнению с традиционным методом, быстрое прототипирование может сэкономить много времени, завершая проектирование и тестирование за короткий цикл. Если модель полностью соответствует требованиям, можно приступать к полному изготовлению детали, а при наличии недостатков работать над итерациями или вообще отказаться от идеи.

- Экономия затрат. Потому что быстрое прототипирование проводит тестирование на очень ранней стадии, что экономит часть затрат на разработку по сравнению с архитектурой внутреннего продукта.

- Креативность. Быстрый прототип больше способствует творчеству, так как меньше думает и быстрее рождает идеи.

 

Недостатки быстрого прототипирования:

Быстрый прототип также имеет свои недостатки. Например, когда модель доставляется пользователям и менеджерам, они могут думать, что это конечный продукт, игнорировать дальнейшую доработку или корректировку в процессе и путать с реальным готовым продуктом, что еще больше приводит к неправильному пониманию разработчиками целей пользователя. Кроме того, когда все внимание сосредоточено на прототипе, это может привести к недостаточному анализу всего проекта. И диапазон материалов, которые можно использовать, ограничен.

 

 

Если вы недавно придумали дизайн продукта, то вы, вероятно, ответили на некоторые распространенные вопросы, которые ваш производитель может задать вам. Например, каков ваш выбор материала, размеры, прочность и допуски, и сколько единиц вы хотите произвести?

 

Однако даже после того, как вы ответите на все эти вопросы, вы не можете исключить возможность неудачи, когда начнете массово производить свой конечный продукт. Одним из способов снижения этих рисков для разработчиков продуктов высшего уровня является быстрое прототипирование.

 

 

 

Быстрое прототипирование включает в себя изготовление образцов деталей вашего продукта для проверки на подгонку, функциональность, технологичность, внешний вид и прочность компонентов. Это позволяет выявлять недостатки дизайна на ранней стадии разработки продукта, чтобы вы могли принять меры для их исправления. Однако из-за нескольких технологий быстрого прототипирования, доступных сегодня, вы можете быть смущены выбором идеальной технологии и метода быстрого прототипирования для вашего проекта.

 

В этой статье приведены полезные советы, которые помогут вам выбрать идеальный метод быстрого прототипирования.

 

 

 

Выбор идеального метода быстрого прототипирования

 

Три широко используемых метода быстрого прототипирования включают в себя:

 

  1. 3D-печать

  2. Литье под давлением

  3. Обработка с ЧПУ

 

 

 

 

 

3D-печать

 

3D-печать - это процесс аддитивного производства ᅳ, что означает, что он включает в себя добавление частей материалов в слоях для формирования желаемого прототипа. Это наиболее распространенный метод быстрого прототипирования из-за его высокой точности, совместимости материалов и низкой стоимости (особенно для небольшого объема деталей).

 

 

 

Тем не менее, технологии 3D-печати бывают нескольких типов, каждый из которых имеет свои возможности и пригодность для различных потребностей в прототипировании. Например, три широко используемые технологии 3D-печати включают в себя:

 

  • Моделирование плавленого осаждения (FDM)

  • Стереолитография

  • Селективное лазерное спекание (SLS)

 

Моделирование плавленого осаждения

 

Моделирование плавленого осаждения (FDM) является самым популярным методом 3D-печати для быстрого прототипирования. 3D-принтеры FDM работают путем экструдирования термопластичных нитей (таких как PLA и ABS) слой за слоем через нагретое сопло. Обычно он имеет максимальный размер сборки 320 x 132 x 154 мм и подходит для создания прототипов, которые вы будете подвергать тестированию на форму.

 

 

 

Однако размер экструзионного сопла определяет разрешение детали, напечатанной FDM. Поэтому FDM не может быть идеальным методом для создания прототипов деталей, требующих сложных деталей.

 



 

Стереолитография (SLA)

 

Стереолитографический 3D-принтер создает прототипы с помощью высокоточного лазера. Этот лазер отверждает жидкую смолу, устраняя проблему низкого разрешения, распространенную в FDM 3D-печати. В результате 3D-принтеры SLA могут достигать более высокой точности и более тонких деталей, чем 3D-принтеры FDM.

 

Вы должны выбрать SLA 3D-печать, если вы хотите создать подробные визуальные прототипы, требующие жестких допусков, предельной точности, точности и гладкой поверхности. Однако имейте в виду, что SLA 3D-печать обычно имеет максимальный размер сборки 145 x 145 x 175 мм.

 

 

 

Селективное лазерное спекание (SLS)

 

В селективном лазерном спекании (SLS) лазеры используются для спекания порошкообразного материала (обычно полиамида или нейлона) в слоях для создания желаемого прототипа. SLS 3D-печать отлично подходит для создания полнофункциональных прототипов, требующих хороших механических свойств. Он предлагает больший размер сборки (300 x 300 x 300 мм), чем SLA 3D-печать, но производит детали с более шероховатой поверхностью.

 

 

 

Литье под давлением

 

Литье под давлением - это метод производства, который включает в себя использование пресс-форм для создания прототипов. Чтобы создать прототипы с помощью машины для литья под давлением, ваш производитель сначала создаст форму в форме желаемого вами продукта. Далее производитель нагревает термопластичный полимер, меняя его на расплавленную жидкость. Затем эта жидкость вводится в полость формы через систему полозьев для формирования желаемой формы.

 

 

 

Литье под давлением совместимо со многими материалами (термопластами, металлами и жидким силиконовым каучуком) и может создавать сложные конструкции продуктов. Тем не менее, он обычно идеально подходит для производства нескольких реплик прототипа, особенно когда вам нужно выполнить серию тестов на этих прототипах.

 

Например, рассмотрим рисунок 6, на котором показан прототип компьютерной мыши (изготовленной из силиконовой резины) без какой-либо электрической системы.

 

 

 

В этом сценарии вы можете создать несколько блоков этого прототипа для проверки эргономики ᅳ, что означает, что вы хотите проверить, как эта компьютерная мышь влияет на способность пользователей работать комфортно и эффективно. Например, вы можете определить, как эта конструкция мыши подходит к руке вашего пользователя или как она ограничивает движение рук или кровообращение.

 

Результаты, которые вы получите от этого теста, могут помочь вам принять меры по разработке продукта для снижения риска синдрома руки мыши и запястного туннеля.

 

 

 

Обработка с ЧПУ

 

Обработка с ЧПУ - это субтрактивный метод производства ᅳ, что означает, что он создает желаемый прототип, удаляя части материала из заготовки с помощью режущих инструментов. Технология компьютерного числового управления (ЧПУ) автоматизирует последовательность движения режущего инструмента и заготовки для создания прототипов.

 

Дополнительная информация

  • Заказчик: Организация
  • Статус: Нет исполнителя
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 01.10.2020
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Рассказать подробней про тему проекта
Прочитано 164 раз Последнее изменение Пятница, 22 Июль 2022 07:38
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии