Prototiparea este un pas obligatoriu în dezvoltarea oricărui produs nou. Crearea unui prototip de calitate, cel mai asemănător cu produsul viitor - o sarcină foarte dificilă. Necesară pentru a rezolva problema exactă repetarea forme geometrice, colectarea, aspectul și materialele de căutare similare maxim predeterminat. Recent, a devenit tehnologia populare de prototipare rapidă (RP - prototipare rapidă), care este sinteza stratificat unui model de calculator a elementelor de aspect, prototipul modern face posibilă nu numai pentru a evalua aspectul pieselor, dar, de asemenea, pentru a verifica elementele de design pentru a face testele necesare pentru a face modelul de master turnare ulterioară. Folosind tehnologia RP-prototyping capabile de 50 - 80% reducere în ceea ce privește pre-producție, este aproape complet elimina pas consumatoare de timp în fabricarea de prototipuri, manual sau pe masini CNC.
Prototipul este construit de obicei pe baza unui model solid din sistemele CAD sau a unui model cu contururi de suprafata inchisa. Acest model este împărțit în straturi subțiri într-o secțiune transversală prin intermediul unui program special, grosimea fiecărui strat fiind egală cu rezoluția echipamentului în coordonatele z. De obicei, atunci când se despică, este dată alocația de prelucrare. Construcția părții are loc după strat până la obținerea unui prototip fizic.
Diagrama schematică a sistemelor de prototipuri este același: pe desktop, instalarea ascensorului, un strat subțire de material care reproduce o primă secțiune a produsului, atunci liftul este deplasat în jos cu o treaptă și se aplică următorul strat. Astfel, stratul după strat, întregul set de secțiuni ale modelului este reprodus prin repetarea formei produsului dorit. Astfel, pe un anumit strat poate fi ca elemente individuale „atârnă“ în aer, deoarece acestea trebuie să fie fixate straturile superioare. Pentru a evita o astfel de problemă, modelul 3D este pre-pregătit, construiește un sistem de suport pentru fiecare astfel de element.
Avantajele prototipării rapide:
§ Creșterea semnificativă a flexibilității producției
§ Creșterea competitivității producției
§ Reducerea costurilor de producție, în special pentru producția la scară mică
§ Reducerea timpului-la-piață pentru produsele noi
§ Integrarea tehnologiilor informatice și a sistemelor CAD
Tehnologii rapide de prototipare
- Stereolitografie (SLA - aparat de lithografie stereo).
Stereolitografia este prima și cea mai obișnuită metodă de prototipare, în mare parte datorită costului destul de scăzut al prototipului. Principiul metodei constă în întărirea în straturi a fotopolimerului lichid printr-un fascicul laser ghidat de un sistem de scanare. Ascensorul este amplasat într-un container cu o compoziție fotopolimerică lichidă și, după întărire, stratul următor este deplasat în pași de 0,025-0,3 mm. Se folosește un material destul de dur, dar fragil, translucid, sub rezerva răcirii sub influența umidității atmosferice. Materialul este ușor de procesat, lipit și vopsit. Calitatea suprafețelor fără finisare este bună.
- SLS (sinterizarea laser selectivă - sinterizarea cu laser a materialelor pulverulente).
Tehnologia SLS ca material de lucru folosit plastic sub formă de pulbere, metal sau proprietăți ceramice, similar cu clase structurale. La suprafață un strat subțire de pulbere, care este apoi sinterizată printr-un fascicul laser, formând o masă solidă care corespunde secțiunii transversale și o geometrie parte 3D-model de definire. SLS este singura tehnologie care poate fi utilizată pentru fabricarea pieselor metalice și a matrițelor pentru turnarea din plastic și metal. Prototipurile din materiale plastice au proprietăți mecanice bune, pot fi utilizate pentru a crea produse full featured. 3. FDM (Modelarea depunerii fuzionate - aplicarea stratului cu strat a filamentului polimeric topit). Sunt folosite fire din ABS, policarbonat sau ceară. Proprietățile materialelor plastice utilizate sunt foarte apropiate de mărcile de proiectare. Materialul de modelare termoplastică este alimentat printr-un cap de extrudare cu temperatură controlată, încălzindu-l acolo într-o stare semi-lichidă. Capul pune materialul în straturi foarte subțiri pe o bază staționară cu cea mai mare precizie. Straturile ulterioare se încadrează pe cele anterioare, se întăresc și se unesc. Tehnologia este folosită pentru o singură probă de produse în ceea ce privește funcționalitatea aproape de serial, precum și pentru producerea de modele de investiții pentru turnarea metalelor.
4. Modelarea cu jet de cerneală. Diverse versiuni brevetate ale acestei tehnologii sunt numite: MJM (Multi-Jet Modeling) - sisteme 3D; PolyJet (jetting fotopolymer) - Objet Geometries; DODJet (Drop-On-Demand-Jet) - Solidscape. Toate tehnologiile au caracteristici proprii, dar funcționează pe același principiu. Capul, care conține două până la 96 de duze, aplică modelul și materialul suport pentru planul stratului. După aplicarea stratului, acesta poate fi fotopolimerizat și nivelat mecanic. Ca material de susținere se folosește de obicei ceară, iar ca material model există o gamă largă de materiale foarte asemănătoare cu proprietățile termoplasticelor structurale. Această metodă permite obținerea prototipurilor transparente și colorate cu proprietăți mecanice diferite - de la moale, din cauciuc până la solid, similar plasticului.
5. Legarea pulberilor (pulbere de legare prin adezivi).
Pulbere apret-celuloză și adeziv lichid pe bază de apă, care vine de cap cu jet de cerneală și leagă particulele de pulbere, formând un model de circuit. La finalizarea construcției, se elimină excesul de pulbere. Pentru a mări puterea modelului, golurile existente pot fi umplute cu ceară lichidă. Astfel de tehnologii permit nu numai crearea de obiecte 3D de formă arbitrară, ci și colorarea acestora.
6. LOM (fabricarea obiectelor laminate - laminarea materialelor din tablă). Straturile prototipului sunt create prin laminarea unei foi de hârtie. Schița stratului este tăiată de un laser, iar suprafața, care trebuie apoi scoasă, este tăiată printr-un laser în pătrate mici. După îndepărtarea pieselor, materialul în exces tăiat fin se îndepărtează cu ușurință. Structura prototipului obținut este similară cu cea a lemnului, este frică de umiditate.
7. SGC (Curățarea solului solid) - iradierea cu o lampă UV prin intermediul unei fotosensibile. Pentru a crea un strat, un strat subțire de material fotosensibil este pulverizat pe suprafață. Apoi, acest strat este iradiat cu ultraviolete printr-o fotometrie cu imaginea secțiunii următoare. Materialul neexpusat este îndepărtat prin vid, lăsând un material solidificat care este iradiat în mod repetat cu un ultraviolet dur. Zonele gratuite sunt umplute cu ceară, care asigură suport pentru următoarele straturi. Înainte de a aplica următorul strat, suprafața este egalată mecanic.
Precizia fabricării prototipului în diferite metode și la diferite instalații se situează în intervalul de la 0,05 până la 0,2 mm pentru fiecare coordonată. Cu o scădere a grosimii stratului, precizia crește, dar viteza de fabricație scade și, ca urmare, crește costul.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: