Напечатанный или обработанный прототипом? Как процесс может повлиять на ваш прототип

Создание прототипа - важный шаг в любом процессе разработки, важно проверять свой дизайн вне среды САПР, поскольку есть некоторые вещи, которые нельзя проверить на компьютере, или их просто легче оценить, имея детали в руках. Для большинства предметов человеческого масштаба это приводит к выбору между двумя основными технологиями; мехобработка или 3d печать. Исторически это было довольно простым решением, поскольку материалы для 3D-печати были ограничены хрупкостью, дороговизной и довольно грубой, однако по мере улучшения технологии и материалов становится все более заманчивым использовать 3D-печать вместо обработанной детали.

При принятии решения важно оценить сильные и слабые стороны каждого процесса, поскольку они относятся к стоимости, срокам, геометрии и свойствам материала. Давайте рассмотрим 5 случаев, когда 3D-печать - отличный вариант, и в 5 случаях лучше выбрать обработанную деталь.

Используйте 3D-печать, если вам нужны:

1. Высокоинформативная часть :Большим преимуществом 3D-печати является то, что добавление дополнительных деталей обычно не требует дополнительных затрат. Обращение к механическому цеху с просьбой изготовить сложный набор ребер неизбежно приведет к более высокой стоимости, однако при 3D-печати эти ребра фактически уменьшат количество используемого материала, тем самым уменьшив стоимость. Такие элементы, как внутренние острые элементы и выдавленные логотипы / текст, также могут быть добавлены без дополнительных затрат, которые были бы понесены при обработке детали.

2. Визуальная модель: Чтобы продать идею инвесторам или будущим клиентам, полезно иметь детали, которые выглядят так же, как и конечный продукт, даже если он не работает. 3D-печать может быть отличным решением для достижения этой цели, поскольку деталь может быть изготовлена ​​в точности так, как задумано, без компромиссов, необходимых для обработанной детали. 3D-принты также могут быть легко обработаны различными цветами и текстурами, используя технику рисования, чтобы соответствовать окончательной обработанной детали.

3. Угадай и проверь: Нередко изготавливать деталь, которая подходит к другой уже существующей детали, часто без данных САПР, на которые можно было бы ссылаться. В этих случаях 3D-печать может быть отличным инструментом для проверки соответствия между спроектированной деталью и существующей деталью, как задумано, и может выполняться очень быстро итерация для проверки геометрических изменений.

4. Эргономическая оценка: 3D-печать отлично подходит для эргономической оценки, так как можно быстро и довольно дешево протестировать несколько конфигураций и незначительные итерации идеи до тех пор, пока не будет достигнуто правильное ощущение. Для таких предметов, как контурная ручка кухонной утвари, обработка может быть обширной и дорогостоящей, поскольку изогнутые поверхности требуют большого количества чистовых проходов, и наоборот, печать изогнутой поверхности занимает столько же времени, как и прямая.

5. Макет сборки: В сложных системах одно дело проектировать на компьютере; совсем другое - иметь возможность собирать в реальном мире. 3D-печать может быть очень эффективной при моделировании объемов различных компонентов, чтобы обеспечить доступность крепежных элементов при сборке плотной сборки.

Машина, если вам нужно:

1. Жесткая толерантность :Самая важная причина, по которой стоит выбирать механическую обработку вместо 3D-печати, заключается в том, чтобы детали точно соответствовали дизайну. Даже от высокопроизводительных принтеров нельзя ожидать точности намного выше 0,05 мм (0,002 дюйма), а этого часто недостаточно для проверки правильности сборки. Большинство компетентных механических мастерских должно иметь возможность легко изготавливать прототипы с допуском +–025 мм (0,001 дюйма), а при необходимости даже более жесткими.

2. Свойства материала:

Сила: Материалы для 3D-печати прошли долгий путь от принтеров на основе хрупкого гипса Binder Jet, но все еще сложно найти материал, который будет соответствовать обрабатываемому материалу, а также деталям для обработки деталей из блока исходного материала.

Модуль упругости: Один из лучших вариантов создания прототипа - оценить «ощущения» от продукта, такие вещи, как кнопки и защелки, могут быть особенно личными. Можно довольно легко вычислить силы открывания защелки, но без деталей в руке трудно напрямую соотнести эту силу с «ощущением». Однако вы не можете просто напечатать деталь, поскольку кнопки и кнопки полагаются на модуль упругости материала при изгибе, чтобы обеспечить силу пружины, поэтому они должны быть изготовлены из материалов с таким же модулем упругости, что и производимый материал.

Изотропные свойства: Большинство деталей, напечатанных на 3D-принтере, имеют довольно четкие боковые линии, которые являются результатом послойного характера процесса. Хотя они часто носят чисто косметический характер, свойства материала различаются в зависимости от ориентации этих линий, поэтому, если вам нужна одинаковая прочность во всех направлениях, лучше всего использовать обработанную деталь, так как основной материал будет однородным. в направлении печати - естественные отправные точки для отказа печати

Оценка процесса: Если ваш прототип основан на свойствах термопластического материала, которые обычно используются при литье под давлением, то некоторые технологии 3D-печати вас подведут. Технологии печати на основе SLA и других смол приводят к получению термореактивного материала (то есть, они не плавятся), поэтому, если вы пытаетесь обеспечить точное сопротивление вырыванию для терморезьбовой вставки, лучше всего изготовить прототип из предполагаемого материала. .

3. Большой объем . Мало того, что материалы для 3D-печати являются дорогостоящими, машины, которые могут печатать большие детали, еще дороже, что обычно означает более высокие затраты на единицу объема, поскольку поставщикам необходимо окупить свои вложения. Поэтому, если у вас есть большие и простые детали, их часто дешевле обрабатывать, особенно если вы можете использовать недорогой материал для прототипирования, такой как обрабатываемый пеноматериал весом 40 фунтов.

Очевидно, что есть исключения из всех этих случаев, но в нынешнем ландшафте технологии 3D-печати, поскольку она применяется к прототипированию, учет этих сильных сторон и ограничений должен привести к прототипу, который обеспечит все проверки, необходимые для продвижения вперед с производственными инвестициями. Следует отметить, что ни один процесс не является идеальным ответом, например, сочетание обоих процессов может помочь в оптимизации затрат; с использованием 3D-печатной модели для эргономики и демонстрации, но с обработанной деталью для оценки ощущения щелчка. Не забудьте сообщить поставщику прототипа вариант использования последней части; большинству компаний будет доступен любой из этих способов, и они смогут направить вас в правильном направлении в зависимости от ваших потребностей.