Быстрое прототипирование: От нишевой инновации к индустриальному стандарту

Быстрое прототипирование: От малоизвестной технологии к основному сервису

Не так давно оба быстрого прототипирования и быстрого производства казались терминами из научной фантастики. Сейчас они оба широко используются и представляют стандартный способ производства деталей быстро и затратно-эффективно.

От 3D принтеров до лазерных микр fabricación машин, быстрое прототипирование приняло многие основные формы. Математические концепции, приведшие к этой технологии, придумал профессор Герб Вёлкер, проводивший исследования в компьютерных науках и твердом моделировании в 1970-х и изучавший станки и числовое компьютерное программирование в 1980-х. Принципы применялись к технике фabrication, селективной лазерной спеканию, в 1990-х Карлом Декардом. Так начался технологический эволюционный путь к 3D печати, лазерной микрфабрикации и быстрому прототипированию продуктов.

До недавнего времени эти концепции были незнакомы публике. Сегодня простые 3D принтеры доступны в розничных магазинах. Президент Барак Обама в своем послании о состоянии Союза 2013 года прохвалил возможности, революционный потенциал и доступность машин быстрого прототипирования. Технология больше не скрыта. Существует несколько техник: стереолитография, CNC обработка, литье под давлением, формовка листового металла, экструзия алюминия и пластика и многое другое.

Многие современные процессы включают 3D CAD модель. Часто конвертируется в стереолитографическую модель и цифрово нарезается на поперечные сечения. Детальная геометрия анализирует эти слои и переводит данные в механические действия, формирующие физический объект.

Быстрое прототипирование позволяет компаниям быстро разрабатывать и тестировать начальные итерации продуктов. Концепция, однако, не ограничена прототипами. Многие конечные продукты делаются так благодаря методам вроде селективной лазерной спекания, которое высокоточно. Микромеханика и микрфабрикация усиливаются высокоскоростными фемтосекундными лазерами. Они могут нагревать очень малую площадь (до 1 микрометра) и не менять окружающие зоны. Ультравысокая точность дополняется сложными синхронизированными оптическими и системами управления движением и специализированным ПО.

Техники вроде аблятивного лазерного микромеханирования созрели до уровня, пригодного для основного промышленного производства. Быстрое производство используется для изготовления форсunos топливных насосов и других автозапчастей, и OLED для потребительской электроники. Микропроизводство также происходит в трех измерениях. Аддитивное микропроизводство позволяет дизайнерам строить микроструктуры слой за слоем без удаления материала из твердого объекта. Более эффективное использование материалов, поэтому выигрывают производители электроники, биомедицины и декоративных структур. Микроэлектромеханические системы также производятся быстрее.

Быстрое прототипирование и производство, следовательно, стали мейнстримом в сегодняшнем технологичном, быстром мире. Инструменты для продуктивности, эффективности и конкурентоспособности доступны производителям. Всего несколько десятилетий назад работа экспертов началась, приведшая к оптимизированным процессам прототипирования продуктов, используемым во многих отраслях сегодня.