Развитие производителя прототипов

<ч />

Радгли М. определяет быстрое производство как «технологию производства конечного практического продукта методом аддитивного производства», в котором используется технология изготовления прототипа для производства желаемого продукта для производства. Быстрое производство — это одно из направлений развития технологии быстрого прототипирования, но еще есть много областей для улучшения.

SLA, SLS, FDM являются основными технологиями для изготовления прототипов, и их общими чертами являются разделение детали на отдельные слои и создание слоев независимо друг от друга.

Сложная геометрия

Наиболее заманчивой особенностью продуктов быстрого прототипирования является то, что они практически не ограничены в плане геометрии. С помощью этого процесса можно производить изделия с большой независимостью и свободой геометрии, такие как перевернутая вогнутость, нависание, свободная форма и различные основные геометрические формы. Например, процесс SLS не требует кронштейнов, а детали могут быть размещены в любом положении в положении обработки без использования зажима, а это означает, что SLS может предоставить заготовке практически безграничные геометрические возможности.

С другой стороны, с помощью технологии быстрого прототипирования можно производить различные продукты от микро- до крупных размеров. Размер продукта зависит от выбора процесса:SLS, SLA и FDM обычно используются для изготовления деталей среднего размера из-за выполнения процесса и экономической стоимости, а также производительности крупногабаритных деталей. Размер этих процессов очень ограничен, когда речь идет о больших продуктах.

Поскольку технология быстрого прототипирования полимера не требует формы, аналогичной традиционному методу обработки, продукт, определяемый заказчиком, изготовленный с помощью быстрого прототипирования, значительно более экономичен, чем традиционный процесс. Эта особенность в сочетании со сложной геометрией, которую может достичь продукт, указывают путь к быстрому прототипированию в области медицины. В то же время высокая геометрическая гибкость также обеспечивает возможность сочетания RP с традиционными методами обработки и быстро превратилась в одно из направлений развития современной технологии RP. Например, ранее производство тонкостенных длинных и узких деталей можно было выполнять только с помощью процесса EMD (электроискрового разряда), а теперь RP также может предоставить комплексное решение для изготовления таких деталей.

DLM и обратный инжиниринг

С помощью быстрого процесса прототипирования можно легко изготовить детали с элементами (такими как вогнутость, внутренние острые углы, длинные тонкие стенки и т. д.), которые невозможно или трудно обрабатывать с помощью обычных методов обработки. В то же время, чтобы заставить технологию RP работать, дизайнеры должны переосмыслить способ проектирования деталей, чтобы продемонстрировать характеристики свободного проектирования этих процессов.

Стоит отметить, что все вышеперечисленные вопросы о свободном проектировании требуют дальнейшей разработки профессиональных САПР для технологии RP. Сочетание улучшений в инструментах проектирования и изменений в концепциях дизайна дизайнеров может раскрыть потенциал технологии RP.

В дополнение к непосредственному проектированию модели требуемого продукта инженеры часто проектируют в соответствии с существующим физическим проектом, что называется обратным проектированием. Методы быстрого обнаружения и 3D-реконструкции САПР позволяют получать модели САПР непосредственно из физических объектов.

Скорость

Причина, по которой технологию RP называют «технологией быстрого прототипирования», заключается в том, что она производит продукты с более коротким циклом, чем традиционная обработка. Чувствительность РП к конструкции очень низкая. Другими словами, степень гибкости производства высока, и проблема формы продукта почти не рассматривается во время изготовления, что позволяет сэкономить много времени. Ввиду этого многие компании используют технологию RP для изготовления пробных образцов продукции, чтобы быстро понять характеристики и другие параметры изделия.

Экономика и другие ограничения

Хотя производительность различных процессов RP увеличилась, производственные требования к производительности RP не были выполнены. Кроме того, из-за крайней неравномерности, которую может обеспечить процесс RP, он также приводит к значительному преувеличению потерь оборудования и материалов.

В настоящее время, несмотря на то, что технология RP имеет большие преимущества в прототипировании продуктов и пробном производстве продуктов, высокая цена и материальные потери оборудования, а также разница в производительности с традиционными процессами ограничивают крупномасштабное производство процесса RP. Конечно, экономичность — это лишь одна из причин, по которой процессы RP редко используются для изготовления долговечных деталей. Другими важными факторами являются прочность продукта, материал, воспроизводимость процесса и т. д.

Разработка технологии изготовления прототипов

Что касается развития технологии RP, то все еще существует разрыв между выпускаемой продукцией и традиционными методами производства с точки зрения шероховатости поверхности, точности, повторяемости и качества продукции. Можно сказать, что существующий процесс RP и технологическая цепочка должны пройти период развития, чтобы создать надежную и безопасную технологию для достижения точности и качества, требуемых процессом. Упомянутый выше процесс RP имеет почти такую ​​же точность (0,1–0,2 мм/100 мм) и шероховатость (Ra 5–20 мкм), а повторяемость относительно низкая. Дальнейшие улучшения должны быть сделаны со стороны механической конструкции, что может быть достигнуто с помощью системы технической обратной связи. Предусматривается, что для повышения качества продукции будет создано комбинированное технологическое оборудование, сочетающее процесс RP и традиционный процесс.

С точки зрения самого оборудования и материалов основные направления исследований сосредоточены на методах обработки, технологическом оборудовании, лазерных генераторах и материалах с целью повышения прочности, долговечности и точности продуктов, а также цикла продуктов. Эти исследования в конечном итоге придадут мощный импульс переходу от быстрого прототипирования к быстрому производству.

В области компонентов технология 3D-печати может использоваться для быстрого производства сложных изделий. В области традиционного автомобилестроения разработка автомобильных деталей часто требует долгосрочных исследований, разработок и проверки. От НИОКР до этапа испытаний также необходимо изготовить пресс-форму детали, что не только долго, но и дорого. Когда возникает проблема, изменение структуры детали и т. д. также требует такого же длительного цикла. А технология 3D-печати позволяет быстро изготавливать сложные детали. Если в тесте возникает проблема, измените 3D-файл и перепечатайте его для повторного тестирования. Можно сказать, что технология 3D-печати делает разработку деталей будущего дешевле и эффективнее.