Объяснение моделей быстрых прототипов:как они работают и почему они важны

Модель быстрого прототипа обычно представляет собой пластиковую или металлическую деталь, созданную по компьютерному чертежу, которая позволяет клиенту просмотреть разрабатываемый продукт. Начиная с конца двадцатого века было разработано компьютерное программное обеспечение, которое позволило дизайнерам создавать трехмерные (3D) чертежи. Параллельная разработка оборудования, которое могло бы создавать физические структуры по этим чертежам, привела к быстрому моделированию.

Проектирование детали с использованием 3D-программного обеспечения начинается с концептуального чертежа желаемой детали. Дизайнер может взять этот чертеж и создать программную 3D-модель, которая позволяет просматривать деталь под разными углами и ориентациями. Это программное обеспечение также может виртуально разобрать деталь, чтобы показать клиенту, как может происходить сборка на промышленном предприятии. Проектирование программного обеспечения часто включает в себя возможность «тестировать» деталь в различных условиях нагрузки или воздействия, чтобы оценить сбои детали или недостатки конструкции.

Быстрая разработка прототипов моделей стала реальностью с появлением 3D-принтеров. В конце двадцатого века появилось несколько различных технологий, но все они были связаны с программами автоматизированного проектирования (САПР), которые создавали программные модели. Все 3D-принтеры используют технику последовательного создания последовательных слоев пластика или металла для создания физического образца детали.

В одном типе принтера внутри корпуса принтера использовался мелкий порошок. Компьютерное программное обеспечение превратило рисунок в тысячи чрезвычайно тонких слоев, словно нарезав изображение очень тонкими ломтиками. Принтер распылил химическое связующее поверх порошка в форме нижнего слоя. Затем к этому слою примешивали порошок, и на плоский лоток опускали небольшое его количество. Добавлялся следующий слой связующего и порошка и так далее, пока не была изготовлена ​​3D деталь. В зависимости от сложности детали принтеру может потребоваться несколько дней, чтобы выполнить один образец.

В другом типе принтеров для быстрых прототипов использовался плавкий пластик. Сопло помещало крошечные точки расплавленного материала на лоток принтера последовательными слоями для создания детали. Эти детали часто можно было использовать прямо со станка, поскольку слои пластика образовывали твердый пластиковый прототип. Это было улучшением по сравнению с некоторыми порошковыми принтерами, которые создавали детали, с которыми можно было обращаться, но которые могли оказаться недостаточно прочными для тестирования или фактического использования.

Процесс, называемый спеканием металла, также может помочь создать быстрый прототип модели. Такой металл, как алюминий или медь, с относительно низкой температурой плавления можно использовать в 3D-принтере аналогично расплавленному пластику. Готовая металлическая деталь зачастую не требует дальнейшей обработки и может быть использована непосредственно на станке для тестирования или дальнейшей разработки.

Многие продукты XXI века были полностью спроектированы в программном обеспечении САПР, что превращало виртуальное изображение в быстрый прототип модели без необходимости изготовления физического образца. Это стало обычным явлением для крупного промышленного оборудования, самолетов и крупных транспортных средств, таких как корабли. Многие детали были слишком большими для создания отдельных прототипов, иначе это задержало бы разработку конечного продукта.

Инженеры разработали программное обеспечение для тестирования, которое могло имитировать реальные условия испытаний, что устраняло необходимость в испытаниях прототипов. Первый коммерческий самолет был спроектирован таким образом в конце 20 века. Коммерческий реактивный самолет был полностью построен на компьютере:от проекта непосредственно до летного самолета без промежуточных прототипов.

Компания About Mechanics стремится предоставлять точную и достоверную информацию. Мы тщательно отбираем авторитетные источники и применяем строгий процесс проверки фактов для поддержания самых высоких стандартов. Чтобы узнать больше о нашем стремлении к точности, прочтите наш редакционный процесс.