Leer alles oor vinnige prototipering

Leer alles oor vinnige prototipering

Vinnige Prototipering (RP) is 'n relatief nuwe term wat eenvoudig die proses verduidelik om vinnig prototipes te skep deur gevorderde vervaardigingsprosesse te gebruik, wat poog om die ontwerp van nuwe produkte visueel en funksioneel te evalueer en die ontwerp voortdurend te optimaliseer. Ingenieurs of ontwerpers omskep wonderlike idees in realistiese konseptuele modelle wat die voorkoms en werkstyl van die finale produk simuleer, en ondergaan 'n reeks validasies voordat hulle na massaproduksie beweeg. 'n Prototipe is die oorspronklike weergawe van die finale produk, wat gebruik word om die ontwerp, toetstegnieke te evalueer, die werkbeginsels van die produk te ontleed, die ontwerp, materiale, afmetings, vorm, samestelling, kleur, vervaardigbaarheid en sterkte aan te pas, tydige vermy potensiaal slaggate, en verbeter die kwaliteit van die finale produk. Hierdie artikel ondersoek sewe tans gewilde prototiperingsmetodes, en vergelyk die materiaalkenmerke van onderdele wat deur verskeie prosesse vervaardig word. Daarbenewens word die sleutelfaktore wat in verskeie vervaardigingsprosesse in ag geneem moet word, opgesom. Die doel is om ontwerpers te help om die beste prototipe-vervaardigingsproses te kies.

Definisie van vinnige prototipering

Vinnige prototipering is die proses om modelle so vinnig as moontlik te vervaardig om die finale produk te simuleer. Daar is tientalle vervaardigingsmetodes wat prototipes kan maak, waarvan die indrukwekkendste bykomende vervaardiging is, naamlik 3D-drukwerk. Tradisionele subtraktiewe vervaardigings-CNC-bewerking kan egter ook prototipes van hoë gehalte produseer. 3D-drukwerk en vinnige prototipering pas perfek, wat die vervaardiging van onderdele met byna onbeperkte geometriese vorms moontlik maak, wat slegs een drukker en geen ander gereedskap benodig nie. 3D-drukwerk kan onderdele met meganiese eienskappe produseer wat baie ooreenstem met verskeie materiale wat met tradisionele vervaardigingsmetodes vervaardig word.

Vinnige prototipering

7 tipes prototipe vervaardigingsprosesse

proses

vernoem

BESKRYWING

AFWERKING

VOORBEELD MATERIALE

Stereolithografie

SLA

Lasergeharde fotosensitiewe polimere

Tipiese toevoeging lae reeks is 0.002-0.006 duim (0.051-0.152 mm)

Soos termoplasties

Selektiewe lasersintering

SLS

Laser gesinterde poeier

Tipiese bymiddellae is ongeveer 0.004 duim (0.102 mm)

Soos nylon en TPU

Direkte metaallasersintering

DMLS

Laser gesinterde metaal poeiers

Tipiese toevoeging lae reeks is 0.0008-0.0012 duim (0.020-0.030 mm)

Soos vlekvrye staal, titanium, chroom, aluminium en chroom nikkel yster legering metaal materiale

Versmelte afsettingsmodellering

FDM

Gesmelte ekstrusies

Tipiese toevoeging lae reeks is 0.005-0.013 duim (0.127-0.330 mm)

Soos ABS、PC、PC/ABS、PPSU en ander plastiek

PolyJet

PJET

UV-geharde straalfotosensitiewe polimere

Tipiese toevoeging lae reeks is 0.0006-0.0012 duim (0.015-0.030 mm)

Soos PMMA, elastiese fotosensitiewe polimeer

CNC bewerking

Cnc

Gebruik CNC freesmasjiene en draaibanke om oortollige materiaal te verwyder

Verwyder oortollige materiaal (glad)

Die meeste plastiek en metale van ingenieursgraad het honderde materiale

Vakuum giet

VC

Gebruik silikoonvorms om replika plastiekonderdele te maak

Glad of met geselekteerde tekstuur

Ingenieursgraad termoplastiek

Voor- en nadele van verskillende vervaardigingsmetodes

SLA

SLA: SLA is die oudste, gewildste en mees koste-effektiewe byvoegende vervaardigingsmetode, en dit is die eerste 3D-drukmetode wat op handel toegepas word. Dit is 'n proses om 'n rekenaarbeheerde ultravioletlaser te gebruik om vloeibare fotosensitiewe polimeerhars laag vir laag te genees, en die proses te herhaal om onderdele te vervaardig. Die laag vir laag deursnee is afgelei van CAD-ontwerplêers (. stl-formaat). Dit is opmerklik dat CAD-lêers in. stl-formaat die verstek rekenaartaal vir die meeste 3D-drukkers geword het.

Vinnige prototipering SLA

Voordele: In vergelyking met ander additiewe prosesse, kan SLA hoë kwaliteit prototipes en onderdele met komplekse geometriese vorms produseer. SLA is vinnig, lae koste, en vervaardigde onderdele het uitstekende oppervlakafwerking en optimale detail, wat streng toleransies handhaaf. Daar is verskeie kiesbare materiaalbiblioteke, soos optiese, meganiese en termiese eienskappe, om by standaard-, ingenieurs- en industriële termoplastiek te pas. SLA-prototipes word tipies gebruik vir die vervaardiging van mediese prototipes, ook vir vakuumgiet-meestermodelle.

Nadele: SLA-vervaardigingsprototipes het dikwels onvoldoende sterkte en is nie geskik vir toetsing in uiterste situasies nie. Daarbenewens verswak ultravioletstrale met verloop van tyd in vogtige omgewings.

SLS

SLS: SLS is 'n 3D-druktegnologie vir die vervaardiging van metaal- en plastiekprototipes. Dit is 'n proses om prototipes laag vir laag te skep met behulp van rekenaarbeheerde hoëkrag laserverhitting en sintering van poeiermateriale, soos nylon of elastiese TPU-poeiers soortgelyk aan ingenieursgraadplastiek. SLS-tegnologie kan teruggevoer word na die 1980's, en is deur Carl Deckard gepatenteer. Soortgelyk aan baie ander 3D-drukprosesse, kan dit onderdele met komplekse geometriese vorms vervaardig, insluitend interne kenmerke, ondersnywerk, dun mure, ens., soos onderdele met interne roosterstrukture wat moeilik bereikbaar is deur CNC-bewerking.

Vinnige prototipering SLS

Voordele: In vergelyking met SLA, is SLS-onderdele meer akkuraat en duursaam, en is geskik vir sommige funksionele toetse.

Nadele: Die oppervlak van SLS-onderdele het 'n korrel- of sanderige tekstuur, het nie fyn besonderhede nie, en is baie grof. Sekondêre verwerking is nodig om estetiese resultate te behaal, en die beskikbare materiaal is beperk.

DMLS

DMLS: DMLS is 'n 3D-druktegnologie vir die vervaardiging van metaalprototipes en eindgebruikonderdele, wat poeier laag vir laag sweis totdat die onderdeel voltooi is. DMLS-onderdele kan van die meeste legeringsmateriale gemaak word, en natuurlik kan dieselfde materiale as die finale onderdele gekies word om volle sterkte en funksionele prototipes te produseer.

Vinnige prototipering DMLS

Voordele: DMLS kan metaalprototipes vervaardig (tipies 97% digtheid) vir funksionele toetsing, en kan interne kenmerke of kanale vervaardig wat nie deur tradisionele prosesse bewerkstellig kan word nie. Die meganiese eienskappe van DMLS-onderdele stem basies ooreen met dié van tradisionele vervaardigingsonderdele.

Nadele: Die oppervlak van DMLS-onderdele is grof en vereis duur nabehandeling. As DMLS gebruik word om verskeie metaalonderdele te vervaardig, kan die koste hoog wees.

FDM

FDM: In die proses van smeltneerslagvorming (FDM) word termoplastiese materiale (soos ABS, polikarbonaat of ABS/polikarbonaat-mengsel) in 'n spuitstuk gesmelt wat deur die drukker verhit word, en dan beweeg die spuitstuk langs 'n vasgestelde pad, en lê vloeibare harsmateriaal laag vir laag, die skep van 'n prototipe van onder na bo.

Vinnige prototipering FDM

Voordele: FDM kan kies uit egte termoplastiese materiale, wat komponente vervaardig wat goedkoop en robuust is, en wat funksionele toetse kan uitvoer. Natuurlik kan hierdie proses ook dele met komplekse strukture produseer. FDM-tegnologie is maklik om te gebruik, akkommodeer verskillende tipes en kleure plastiek in die vervaardiging van 'n enkele onderdeel, en is veilig, skoon en besoedelingsvry genoeg.

Nadele: FDM-onderdele het dikwels 'n paar gate, ongelyke sterkte, swak oppervlakafwerking en duidelike rimpelmerke. In vergelyking met SLA of SLS, is FDM nie doeltreffend nie.

SLM

SLM: SLM is 'n tegnologie wat hoë-krag lasers gebruik om metaalpoeiers te smelt en te versmelt om prototipes of onderdele te vervaardig. Gewone metaalpoeiers sluit in titaan-, vlekvrye staal-, aluminium- en kobaltchroomlegerings, wat gebruik kan word om presisiemetaalonderdele met hoë sterkte, duursaamheid en kompleksiteit te vervaardig.

Vinnige prototipering SLM

Voordele: Presisieonderdele wat deur SLM vervaardig word, word wyd gebruik in nywerhede soos lugvaart, motor, Nasionale verdediging, en mediese behandeling.

Nadele: SLM-vervaardigde onderdele of prototipes kan duur wees en moet deur 'n bekwame masjinis beheer word.

POLYJET

POLYJET: PolyJet gebruik 'n drukkop om fotosensitiewe polimeerhars laag vir laag te spuit, en gebruik UV-geneesbare materiale om prototipes of onderdele te bou. Die harslaag wat deur hierdie proses gespuit word, kan baie dun wees en kan dele met gladde oppervlaktes produseer. Drukkoppe kan met verskillende materiale gespuit word, wat die konstruksie van multi-materiaal prototipes moontlik maak.

Vinnige prototipering POLYJET

Voordele: Polyjet is bekostigbaar en kan gebruik word om buigsame onderdele met komplekse strukture te vervaardig, asook om prototipes van toegedraaide gevormde onderdele te maak deur buigsame en rigiede materiale te gebruik.

Nadele: Polyjet-onderdele is nie sterk genoeg vir funksionele toetsing nie, en kan geel word na langdurige blootstelling aan lig.

CNC-bewerking: Die snyers draai saam met 'n vasgestelde pad om soliede blokke (of stawe) van plastiek of metaal te sny, wat oortollige materiaal verwyder om onderdele of prototipes te vervaardig, wat 'n materiaalverminderingsproses is. In vergelyking met bymiddels, het CNC-bewerkte onderdele uitstekende sterkte en oppervlakafwerking, en is relatief volledig. Die reeks materiale wat gekies word, is baie wyd, met duisende tipes, wat CNC-onderdele met veelvuldige funksies kan produseer, soos treksterkte, impakweerstand, termiese vervormingstemperatuur, chemiese weerstand en bioversoenbaarheid. Goeie toleransies is geskik vir samestelling en funksionele toetsing.

CNC bewerking

Voordele: CNC-onderdele het goeie oppervlakafwerking en streng toleransies, en 'n verskeidenheid ingenieursgraad-termoplastiek en metale kan gekies word. In vergelyking met 3D-drukwerk, kan prototipes binne 24 uur afgelewer word, afhangende van die kompleksiteit van die onderdeel.

Nadele: Vir sommige komplekse dele kan CNC-bewerking 'n paar beperkings hê. Dit is byvoorbeeld baie moeilik om hol dunwandige dele te masjineer, en soms is dit nodig om die werkstuk om te draai en reg te maak met pasgemaakte toebehore. Daarom, vir die bewerking van dele met komplekse geometriese vorms, is die koste van CNC-bewerking relatief hoog.

Vakuum giet: Streng gesproke is vakuumgiet 'n proses vir die vervaardiging van klein groepies onderdele. Die proses van ontskuiming, vermenging, voorverhitting en vorming van die gegote poliuretaanmateriaal onder vakuumtoestande, en die uitvoer van 'n 2-3 uur sekondêre uithardingsvormproses in 'n konstante temperatuurkas by 60 ℃ – 80 ℃.

Vakuum giet

Voordele: Die replika wat deur vakuumgiet gemaak word, kan die sterkte en hardheid van grondstowwe soos ABS bereik, en kan ook toegerus word met kleure volgens vereistes. Die vakuumreplika-proses kan klein groepies plastiekonderdele produseer met komplekse strukture en eenvormige wanddikte wat aan sekere funksies en voorkoms kan voldoen.

Nadele: Elke vorm kan tot 25 kopieë produseer (afhangende van die kompleksiteit van die vorm en die gietmateriaal); As die onderdele hoë kwaliteit vereis (soos deursigtige of komplekse strukture), kan slegs 12 of selfs 10 replikas uit een vorm gemaak word.

Hoeveel kos vinnige prototipering?

Hierdie vraag is moeilik om te beantwoord. Vinnige prototipering hang af van 'n verskeidenheid verskillende faktore, met aansienlike verskille in koste. Byvoorbeeld, as inligting soos verwerkingstegnologie, grootte, hoeveelheid, oppervlakafwerking, hoeveelheid, materiaal en oppervlakbehandeling onseker is, is dit moeilik om te bepaal hoeveel dit sal kos om 'n prototipe te vervaardig, wat kan wissel van tientalle dollars tot duisende dollars. As jy die ontwerp van 'n prototipe-projek voltooi het, kan jy gerus kontak maak met DDPROTOTYPE, 'n top-snelle prototipe-vervaardiger in China, om jou van 'n gratis kwotasie te voorsien en konstruktiewe voorstelle en haalbare oplossings vir jou ontwerp gratis te verskaf.