Volg my op: 
Leer alles oor vinnige prototipering
Vinnige Prototipering (VP) is 'n relatief nuwe term wat eenvoudig die proses beskryf van die vinnig skep van prototipes deur middel van gevorderde vervaardigingsprosesse, waarin gepoog word om die ontwerp van nuwe produkte visueel en funksioneel te evalueer en die ontwerp voortdurend te optimaliseer. Ingenieurs of ontwerpers omskep goeie idees in realistiese konseptuele modelle wat die voorkoms en werkstyl van die finale produk simuleer, en 'n reeks validasies ondergaan voordat hulle na massaproduksie oorgaan. '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 analiseer, die ontwerp, materiale, afmetings, vorm, samestelling, kleur, vervaardigbaarheid en sterkte aan te pas, potensiële slaggate betyds te vermy en die kwaliteit van die finale produk te verbeter. Hierdie artikel ondersoek sewe tans gewilde prototiperingsmetodes en vergelyk die materiaaleienskappe van onderdele wat deur verskillende prosesse vervaardig word. Daarbenewens word die sleutelfaktore wat in verskillende 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.
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 additiewe vervaardigingsmetode, en dit is die eerste 3D-drukmetode wat in die handel toegepas word. Dit is 'n proses waar 'n rekenaarbeheerde ultravioletlaser gebruik word om vloeibare fotosensitiewe polimeerhars laag vir laag te verhard, en die proses te herhaal om onderdele te vervaardig. Die laag-vir-laag-dwarssnitte is afgelei van CAD-ontwerplêers (.stl-formaat). Dit is opmerklik dat CAD-lêers in .stl-formaat die standaard rekenaartaal vir die meeste 3D-drukkers geword het.
Voordele: In vergelyking met ander additiewe prosesse, kan SLA hoëgehalte 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 selekteerbare 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 vakuumgietmeestermodelle.
Nadele: SLA-vervaardigingsprototipes het dikwels onvoldoende sterkte en is nie geskik vir toetsing in uiterste situasies nie. Boonop verswak ultravioletstrale mettertyd 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 deur gebruik te maak van rekenaarbeheerde hoëkrag-laserverhittings- en sinterpoeiermateriale, soos nylon of elastiese TPU-poeiers soortgelyk aan ingenieursgraadplastiek. SLS-tegnologie kan teruggevoer word na die 1980's en is gepatenteer deur Carl Deckard. Soortgelyk aan baie ander 3D-drukprosesse, kan dit onderdele met komplekse geometriese vorms vervaardig, insluitend interne kenmerke, ondersnydings, dun wande, ens., soos onderdele met interne roosterstrukture wat moeilik is om deur CNC-bewerking te bereik.
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 korrelrige of sanderige tekstuur, het nie fyn besonderhede nie en is baie grof. Sekondêre verwerking is nodig om estetiese resultate te behaal, en die beskikbare materiale is beperk.
DMLS
DMLS: DMLS is 'n 3D-druktegnologie vir die vervaardiging van metaalprototipes en eindgebruiksonderdele, waar poeier laag vir laag gesweis word totdat die onderdeel voltooi is. DMLS-onderdele kan van die meeste allooimateriale gemaak word, en natuurlik kan dieselfde materiale as die finale onderdele gekies word om volle sterkte en funksionele prototipes te produseer.
Voordele: DMLS kan metaalprototipes (tipies 97% digtheid) vervaardig vir funksionele toetsing, en kan interne kenmerke of kanale vervaardig wat nie deur tradisionele prosesse bereik kan word nie. Die meganiese eienskappe van DMLS-onderdele is basies in ooreenstemming 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 smeltafsettingsvorming (FDM) word termoplastiese materiale (soos ABS, polikarbonaat of 'n ABS/polikarbonaatmengsel) in 'n spuitstuk gesmelt wat deur die drukker verhit word, en dan beweeg die spuitstuk langs 'n vasgestelde pad, wat vloeibare harsmateriaal laag vir laag lê en 'n prototipe van onder na bo skep.
Voordele: FDM kan kies uit egte termoplastiese materiale, wat komponente produseer wat lae koste en robuust is, en in staat is om funksionele toetse uit te voer. Natuurlik kan hierdie proses ook onderdele 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 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 hoëkraglasers gebruik om metaalpoeiers te smelt en saam te smelt om prototipes of onderdele te produseer. Algemene metaalpoeiers sluit in titanium, vlekvrye staal, aluminium en kobaltchroomlegerings, wat gebruik kan word om presisie-metaalonderdele met hoë sterkte, duursaamheid en kompleksiteit te vervaardig.
Voordele: Presisie-onderdele wat deur SLM vervaardig word, word wyd gebruik in nywerhede soos lugvaart, motorvoertuie, 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-uithardbare materiale om prototipes of onderdele te bou. Die harslaag wat deur hierdie proses gespuit word, kan baie dun wees en onderdele met gladde oppervlaktes produseer. Drukkoppe kan met verskillende materiale gespuit word, wat die konstruksie van multi-materiaal prototipes moontlik maak.
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 met behulp van buigsame en stewige materiale.
Nadele: Polyjet-onderdele is nie sterk genoeg vir funksionele toetsing nie, en kan geel word na langdurige blootstelling aan lig.
CNC-bewerking: Die snyers roteer langs 'n vasgestelde pad om soliede blokke (of stawe) van plastiek of metaal te sny, en verwyder oortollige materiaal om onderdele of prototipes te produseer, 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 verskeie funksies kan produseer, soos treksterkte, impakweerstand, termiese vervormingstemperatuur, chemiese weerstand en biokompatibiliteit. Goeie toleransies is geskik vir montering en funksionele toetsing.
Voordele: CNC-onderdele het goeie oppervlakafwerking en streng toleransies, en 'n verskeidenheid ingenieursgraad-termoplaste 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 onderdele kan CNC-bewerking sekere beperkings hê. Dit is byvoorbeeld baie moeilik om hol dunwandige onderdele te bewerk, en soms is dit nodig om die werkstuk om te draai en met pasgemaakte toebehore vas te maak. Daarom is die koste van CNC-bewerking relatief hoog vir die bewerking van onderdele met komplekse geometriese vorms.
Vakuumgieting: Streng gesproke is vakuumgieting 'n proses vir die vervaardiging van klein hoeveelhede onderdele. Die proses van ontskuiming, meng, voorverhitting en vorming van die gegote poliuretaanmateriaal onder vakuumtoestande, en die uitvoering van 'n 2-3 uur sekondêre uithardingsvormingsproses in 'n konstante temperatuurboks by 60 ℃ – 80 ℃.
Voordele: Die replika wat deur vakuumgieting gemaak word, kan die sterkte en hardheid van grondstowwe soos ABS bereik, en kan ook volgens vereistes met kleure toegerus word. Die vakuumreplikaproses kan klein hoeveelhede plastiekonderdele met komplekse strukture en eenvormige wanddikte produseer 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); Indien die onderdele hoë gehalte benodig (soos deursigtige of komplekse strukture), kan slegs 12 of selfs 10 replikas van 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.
