Hitra izdelava prototipov: opis tehnologije, namena in povratnih informacij

Razvoj izdelkov v različnih podjetjih pogosto zagotavlja možnost priprave vzorčnih vzorcev. Določajo možne značilnosti prihodnjega produkta, ki ga kupec lahko preizkusi in izvede potrebne prilagoditve na eksperimentalnem modelu. Za optimizacijo procesa izdelave takšnih vzorcev danes uporabljamo hitro izdelavo prototipov, ki omogoča izdelavo modelov izdelkov z visoko natančnostjo z minimalnimi stroški.

Namen tehnologije

Uporaba tega sistema rešuje predvsem problem optimizacije procesa vrednotenja in dogovarjanja o bodočem produktu - vsaj v obliki, v kateri jo izvajalci naročila vidijo v določeni razvojni fazi. Ustvarjena postavitev vam omogoča, da preizkusite, kako izdelek izpolnjuje zahteve glede ergonomije delovanja, videza, tehničnih in fizičnih parametrov, itd. Možnost praktičnega testiranja funkcionalnosti izdelka je še posebej pomembna. Ker je vzorec čim bližje pravemu izdelku, ga je mogoče vključiti v delovni ali proizvodni proces in preveriti učinkovitost. Na primer, hitra izdelava prototipov v strojništvu omogoča uporabo modela bloka motorja iz prozornega materiala za oceno kakovosti kroženja olja. V segmentu zrakoplovov lahko na enak način preverjamo aerodinamične lastnosti posameznih komponent.

Organizacija procesa

Postopek ustvarjanja postavitve s to tehnologijo poteka v več fazah. Na začetku se sestavi seznam značilnosti izdelka. Do takrat je treba že pripraviti paket s projektno dokumentacijo. Tehnične informacije se pošljejo računalniku v obdelavo, nato pa se določijo pogoji za ustvarjanje vzorca. Splošni model hitrega izdelovanja prototipov na vsaki stopnji se lahko izvede samodejno ali s sodelovanjem upravljavca ali raziskovalne skupine. Enake lastnosti z zahtevami za pogoje načrtovanja lahko določi sam računalnik v pretočnem načinu, če je v njega vključen ustrezen program. Nasprotno, usposabljanje v celoti izvaja posebna enota s strokovnjaki različnih profilov - v oblikovanju, arhitekturi, ergonomiji itd. V zaključni fazi, odvisno od tehnologije, platforma orodja na podlagi vnesenih podatkov ustvari imitacijo izdelka.

Metode hitrega izdelovanja prototipov

Temeljno ločevanje metod za izvajanje tehnologije poteka glede na vrsto končne predstavitve postavitve. Do sedaj se aktivno razvija tridimenzionalno oblikovanje postavitev izdelkov s pomočjo 3D tiskalnikov. V tej smeri je mogoče ločiti metode, kot so stereolitografija, sintranje, razprševanje itd. Obstaja tudi široka plast metod vizualno-računalniške predstavitve modela izdelka. Osnovna klasifikacija orodij za hitro izdelavo prototipov v tej smeri deli metode glede na raven uporabljenega jezika, mehanizme za prikazovanje in refleksijo informacij ter platformo za razvoj modela. Posebna orodja za takšno modeliranje je treba obravnavati ločeno.

Programiranje orodij za izdelavo prototipov

Axure RP se pogosto uporablja za ustvarjanje vzorčnih spletnih mest. Z njim lahko uporabnik ustvari HTML v priročni obliki dokumentacije. Razvoj programske opreme uporablja tudi sistem Balsamiq Mockups. Značilnost tega orodja je stilizacija predstavljenih izdelkov pod skicami. Kompleksni CogTool vam omogoča, da ustvarite vzorce uporabniških vmesnikov, kot tudi ocenite njihovo ergonomijo in zmogljivost. Razvijalci bodo lahko ocenili, koliko časa bo povprečni uporabnik porabil za reševanje določene naloge. Aktivno se razvijajo interaktivne in navzkrižno platformne tehnologije hitre izdelave prototipov na področju informacijskih sistemov. Ta orodja vključujejo Coutline in Dreamweaver, ki se lahko uporabljata v integriranem programiranju večnivojskih sistemov.

Stereolitografija

Ena izmed najbolj priljubljenih platform za volumetrično lasersko izdelavo prototipov. Sistem uporablja fotopolimere kot surovino in optično polnilo tvori osnovo orodja. Laser z ultravijoličnim sevanjem s pomočjo materiala prenese presek pripravljenega modela na podlago. Po vsakem prehodu se obdelano območje strdi z žarkom. Na ta način se nove plasti uporabljajo zaporedno, dokler ni izvedena postavitev, ki ustreza določenemu modelu. Do danes se hitra izdelava prototipov s stereolitografijo uporablja na različnih področjih industrijske dejavnosti - od industrije strojnih orodij do podjetij, ki se ukvarjajo z razvojem visoko natančne medicinske opreme. Govori o zaupanju tehnologije, ki je upravičena. Dovolj je reči, da je napaka pri izdelavi fizičnih delov po tej metodi od 0,1 do 0,025 mm.

Selektivno sintranje

Ta tehnologija je SLS, ki vključuje uporabo praškastega materiala kot materialne osnove za modeliranje. Obdelava matrike poteka tudi z laserskim žarkom, vendar je bistvena razlika od aparata, ki uporablja stereolitografijo. Če je v prejšnjem primeru žarek prikazoval ultravijolično svetlobo, metoda SLS uporablja toplotno energijo sevanja. V trenutku usmerjanja na praškasto maso žarek dobesedno peče delce vzdolž kontur, ki ustrezajo ciljnemu delu. Kot material za prah se najpogosteje uporabljajo polistiren, poliamid in celo metaliziran pesek. Prednosti tehnologije so delo brez zamud in možnost zaščite modela pred naključnim uničenjem ali deformacijami v procesu ustvarjanja. Ta tehnika hitre izdelave prototipov vam omogoča izvajanje majhnih postavitev in velikih kopij, pa tudi funkcijskih praznih mest. Z njegovo pomočjo, še posebej, oblikovanje podrobnosti notranjega polnjenja avtomobilov in zunanjih dekorativnih delov.

FDM tehnologija modeliranja

V tem primeru delovni del ne predstavlja laserska naprava, temveč ekstruzijska glava, ki iztisne termoplastični material. Razporeditev se oblikuje v plasti med polaganjem polimernega filamenta debeline ne več kot 2 mm. Glava položi material na predhodno pripravljeno čisto podlago in postopoma ponovno oblikuje ciljno prazno podlago. In že v procesu uvajanja novih plasti, se nekdanje plasti kristalizirajo in tesno povezujejo. V večini primerov standardna 3D tiskanja delajo na tej tehnologiji. Hitra izdelava prototipov zahteva veliko natančnost, zato ne uporablja vedno te metode. Glavna pomanjkljivost FDM modeliranja je groba in neravna površina nastalega izdelka. To je posledica dejstva, da postopek uvedbe vroče plastike vključuje učinek taljenja prejšnjih plasti. Posledično lahko pride do velikih napak v velikosti.

Hitri pregledi prototipov

Orodja za izdelavo prototipov večinoma vzbujajo pozitivno uporabniško izkušnjo. Obstaja tudi skrajšanje časovnih intervalov za izdelavo izdelkov s pripravo za serijsko proizvodnjo in zmanjšanje stroškov. Pospešena izdelava postavitev kot vmesna faza proizvodnje omogoča vnaprejšnje predvidevanje odstopanj od naloge, kar se pripisuje tudi prednostim tehnologije hitre izdelave prototipov. Uporaba v visokotehnoloških panogah, ki vključujejo sklop računalniške opreme, bistveno razširja možnosti razvoja in začetnega oblikovanja modelov. V tem kontekstu mnogi opozarjajo na prednosti interakcije s CAD orodji. Vendar obstajajo kritike takih sistemov, ki opozarjajo na visoke stroške organizacije procesa in nizko trdnost vzorcev. Zadnji dejavnik omejuje možnosti za uporabo teh metod za izdelavo prototipov.

Za zaključek

Seveda obravnavane tehnologije niso edini način ustvarjanja konceptualnih modelov v industriji. Poleg tega imajo tradicionalne metode fizične izdelave postavitev številne prednosti, od katerih je glavna možnost maksimalnega približevanja lastnosti izdelku, ki je načrtovan za sprostitev. Hitra izdelava prototipov pa koristi hitrosti proizvodnje. To pomeni, da se tehnologija lahko uporablja na področjih, kjer izbira materiala za postavitev ni bistvena. Podjetje na primer ne bo sposobno s takšnimi sredstvi ustvariti polnega kovinskega dela in preizkusiti njegovega delovanja. Po drugi strani pa je v številnih panogah povpraševanje po imitaciji oblike in individualnih toplotnih fizikalnih lastnosti povpraševanje ne glede na smer delovanja. Tudi veliki industrijski kompleksi, ki proizvajajo težke stroje, uporabljajo prototipne tehnike pri preskušanju posameznih delov in potrošnega materiala.