Prototipi rapidi

Magna rapida ta' prototipi li tuża sinterizzazzjoni selettiva bil-lejżer (SLS)

Tqattigħ tal-mudell 3D
Prototyping rapidu huwa grupp ta 'tekniki użati biex jiffabbrikaw malajr mudell fuq skala ta' parti fiżika jew assemblaġġ bl-użu ta 'dejta tridimensjonali ta' disinn assistit mill-kompjuter (CAD).Il-kostruzzjoni tal-parti jew l-assemblaġġ normalment issir bl-użu ta 'stampar 3D jew teknoloġija ta' "manifattura ta 'saff addittiv".

L-ewwel metodi għall-prototyping rapidu saru disponibbli f'nofs is-snin tmenin u ntużaw biex jipproduċu mudelli u partijiet tal-prototipi.Illum, huma użati għal firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet u huma użati biex jimmanifatturaw partijiet ta' kwalità ta 'produzzjoni f'numri relattivament żgħar jekk mixtieq mingħajr l-ekonomija sfavorevoli tipika għal żmien qasir.Din l-ekonomija ħeġġet lill-uffiċċji tas-servizz onlajn.Stħarriġ storiku tat-teknoloġija RP jibda b'diskussjonijiet ta 'tekniki ta' produzzjoni ta 'simulacra użati minn skulturi tas-seklu 19.Xi skulturi moderni jużaw it-teknoloġija tal-wild biex jipproduċu wirjiet u oġġetti varji.Il-ħila li jiġu riprodotti disinji minn sett ta' dejta ħolqot kwistjonijiet ta' drittijiet, peress li issa huwa possibbli li tiġi interpolata dejta volumetrika minn immaġini ta' dimensjoni waħda.

Bħal fil-metodi ta' sottrazzjoni CNC, il-fluss tax-xogħol CAD -CAM tal-manifattura megħjuna mill-kompjuter tad-disinn bil-kompjuter fil-proċess tradizzjonali ta' prototipi mgħaġġla jibda bil-ħolqien ta 'dejta ġeometrika, jew bħala solidu 3D bl-użu ta' stazzjon tax-xogħol CAD, jew flieli 2D bl-użu ta ' apparat tal-iskannjar.Għal prototipi rapidi din id-dejta trid tirrappreżenta mudell ġeometriku validu;jiġifieri, wieħed li l-uċuħ tal-konfini tiegħu jagħlqu volum finit, ma fihom l-ebda toqob li jesponu l-intern, u ma jintwewx lura fuqhom infushom.Fi kliem ieħor, l-oġġett għandu jkollu "ġewwa".Il-mudell huwa validu jekk għal kull punt fl-ispazju 3D il-kompjuter jista 'jiddetermina b'mod uniku jekk dak il-punt jinsabx ġewwa, fuq jew barra l-wiċċ tal-konfini tal-mudell.Il-post-proċessuri CAD se jqarrbu l-forom ġeometriċi CAD interni tal-bejjiegħa tal-applikazzjoni (eż., B-splines) b'forma matematika simplifikata, li min-naħa tagħha hija espressa f'format ta' data speċifikat li huwa karatteristika komuni fil-manifattura addittiva: format tal-fajl STL, standard de facto għat-trasferiment ta 'mudelli ġeometriċi solidi għal magni SFF.

Biex tikseb it-trajettorji ta' kontroll tal-moviment meħtieġa biex issuq l-SFF attwali, prototipi rapidi, stampar 3D jew mekkaniżmu ta 'manifattura addittiva, il-mudell ġeometriku ppreparat huwa tipikament imqatta' f'saffi, u l-flieli jiġu skennjati f'linji (li jipproduċu "tpinġija 2D" użata biex tiġġenera). trajettorja bħal fil-mogħdija ta 'l-għodda ta' CNC), li jimita bil-maqlub il-proċess tal-bini fiżiku minn saff għal saff.

1. Żoni ta 'applikazzjoni
Il-prototipi rapidi huma wkoll komunement applikati fl-inġinerija tas-softwer biex jiġu ppruvati mudelli ta 'negozju u arkitetturi ta' applikazzjoni ġodda bħall-Ajruspazju, il-Karozzi, is-Servizzi Finanzjarji, l-iżvilupp tal-Prodott u l-Kura tas-Saħħa.Timijiet tad-disinn aerospazjali u industrijali jiddependu fuq prototipi sabiex joħolqu metodoloġiji AM ġodda fl-industrija.Jużaw SLA jistgħu malajr jagħmlu verżjonijiet multipli tal-proġetti tagħhom fi ftit jiem u jibdew jittestjaw aktar malajr.Rapid Prototyping jippermetti lid-disinjaturi/l-iżviluppaturi jipprovdu idea preċiża ta' kif se jirriżulta l-prodott lest qabel ma jpoġġu wisq ħin u flus fil-prototip.L-istampar 3D li qed jintuża għal Rapid Prototyping jippermetti li jsir stampar 3D Industrijali.B'dan, jista 'jkollok forom fuq skala kbira għal spare parts jiġu ppumpjati malajr f'perjodu qasir ta' żmien.

2. Storja
Fis-snin sebgħin, Joseph Henry Condon u oħrajn fil-Bell Labs żviluppaw is-Sistema tad-Disinn taċ-Ċirkwiti Unix (UCDS), awtomatizzat il-kompitu impenjattiv u suxxettibbli għall-iżbalji li jikkonvertu manwalment tpinġijiet biex jiffabbrikaw bordijiet taċ-ċirkwiti għal skopijiet ta 'riċerka u żvilupp.

Sas-snin tmenin, dawk li jfasslu l-politika tal-Istati Uniti u l-maniġers industrijali kienu mġiegħla jieħdu nota li d-dominanza tal-Amerika fil-qasam tal-manifattura tal-għodda tal-magni evaporat, f'dik li kienet imsejħa l-kriżi tal-għodda tal-magni.Bosta proġetti fittxew li jikkumbattu dawn ix-xejriet fiż-żona tradizzjonali CNC CAM, li kienet bdiet fl-Istati Uniti.Aktar tard meta Rapid Prototyping Systems ħarġu mill-laboratorji biex jiġu kkummerċjalizzati, ġie rikonoxxut li l-iżviluppi kienu diġà internazzjonali u l-kumpaniji tal-prototyping rapidu tal-Istati Uniti ma jkollhomx il-lussu li jħallu ċomb jiżolqu.Il-Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza kienet umbrella għall-Amministrazzjoni Nazzjonali tal-Aeronawtika u l-Ispazju (NASA), id-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti, id-Dipartiment tal-Kummerċ tal-Istati Uniti NIST, id-Dipartiment tad-Difiża tal-Istati Uniti, l-Aġenzija tal-Proġetti ta’ Riċerka Avvanzata tad-Difiża (DARPA), u l-Uffiċċju tal- Riċerka Navali kkoordinat studji biex tinforma lill-pjanifikaturi strateġiċi fid-deliberazzjonijiet tagħhom.Rapport wieħed bħal dan kien ir-Rapport tal-Panel Rapid Prototyping fl-Ewropa u l-Ġappun tal-1997 li fih Joseph J. Beaman fundatur tad-DTM Corporation jipprovdi perspettiva storika:

L-għeruq tat-teknoloġija tal-prototyping rapidu jistgħu jiġu rintraċċati għal prattiki fit-topografija u l-fotoskultura.Fi ħdan TOPOGRAFIA Blanther (1892) issuġġerixxa metodu f'saffi biex issir moffa għal mapep topografiċi tal-karti ta' rilievi mgħollija. Il-proċess kien jinvolvi l-qtugħ tal-linji tal-kontorn fuq serje ta 'pjanċi li mbagħad ġew f'munzelli.Matsubara (1974) ta 'Mitsubishi ippropona proċess topografiku b'reżina fotopolimeru li twebbis ir-ritratti biex tifforma saffi irqaq f'munzelli biex tagħmel moffa tal-ikkastjar.IL-FOTOSKULPTURA kienet teknika tas-seklu 19 biex toħloq repliki tridimensjonali eżatti ta’ oġġetti.L-aktar famuż Francois Willeme (1860) poġġa 24 kamera f'firxa ċirkolari u fl-istess ħin ġibed ritratti ta' oġġett.Is-siluwett ta’ kull ritratt imbagħad intużat biex titnaqqax replika.Morioka (1935, 1944) żviluppa skultura ibrida tar-ritratti u proċess topografiku bl-użu ta’ dawl strutturat biex joħloq fotografikament linji tal-kontorn ta’ oġġett.Il-linji jistgħu mbagħad jiġu żviluppati f'folji u maqtugħin u f'munzelli, jew proġettati fuq materjal tal-istokk għat-tinqix.Il-Proċess Munz (1956) irriproduċa immaġni tridimensjonali ta 'oġġett billi esponiet b'mod selettiv, saff b'saff, emulsjoni tar-ritratti fuq pistun li jbaxxi.Wara l-iffissar, ċilindru solidu trasparenti fih immaġni tal-oġġett.

- Joseph J. Beaman
"L-Oriġini tal-Prototipi Rapidi - RP ġej mill-industrija tal-CAD li dejjem tikber, b'mod aktar speċifiku, in-naħa tal-immudellar solidu tal-CAD.Qabel ma ġie introdott l-immudellar solidu fl-aħħar tas-snin tmenin, inħolqu mudelli tridimensjonali b'frejms tal-wajer u uċuħ.Iżda mhux qabel l-iżvilupp ta 'mudellar solidu veru jistgħu jiġu żviluppati proċessi innovattivi bħall-RP.Charles Hull, li għen biex jinstabu 3D Systems fl-1986, żviluppa l-ewwel proċess RP.Dan il-proċess, imsejjaħ stereolitografija, jibni oġġetti billi jfejjaq saffi irqaq konsekuttivi ta 'ċerti reżini likwidi ultravjola sensittivi għad-dawl b'lejżer ta' qawwa baxxa.Bl-introduzzjoni ta 'RP, mudelli solidi CAD jistgħu f'daqqa jieħdu l-ħajja".

It-teknoloġiji msemmija bħala Solid Freeform Fabrication huma dak li nirrikonoxxu llum bħala prototipi rapidi, stampar 3D jew manifattura addittiva: Swainson (1977), Schwerzel (1984) ħadmu fuq polimerizzazzjoni ta 'polimeru fotosensittiv fl-intersezzjoni ta' żewġ raġġi tal-laser ikkontrollati mill-kompjuter.Ciraud (1972) ikkunsidra d-depożizzjoni manjetostatika jew elettrostatika b'raġġ ta 'elettroni, laser jew plażma għal kisi tal-wiċċ sinterizzat.Dawn kienu kollha proposti iżda mhux magħruf jekk inbnewx magni tax-xogħol.Hideo Kodama ta 'Nagoya Muniċipali Istitut tar-Riċerka Industrijali kien l-ewwel li jippubblika rendikont ta' mudell solidu fabbrikat bl-użu ta 'sistema ta' prototipi rapidi fotopolimer (1981).L-ewwel sistema ta' prototipi rapidi 3D li tiddependi fuq Fused Deposition Modeling (FDM) saret f'April 1992 minn Stratasys iżda l-privattiva ma ħarġetx sad-9 ta' Ġunju 1992. Sanders Prototype, Inc introduċiet l-ewwel stampatur 3D inkjet tad-desktop (3DP) bl-użu ta' invenzjoni minn Awwissu 4,1992 (Helinski), Modelmaker 6Pro tard fl-1993 u mbagħad l-akbar printer industrijali 3D, Modelmaker 2, fl-1997. Z-Corp li juża l-irbit tat-trab MIT 3DP għal Direct Shell Casting (DSP) ivvintat fl-1993 ġie introdott biex is-suq fl-1995. Anke f'dik id-data bikrija t-teknoloġija kienet meqjusa bħala li kellha post fil-prattika tal-manifattura.Riżoluzzjoni baxxa, produzzjoni ta 'saħħa baxxa kellha valur fil-verifika tad-disinn, teħid ta' moffa, jigs ta 'produzzjoni u oqsma oħra.L-outputs avvanzaw b'mod kostanti lejn użi ta 'speċifikazzjoni ogħla.Sanders Prototype, Inc. (Solidscape) beda bħala manifattur Rapid Prototyping 3D Printing mal-Modelmaker 6Pro biex isiru mudelli ta 'Thermoplas tic sacrificial ta' mudelli CAD juża teknoloġija ta 'żennuna waħda inkjet Drop-On-Demand (DOD).

Innovazzjonijiet qed jiġu mfittxija kontinwament, biex itejbu l-veloċità u l-abbiltà li tlaħħaq ma 'applikazzjonijiet ta' produzzjoni tal-massa.Żvilupp drammatiku li RP jaqsam ma 'oqsma CNC relatati huwa l-freeware open-sourcing ta' applikazzjonijiet ta 'livell għoli li jikkostitwixxu toolchain CAD-CAM kollu.Dan ħoloq komunità ta 'manifatturi ta' apparat b'riżoluzzjoni baxxa.Dilettanti saħansitra għamlu forays f'disinji ta 'apparat effettwat bil-lejżer aktar eżiġenti

L-ewwel lista ta 'Proċessi RP jew Teknoloġiji ta' Fabbrikazzjoni ppubblikata fl-1993 inkitbet minn Marshall Burns u tispjega kull proċess bir-reqqa.Issemmi wkoll xi teknoloġiji li kienu prekursuri għall-ismijiet fuq il-lista hawn taħt.Per Eżempju: Visual Impact Corporation ipproduċiet biss printer prototip għad-depożizzjoni tax-xama 'u mbagħad liċenzjat il-privattiva lil Sanders Prototype, Inc minflok.BPM uża l-istess inkjets u materjali.