Быстрое прототипирование: от проверки концепции до точного проектирования

С момента своего появления в конце 1980-х годов технология быстрого прототипирования вызвала сдвиг парадигмы в разработке продуктов, коренным образом изменив то, как предприятия изобретают, производят и выводят на рынок новые идеи.

Под быстрым прототипированием понимается универсальный набор методов, используемых для быстрого создания точных физических моделей (так называемых прототипов) на основе цифровых проектов.

За последние 40 лет быстрое прототипирование претерпело значительные изменения. Он эволюционировал и стал быстрее и эффективнее, что привело к сокращению времени производства. Кроме того, теперь он включает в себя широкий спектр материалов, таких как металлы, керамика, композиты и биосовместимые вещества, что расширяет возможности многоцветной печати, точного изображения сложных деталей и сложной геометрии с поразительной точностью. В прототипах используется интегрированная электроника, такая как встроенные датчики, схемы и печатная электроника, для ускорения разработки.

Все эти достижения помогают дизайнерам создавать более качественные конечные продукты за счет плавного перехода от цифровых проектов к физическим прототипам в рамках быстрого и экономически эффективного рабочего процесса. Эти инновационные процессы позволяют любому (даже дома) превратить свои идеи в реалистичные доказательства концепции и в высокоточные прототипы, которые не только выглядят, но и функционируют как конечные продукты.

Быстрое прототипирование очень рентабельно и позволяет предприятиям без особых усилий производить десятки доступных прототипов за короткое время. Быстрое прототипирование предлагает широкий спектр решений и позволяет точно проверить функциональность, эстетику и инженерные требования.

Некоторые примеры демонстрируют замечательное влияние быстрого прототипирования в различных отраслях.

Черный алмаз , производитель спортивного и горного оборудования, успешно внедрил быстрое прототипирование в свой процесс проектирования. Используя принтер Form 3L, компания Black Diamond добилась замечательных результатов, в том числе существенного снижения стоимости полноразмерных прототипов с 420 долларов за отпечаток до всего лишь 70 долларов. Более того, они значительно сократили время выполнения заказа, сократив его с целой недели до одного дня.

ПЛАТОН , производитель интеллектуального пивоваренного оборудования, разработал оптически прозрачный воздушный шлюз для мониторинга пива в режиме реального времени во время брожения. Благодаря быстрому прототипированию PLAATO смогла создавать впечатляющие шесть итераций в день, в результате чего в общей сложности были созданы сотни различных прототипов.

Фольксваген , известная автомобильная компания, добилась значительного повышения эффективности за счет включения в свои процессы 3D-печатных инструментов, приспособлений и приспособлений. VW добился значительного снижения затрат на закупки на 91% по сравнению с работой с внешними поставщиками. Кроме того, время внедрения сократилось на 95 %, а улучшение эргономики увеличилось на 28 %. Более того, процессы сборки и показатели качества улучшились на 35%, а потенциальные проблемы теперь можно легко предвидеть еще на стадии концепции.

Стереолитография (SLA), также известная как фотополимеризация в ванне или 3D-печать смолой, используется при быстром прототипировании благодаря своему высокому разрешению и точности, а также способности создавать детализированные и сложные детали и обеспечивает одну из самых гладких поверхностей среди всех технологий 3D-печати. В принтерах SLA используется УФ-лазер, который слой за слоем отверждает жидкую смолу в затвердевший пластик. Основное физическое отличие заключается в расположении основных компонентов, таких как источник света, платформа для сборки и резервуар для смолы. Однако главное преимущество стереолитографии заключается в ее универсальности.

В селективном лазерном спекании (SLS) используется мощный лазер для плавления порошкообразных материалов (например, полимеров или металлов) для создания трехмерных объектов. SLS позволяет создавать функциональные прототипы сложной геометрии. Лазер спекает порошкообразный материал, затвердевая и создавая желаемый объект. Детали SLS имеют слегка зернистую поверхность, но почти не имеют видимых линий слоев. Метод SLS часто используется для создания сложных конструкций и функциональных прототипов, деталей конечного использования и мелкосерийного производства.