Brza izrada prototipa: opis tehnologije, svrhe i povratne informacije

Razvoj proizvoda u različitim poduzećima često osigurava mogućnost pripreme maketa uzoraka. Oni postavljaju moguće karakteristike budućeg proizvoda, koje kupac može testirati i izvršiti potrebne prilagodbe na eksperimentalnom modelu. Kako bi se optimizirao proces izrade takvih uzoraka danas, koristi se brza izrada prototipova, koja, uz minimalne troškove, omogućuje stvaranje modela proizvoda s velikom točnošću.

Svrha tehnologije

Primjena ovog sustava prvenstveno rješava problem optimizacije procesa vrednovanja i dogovaranja budućeg proizvoda - barem u obliku u kojem ga izvršitelji narudžbe vide u određenoj fazi razvoja. Stvoreni izgled omogućuje vam da provjerite kako proizvod zadovoljava zahtjeve u smislu ergonomije rada, izgleda, tehničkih i fizičkih parametara, itd. Mogućnost praktičnog testiranja funkcionalnosti proizvoda je posebno značajna. Budući da je uzorak najbliži originalnom proizvodu, on se može ugraditi u radni ili proizvodni proces, provjerom učinkovitosti. Na primjer, brza izrada prototipova u strojarstvu omogućuje procjenu kvalitete cirkulacije ulja pomoću modela tijela motora izrađenog od prozirnog materijala. U segmentu zrakoplova aerodinamička svojstva pojedinih komponenti mogu se provjeriti na isti način.

Organizacija procesa

Proces izrade rasporeda kroz ovu tehnologiju provodi se u nekoliko faza. U početku se sastavlja popis karakteristika proizvoda. Do tog trenutka već treba pripremiti paket s projektnom dokumentacijom. Tehničke informacije se šalju računalu za obradu, nakon čega se utvrđuju uvjeti za izradu uzorka. Opći model brze izrade prototipova u svakoj fazi može se izvoditi automatski ili uz sudjelovanje operatora ili istraživačkog tima. Ista obilježja sa zahtjevima za uvjete projektiranja mogu se odrediti samim računalom u modu protoka, ako je odgovarajući program ugrađen u njega. Ili, naprotiv, obuku u potpunosti provodi posebna jedinica sa stručnjacima različitih profila - u dizajnu, arhitekturi, ergonomiji itd. U završnoj fazi, ovisno o tehnologiji, platforma alata stvara imitaciju proizvoda na temelju unesenih podataka.

Metode brze izrade prototipova

Temeljno odvajanje metoda za primjenu tehnologije odvija se prema tipu konačnog prikaza rasporeda. Do danas se aktivno razvija trodimenzionalno stvaranje rasporeda proizvoda pomoću 3D pisača. U tom se smjeru mogu razlikovati metode kao što su stereolitografija, sinteriranje, raspršivanje itd. Najpoznatiji alati u nastavku razmatrat će se odvojeno. Postoji i široki sloj metoda vizualno-računalnog prikaza modela proizvoda. Osnovna klasifikacija alata za brzu izradu prototipova u tom smjeru dijeli metode prema razini korištenog jezika, mehanizme za prikazivanje i reflektiranje informacija te platformu za razvoj modela. Posebne alate za takvo modeliranje također treba razmatrati odvojeno.

Programiranje alata za izradu prototipova

Axure RP široko se koristi za izradu uzoraka web-lokacija. Uz to, korisnik može generirati HTML u prikladnom obliku dokumentacije. Razvoj softvera također koristi Balsamiq Mockups sustav. Značajka ovog alata je stilizacija predstavljenih proizvoda pod skicama. Složeni CogTool vam omogućuje stvaranje uzoraka korisničkih sučelja, kao i procjenu njihove ergonomije i performansi. Programeri će imati priliku procijeniti koliko će vremena prosječni korisnik poduzeti kako bi riješio određeni zadatak. Aktivno se razvijaju interaktivne i cross-platform tehnologije brzog prototipa u području informacijskih sustava. Ovi alati uključuju Coutline i Dreamweaver, koji se mogu koristiti u integriranom programiranju sustava na više razina.

stereolitografija

Jedna od najpopularnijih platformi za volumetrijske laserske prototipove. Sustav koristi fotopolimere kao sirovinu, a optičko punjenje čini osnovu alata. Laser koji koristi ultraljubičasto zračenje materijalom prenosi presjek pripremljenog modela na podlogu. Nakon svakog prolaska, tretirana površina se stvrdnjava snopom. Na taj se način primjenjuju novi slojevi sve dok se ne implementira raspored koji odgovara navedenom modelu. Do danas, brza izrada prototipa kroz stereolitografiju koristi se u raznim područjima industrijske djelatnosti - od industrije alatnih strojeva do poduzeća koja se bave razvojem visoko-precizne medicinske opreme. To govori o povjerenju tehnologije, što je opravdano. Dovoljno je reći da je pogreška u proizvodnji fizičkih dijelova ovom metodom od 0,1 do 0,025 mm.

Selektivno sinteriranje

Ova tehnologija je SLS, koja uključuje korištenje praškastog materijala kao materijalne osnove za modeliranje. Obrada matrice također se izvodi laserskom zrakom, ali postoji temeljna razlika u odnosu na aparat koji koristi stereolitografiju. Ako je u prethodnom primjeru zrake pokazivalo ultraljubičasto svjetlo, SLS metoda koristi toplinsku energiju zračenja. U trenutku usmjeravanja prema praškastoj masi, greda doslovno peče čestice duž kontura koje odgovaraju ciljanom dijelu. Što se tiče materijala za prah, najčešće se koriste polistiren, poliamid i čak metalizirani pijesak. Prednosti te tehnologije uključuju rad bez zastoja i mogućnost zaštite modela od slučajnog uništenja ili deformacije u procesu stvaranja. Ova tehnika brze izrade prototipova omogućuje vam izvođenje malih rasporeda i kopija velikih razmjera, kao i funkcionalne praznine. Uz njegovu pomoć, osobito, dizajn detalje unutarnje punjenje automobila i vanjskih dekorativnih dijelova.

FDM tehnologija modeliranja

U ovom slučaju, radni dio nije predstavljen laserskim uređajem, nego ekstruzijskom glavom, koja istiskuje termoplastični materijal. Raspored se formira u slojevima tijekom nametanja polimernog vlakna debljine ne veće od 2 mm. Glava polaže materijal na prethodno pripremljenu čistu podlogu, postupno obnavljajući oblik ciljne praznine. I već u procesu nametanja novih slojeva, bivši slojevi kristaliziraju i čvrsto se povezuju. U većini slučajeva, standardna 3D tisak radi na ovoj tehnologiji. Brza izrada prototipova zahtijeva visoku točnost, pa ne koristi uvijek tu metodu. Glavni nedostatak FDM modeliranja je gruba i neravna površina rezultirajućeg proizvoda. To je zbog činjenice da proces nametanja vruće plastike uključuje učinak topljenja prethodnih slojeva. Kao rezultat toga, može doći do značajnih pogrešaka u veličini.

Brzi osvrti na izradu prototipova

Alati za izradu prototipova, u najvećem dijelu, izazivaju pozitivno korisničko iskustvo. Također se smanjuju vremenski intervali za proizvodnju proizvoda uz pripremu za serijsku proizvodnju i smanjenje troškova. Kao srednja faza proizvodnje, ubrzano stvaranje rasporeda omogućuje predviđanje odstupanja od zadatka unaprijed, što se također pripisuje prednostima tehnologije brze izrade prototipova. Primjena u visokotehnološkim industrijama koja uključuje skup računalne opreme značajno proširuje mogućnosti razvoja i početnog dizajna modela. U tom kontekstu, mnogi ističu prednosti interakcije s CAD alatima. No, tu su i kritike takvih sustava, koji bilježe visoke troškove organiziranja procesa i niske čvrstoće uzoraka. Posljednji faktor ograničava mogućnosti primjene takvih metoda.

U zaključku

Naravno, razmatrane tehnologije nisu jedini način stvaranja konceptualnih modela u industriji. Štoviše, tradicionalne metode fizičke izrade rasporeda imaju mnoge prednosti, od kojih je glavna mogućnost maksimalne aproksimacije karakteristika proizvoda planiranog za puštanje. Brza izrada prototipova zauzvrat koristi brzinu proizvodnje. To znači da se tehnologija može koristiti u područjima u kojima izbor materijala za izradu nije temeljan. Na primjer, poduzeće neće moći stvoriti punopravni metalni dio s takvim sredstvima i testirati njegovu izvedbu. S druge strane, oponašanje oblika i individualnih toplinskih fizičkih svojstava u mnogim je industrijama zahtjevno, bez obzira na smjer djelovanja. Čak i veliki industrijski kompleksi koji proizvode teške strojeve koriste tehnike izrade prototipa u ispitivanju pojedinih dijelova i potrošnog materijala.