Rapid Prototyping & Computer Aided Design

Rapid Prototyping / New Technologies

Практическое применение прототипов

Визуализация

Технологии быстрого получения прототипов изделий предоставляет инженерам и дизайнерам свободу творчества при создании дешевых трехмерных моделей. При желании можно провести чистовую обработку поверхности прототипа, чтобы заказчики и персонал имели возможность оценить эстетические свойства продукта.

Форма, сборка и функциональность изделий

Прототипы, построенные по технологиям, обеспечивающим достаточную прочность моделей (LOM, FDM, SLA), удобны в прикладных задачах, требующих оценки формы деталей и проверки сборки изделий, так как все изменения можно внести в CAD чертежи до начала производства.

Литье по выжигаемым моделям

Прототипы могут выступать в качестве разовых моделей для точного литья, если они изготовлены из материалов, выгорающих под действием высоких температур (LOM, Z402}. Так как такие объекты не расширяются и не трескаются при обжиге, возможно использование традиционных методов литья, при которых модели выгорают при заполнении формы расплавленным металлом.

Вакуумное литье пластмасс

Прочность и жесткость прототипов делает их удобными для вакуумного литья тонких пластмассовых компаундов при малых и средних объёмах производства. Прочность моделей, полученных по технологиям LOM, SLA, FDM, SLS позволяет им выдерживать высокие напряжения.

Изготовления пресс-форм

Прототипы, имеющие достаточную прочность, используется для быстрого изготовления пресс-форм для литья по выплавляемым моделям из парафиново-стеариновых составов при малых и средних объемах производства. Для улучшения качества отливок и увеличения ресурса пресс-форм, на рабочие поверхности можно нанести металлическое покрытие.

Отливка гипсовых форм

Геометрическая стабильность LOM, SLA и других моделей, и свойственная им точность, делают возможным их использование для литья гипсовых форм. Пресс-формы из силиконового каучука Прототипы часто используются при литье из силиконового каучука для получения полиуретановых или эпоксидных отливок.

Критерии оценки RP-систем

Сравнение RP-процессов можно произвести по следующим критериям:

Размер детали

Габариты детали, которую может построить система прототипирования, ограничена размерами "строительной камеры". В зависимости от машины, размеры моделей распределяются от 8х8х8 дюймов до 32х22х20 дюймов. Однако, большие детали могут быть изготовлены по частям и затем собраны в одну деталь.

Скорость

Скорость построения модели зависит от таких факторов, как: размер детали; геометрическая сложность; используемые материалы; программное обеспечение и др.

Материалы

На рынке предлагается целый спектр материалов для прототипов, различающихся по степени прочности и качеству образуемой поверхности. В зависимости от процесса, в прототипировании используются следующие основные материалы; полистирол, термопластик, бумага, акрил, поликарбонат, нейлон, ABS, синтетические смолы и др.

Точность

Точность прототипа (степень соответствия CAD-модели) зависит определяется факторами: · правильность CAD-файлов · разрешение (толщина слоёв) · свойства материала Смолы, например, имеют свойство коробиться или усаживаться при высыхании. Другие материалы не обеспечивают достаточное качество поверхности модели для дальнейшего её использования (при изготовлении литьевых форм); или не достаточную прочность.

Стоимость

Разработчики RP-систем в последнее время ориентируются на выпуск недорогих и быстродействующих машин, снижая стоимость и увеличивая объём рабочей камеры. Таким образом, новые технологии изготовления прототипов позволяют значительно сократить сроки изготовления моделей для визуализации, подгонки, изготовления оснастки и других применений, что обеспечивает: · сокращение цикла разработки · улучшение дизайна · повышение качества · уменьшение цены продукта и производства · ускорение внесения изменений в конструкцию.

Быстрое изготовление прототипов стало важнейшей частью CAD/CAM - процесса. RP-технологии позволяют пользователям за короткое время проверить данные CAD-систем. Увеличивающееся использование твёрдотельного моделирования обеспечивает распространение технологий быстрого получения прототипов. Повышается качество материалов и точность прототипов. Всё это говорит о том, что технологии и системы быстрого прототипирования будут занимать всё большее место в автоматизированном проектировании. В недалёком будущем RP-системы будут доступны любому пользователю и станут привычным инструментом конструктора, повышая качество проектирования и сокращая время выпуска новой продукции.