• баннер

Жылдам прототиптеу

Селективті лазерлік агломерацияны (SLS) қолданатын жылдам прототиптеу машинасы

3D моделін кесу
Жылдам прототиптеу - үш өлшемді компьютерлік дизайн (CAD) деректерін пайдалана отырып, физикалық бөліктің немесе жинақтың масштабты моделін жылдам жасау үшін қолданылатын әдістер тобы.Бөлшектің немесе жинақтың құрылысы әдетте 3D басып шығару немесе «қосымша қабат өндірісі» технологиясы арқылы жасалады.

Жылдам прототиптеудің алғашқы әдістері 1980 жылдардың ортасында қол жетімді болды және модельдер мен прототип бөлшектерін шығару үшін пайдаланылды.Бүгінгі күні олар кең ауқымды қосымшалар үшін пайдаланылады және әдеттегі қолайсыз қысқа мерзімді экономикасыз қажет болса, салыстырмалы түрде аз мөлшерде өндірістік сапалы бөлшектерді өндіру үшін қолданылады.Бұл экономика онлайн қызмет көрсету бюроларын ынталандырды.RP технологиясының тарихи зерттеулері 19 ғасырдағы мүсіншілер пайдаланған симулакра жасау әдістерін талқылаудан басталады.Кейбір заманауи мүсіншілер көрмелер мен әртүрлі заттарды жасау үшін ұрпақ технологиясын пайдаланады.Деректер жиынынан конструкцияларды шығару мүмкіндігі құқық мәселелерін тудырды, өйткені енді бір өлшемді кескіндерден көлемді деректерді интерполяциялауға болады.

CNC шегеру әдістері сияқты, дәстүрлі жылдам прототиптеу процесіндегі компьютерлік дизайн – компьютерлік өндіріс CAD -CAM жұмыс процесі CAD жұмыс станциясын пайдаланып 3D қатты материал ретінде немесе 2D кесінділерін пайдалану арқылы геометриялық деректерді жасаудан басталады. сканерлеу құрылғысы.Жылдам прототиптеу үшін бұл деректер жарамды геометриялық үлгіні көрсетуі керек;дәлірек айтқанда, шекаралық беттері шектеулі көлемді қоршайтын, ішкі бөлікті ашатын саңылаулары жоқ және өздігінен қайырылып қалмайтын.Басқаша айтқанда, нысанның «ішкі жағы» болуы керек.3D кеңістігіндегі әрбір нүкте үшін компьютер бұл нүкте модельдің шекара бетінің ішінде, үстінде немесе сыртында жатқанын бірегей түрде анықтай алатын болса, модель жарамды болады.CAD пост-процессорлары қолданбаларды жеткізушілердің ішкі CAD геометриялық пішіндерін (мысалы, B-сплайндар) жеңілдетілген математикалық пішінмен жуықтайды, бұл өз кезегінде аддитивті өндірісте жалпы мүмкіндік болып табылатын белгілі деректер пішімінде көрсетіледі: STL файл пішімі, қатты геометриялық үлгілерді SFF машиналарына тасымалдауға арналған іс жүзінде стандарт.

Нақты SFF, жылдам прототиптеу, 3D басып шығару немесе қосымша өндіру механизмін жүргізу үшін қажетті қозғалысты басқару траекторияларын алу үшін дайындалған геометриялық модель әдетте қабаттарға кесіледі және кесінділер сызықтарға сканерленеді (генерациялау үшін пайдаланылатын «2D сызбасын» шығарады). траектория, CNC аспап жолындағы сияқты), қабаттан қабатқа физикалық құрылыс процесін кері имитациялайды.

1. Қолдану аймақтары
Жылдам прототиптеу сонымен қатар аэроғарыш, автокөлік, қаржылық қызметтер, өнімді әзірлеу және денсаулық сақтау сияқты жаңа бизнес үлгілері мен қолданбалы архитектураларды сынау үшін бағдарламалық жасақтама инженериясында жиі қолданылады.Аэроғарыштық дизайн және өнеркәсіптік командалар салада жаңа AM әдістемелерін жасау үшін прототиптерге сүйенеді.SLA көмегімен олар бірнеше күн ішінде жобаларының бірнеше нұсқасын жылдам жасап, тестілеуді тезірек бастайды.Жылдам прототиптеу дизайнерлерге/әзірлеушілерге прототипке тым көп уақыт пен ақша жұмсамай тұрып, дайын өнімнің қалай шығатыны туралы нақты түсінік беруге мүмкіндік береді.Rapid Prototyping үшін пайдаланылатын 3D басып шығару өнеркәсіптік 3D басып шығаруға мүмкіндік береді.Осының арқасында сіз қысқа уақыт ішінде қосалқы бөлшектерді жылдам сорып алатын үлкен көлемді қалыптарға ие бола аласыз.

2. Тарих
1970 жылдары Джозеф Генри Кондон және Bell Labs зертханасында басқалары ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстардың мақсаттары үшін схемаларды дайындау үшін сызбаларды қолмен түрлендірудің ауыр және қателіктерге бейім тапсырмасын автоматтандыратын Unix Circuit Design System (UCDS) әзірледі.

1980 жылдарға қарай АҚШ саясаткерлері мен өнеркәсіп менеджерлері станок жасау саласындағы Американың үстемдігі станок дағдарысы деп аталып кеткенін ескеруге мәжбүр болды.Көптеген жобалар АҚШ-та басталған дәстүрлі CNC CAM аймағында осы үрдістерге қарсы тұруға тырысты.Кейінірек Rapid Prototyping Systems коммерциялану үшін зертханалардан шыққанда, әзірлемелер халықаралық деңгейде болғаны және АҚШ-тың жылдам прототиптеу компанияларының жетекшінің тайып кетуіне жол беру салтанаты болмайтыны белгілі болды.Ұлттық ғылым қоры Ұлттық аэронавтика және ғарыш басқармасы (NASA), АҚШ Энергетика министрлігі, АҚШ Сауда министрлігі NIST, АҚШ Қорғаныс министрлігі, Қорғаныс зерттеулері жөніндегі кеңейтілген жобалар агенттігі (DARPA) және офис үшін қолшатыр болды. Әскери-теңіз зерттеулері стратегиялық жоспарлаушыларды талқылау кезінде ақпараттандыру үшін зерттеулерді үйлестірді.Осындай есептердің бірі 1997 жылғы Еуропада және Жапонияда жылдам прототиптеу панелінің есебі болды, онда DTM корпорациясының негізін қалаушы Джозеф Дж. Биман тарихи перспективаны ұсынады:

Жылдам прототиптеу технологиясының тамырын топография мен фотомүсіндеу тәжірибесінен табуға болады.ТОПОГРАФИЯ аясында Блантер (1892) рельефті қағаздан жасалған топографиялық карталар үшін қалып жасаудың қабатты әдісін ұсынды. Процесс кейіннен қабаттасатын бірнеше тақтайшалардағы контур сызықтарын кесуді қамтыды.Mitsubishi компаниясының Мацубара (1974) құйма пішінін жасау үшін қабатталған жұқа қабаттарды қалыптастыру үшін фотоқатату фотополимерлі шайырмен топографиялық процесті ұсынды.ФОТОСКҮЛПТУРА – нысандардың дәл үш өлшемді көшірмелерін жасауға арналған 19 ғасырдағы техника.Ең әйгілі Франсуа Виллем (1860) 24 камераны дөңгелек массивке орналастырып, бір уақытта нысанды суретке түсірді.Әр фотосуреттің сұлбасы кейін репликаны ою үшін пайдаланылды.Мориока (1935, 1944) нысанның контурлық сызықтарын фотографиялық түрде жасау үшін құрылымдық жарықты пайдалана отырып, гибридті фото мүсін мен топографиялық процесті жасады.Содан кейін сызықтарды парақтарға айналдыруға және кесуге және қабаттасуға немесе ою үшін қор материалына проекциялауға болады.Мунц (1956) процесі түсіретін поршеньдегі фотоэмульсияны қабат-қабат таңдау арқылы объектінің үш өлшемді бейнесін шығарды.Бекітілгеннен кейін тұтас мөлдір цилиндрде нысанның суреті болады.

— Джозеф Дж. Биман
«Жылдам прототиптеудің шығу тегі – RP үнемі дамып келе жатқан АЖЖ индустриясынан, дәлірек айтқанда, АЖЖ-ның қатты модельдеу жағынан туындайды.1980-жылдардың аяғында қатты модельдеу енгізілгенге дейін сым жақтаулары мен беттері бар үш өлшемді модельдер жасалды.Бірақ шынайы қатты модельдеу дамымайынша, RP сияқты инновациялық процестерді дамыта алмайды.1986 жылы 3D жүйелерін табуға көмектескен Чарльз Халл бірінші RP процесін жасады.Стереолитография деп аталатын бұл процесс белгілі бір ультракүлгін сәулеге сезімтал сұйық шайырлардың жұқа дәйекті қабаттарын төмен қуатты лазермен өңдеу арқылы нысандарды салады.RP енгізу арқылы CAD қатты үлгілері кенеттен өмірге келуі мүмкін».

Қатты еркін пішінді өндіру деп аталатын технологиялар бүгінде біз жылдам прототиптеу, 3D басып шығару немесе аддитивті өндіріс деп танимыз: Свейнсон (1977), Шверцель (1984) екі компьютерлік басқарылатын лазер сәулелерінің қиылысында фотосезімтал полимерді полимерлеумен жұмыс істеді.Сирауд (1972) беткі қабаттың беткі қабаты үшін электронды сәулемен, лазермен немесе плазмамен магнитостатикалық немесе электростатикалық тұндыруды қарастырды.Бұлардың барлығы ұсынылды, бірақ жұмыс машиналары жасалғаны белгісіз.Нагоя қалалық өнеркәсіптік ғылыми-зерттеу институтының қызметкері Хидео Кодама бірінші болып фотополимерді жылдам прототиптеу жүйесі арқылы жасалған қатты модельдің есебін жариялады (1981).Fused Deposition Modeling (FDM) негізіндегі ең алғашқы 3D жылдам прототиптеу жүйесін Stratasys 1992 жылдың сәуірінде жасады, бірақ патент 1992 жылдың 9 маусымына дейін берілмеді. Sanders Prototype, Inc. 1992 жылдың 4 тамызындағы өнертабыс (Хелински), 1993 жылдың аяғында Modelmaker 6Pro, содан кейін 1997 жылы үлкен өнеркәсіптік 3D принтері, Modelmaker 2. Z-Corp 1993 жылы ойлап тапқан MIT 3DP ұнтағын тікелей қабықпен құюға (DSP) байланыстырды. 1995 жылы нарыққа шықты. Тіпті сол ерте күннің өзінде технология өндірістік тәжірибеде орын алатын болып саналды.Төмен ажыратымдылық, төмен беріктік өнімділігі дизайнды тексеруде, қалып жасауда, айлабұйымдарды өндіруде және басқа салаларда маңызды болды.Нәтижелер жоғарырақ сипаттамаларға қарай тұрақты түрде ілгерілеуде.Sanders Prototype, Inc. (Solidscape) Rapid Prototyping 3D Printing өндірушісі ретінде Modelmaker 6Pro компаниясымен бірге CAD үлгілерінің термопластикалық үлгілерін жасау үшін Drop-On-Demand (DOD) сия бүріккіш бір саптама технологиясын пайдаланады.

Жылдамдықты және жаппай өндіріс қолданбаларын жеңу мүмкіндігін жақсарту үшін үнемі инновациялар іздестіріліп отырады.RP тиісті CNC аймақтарымен бөлісетін керемет даму - бұл бүкіл CAD-CAM құралдар тізбегін құрайтын жоғары деңгейлі қолданбалардың тегін ашық көзі.Бұл төмен ажыратымдылықтағы құрылғы өндірушілерінің қауымдастығын құрды.Әуесқойлар тіпті лазермен әсер ететін құрылғылардың дизайнын талап ететін жобаларға кірісті

1993 жылы жарияланған RP процестерінің немесе өндіру технологияларының ең алғашқы тізімін Маршалл Бернс жазған және әр процесті өте мұқият түсіндіреді.Ол сондай-ақ төмендегі тізімдегі атаулардың прекурсорлары болған кейбір технологияларды атайды.Мысалы: Visual Impact корпорациясы балауызды тұндыру үшін тек принтердің прототипін шығарды және оның орнына патентті Sanders Prototype, Inc компаниясына лицензиялады.BPM бірдей сия бүріккіштер мен материалдарды пайдаланды.


Жіберу уақыты: 01 желтоқсан 2021 ж