De ontwikkeling van prototypefabrikant

Rudgley M definieert snelle fabricage als:"productietechnologie voor het vervaardigen van het uiteindelijke praktische product door middel van een additieve fabricagemethode", waarbij prototypefabricagetechnologie wordt gebruikt om het gewenste product voor productie te produceren. Rapid manufacturing is een ontwikkelingsrichting van rapid prototyping-technologie, maar er zijn nog veel verbeterpunten.

SLA, SLS, FDM zijn de belangrijkste technologie voor prototypefabrikanten, en de gemeenschappelijke kenmerken ervan zijn het onderdeel in afzonderlijke lagen scheiden en de lagen onafhankelijk maken.

Complexe geometrie

Het meest verleidelijke kenmerk van rapid prototyping-producten is dat ze qua geometrie bijna onbeperkt zijn. Met dit proces kunnen artikelen met een grote onafhankelijkheid en vrijheid van geometrie worden geproduceerd, zoals omgekeerd concaaf, overhangend, vrije vorm en verschillende geometrische basisvormen. Het SLS-proces vereist bijvoorbeeld geen beugels en de onderdelen kunnen in elke positie in de bewerkingspositie worden geplaatst zonder dat een klem nodig is, wat betekent dat de SLS bijna oneindige geometrische mogelijkheden aan het werkstuk kan bieden.

Anderzijds kunnen met de rapid prototyping-technologie verschillende producten van micro tot groot formaat worden vervaardigd. De grootte van het product hangt af van de keuze van het proces:SLS, SLA en FDM worden meestal gebruikt voor de fabricage van middelgrote onderdelen, vanwege de procesuitvoering en economische kosten, evenals de prestaties van grote onderdelen. De omvang van deze processen is zeer beperkt als het gaat om grote producten.

Aangezien de polymeer rapid prototyping-technologie geen mal vereist die vergelijkbaar is met de conventionele verwerkingsmethode, is het door de klant gedefinieerde product vervaardigd door rapid prototyping aanzienlijk zuiniger dan het conventionele proces. Deze eigenschap in combinatie met de complexe geometrie die het product samen kan bereiken, wijst de weg naar rapid prototyping in de medische sector. Tegelijkertijd biedt de geometrische hoge flexibiliteit ook de mogelijkheid om RP te combineren met traditionele verwerkingsmethoden en heeft het zich snel ontwikkeld tot een van de ontwikkelingsrichtingen van de hedendaagse RP-technologie. Zo kon de eerdere fabricage van dunwandige lange en smalle onderdelen alleen worden gedaan met het EMD (Electro-Sparking) proces, en nu kan RP ook een complete oplossing bieden voor de fabricage van dergelijke onderdelen.

DLM en reverse-engineering

Met het snelle prototypingproces kunnen onderdelen met kenmerken (zoals concaaf, scherpe binnenhoeken, lange dunne wanden, enz.) die niet machinaal of moeilijk te bewerken zijn met conventionele bewerkingsmethoden, eenvoudig worden vervaardigd. Tegelijkertijd moeten ontwerpers, om RP-technologie te laten werken, de manier waarop ze onderdelen ontwerpen heroverwegen om de vrije ontwerpkenmerken van deze processen te demonstreren.

Het is vermeldenswaard dat alle bovenstaande vragen over vrij ontwerp verdere ontwikkeling van professionele CAD-software voor RP-technologie vereisen. De combinatie van verbeteringen in ontwerptools en veranderingen in ontwerpconcepten van ontwerpers kan het potentieel van RP-technologie benutten.

Naast het direct ontwerpen van het model van het gewenste product, ontwerpen engineers vaak volgens het bestaande fysieke ontwerp, dat reverse engineering wordt genoemd. Snelle detectie en 3D CAD-reconstructietechnieken bieden een manier om CAD-modellen rechtstreeks van fysieke objecten te verkrijgen.

Snelheid

De reden waarom RP-technologie "rapid prototyping-technologie" wordt genoemd, is dat het producten produceert met een kortere cyclus dan traditionele verwerking. De gevoeligheid van de RP voor het ontwerp is zeer laag. Dat wil zeggen, de mate van flexibiliteit van de productie is hoog, en het vormprobleem van het product wordt nauwelijks overwogen op het moment van fabricage, waardoor veel tijd wordt bespaard. Met het oog hierop gebruiken veel bedrijven RP-technologie om teststukken van producten te vervaardigen om snel inzicht te krijgen in de prestaties en andere parameters van het product.

Economie en andere beperkingen

Hoewel de productiviteit van verschillende RP-processen is toegenomen, is niet voldaan aan de productievereisten voor RP-productiviteit. Bovendien leidt het, vanwege de extreme ongelijkheden die het RP-proces kan bieden, ook tot aanzienlijke overdrijving van apparatuur en materiële verliezen.

Op dit moment, hoewel RP-technologie grote voordelen heeft bij productprototyping en productproefproductie, beperken de hoge prijs en het materiaalverlies van apparatuur en het verschil in productiviteit met traditionele processen de grootschalige productie van RP-processen. Natuurlijk is zuinigheid slechts één reden waarom RP-processen zelden worden gebruikt om onderdelen met een lange levensduur te maken. Andere belangrijke factoren zijn de sterkte van het product, het materiaal, de herhaalbaarheid van het proces, enzovoort.

De ontwikkeling van prototype fabricagetechnologie

Wat de ontwikkeling van RP-technologie betreft, is er nog steeds een kloof tussen de vervaardigde producten en de traditionele productiemethoden in termen van oppervlakteruwheid, precisie, herhaalbaarheid en productkwaliteit. Het kan gezegd worden dat het bestaande RP-proces en de procesketen een periode van ontwikkeling moeten doormaken om tot een betrouwbare en veilige technologie te komen om de precisie en kwaliteit te bereiken die het proces vereist. Het hierboven genoemde RP-proces heeft bijna dezelfde precisie (0,1-0,2 mm/100 mm) en ruwheid (Ra 5-20 m), en de herhaalbaarheid is relatief laag. Verdere verbeteringen moeten worden aangebracht aan de kant van het mechanische ontwerp, wat kan worden bereikt door middel van een technisch feedbacksysteem. Het is te voorzien dat om de kwaliteit van producten te verbeteren, er een samengestelde procesapparatuur zal zijn die het RP-proces en het traditionele proces combineert.

Vanuit het perspectief van de apparatuur zelf en materialen, zijn de belangrijkste onderzoeksrichtingen gericht op verwerkingsmethoden, verwerkingsapparatuur, lasergeneratoren en materialen, met als doel de sterkte, duurzaamheid en precisie van de producten en de cyclus van de producten te verbeteren. Deze studies zullen uiteindelijk een krachtige impuls geven aan de overgang van rapid prototyping naar rapid manufacturing.

Op het gebied van componenten kan 3D-printtechnologie worden gebruikt om snel complexe producten te produceren. Op het gebied van traditionele autoproductie vereist de ontwikkeling van auto-onderdelen vaak langdurig onderzoek en ontwikkeling en verificatie. Van de R&D tot de testfase is het ook nodig om een ​​onderdeelmal te maken, wat niet alleen lang maar ook kostbaar is. Als er een probleem is, vereist het wijzigen van de onderdeelstructuur enzovoort ook dezelfde lange cyclus. En met 3D-printtechnologie kunnen snel complexe onderdelen worden gemaakt. Als er een probleem is met de test, wijzigt u het 3D-bestand en drukt u het opnieuw af om het opnieuw te testen. Het kan gezegd worden dat 3D-printtechnologie de ontwikkeling van toekomstige onderdelen goedkoper en efficiënter maakt.