Hoe 3D-printprototypes uw ontwerpproces een boost kunnen geven

Prototyping is een voor de hand liggend proces en de eerste stap voor elke ontwerpcyclus. Zorg ervoor dat uw onderdeel op een bepaalde manier aanvoelt, in een assemblage past of standhoudt onder extreme omstandigheden. Als het gaat om productietechnieken, blijven 3D-printprototypes koning.

3D-printen begon met het enige doel om snelle prototypes te maken. In de decennia die zijn verstreken sinds de uitvinding, heeft de technologie toepassingen gevonden in alles, van het maken van tandheelkundige aligners tot de productie van onderdelen voor straalmotoren; als het echter gaat om toepassingen voor de technologie, zelfs vandaag de dag, is er geen populairder dan prototypes voor 3D-printen.

In het begin werd 3D-printen voornamelijk gebruikt door grote bedrijven vanwege de hoge kostenbarrières, maar tegenwoordig is de toegankelijkheid verbeterd, waardoor bedrijven van elke omvang de technologie kunnen gebruiken om prototypes in 3D te printen en nog veel meer.

WAT ZIJN DE VOORDELEN VAN PROTOTYPES VOOR 3D-PRINTEN?

VERMINDER DOORLOOPTIJD

Traditionele productieprocessen zijn geschikt voor massaproductie, maar grotendeels pijnlijk voor productie in kleine volumes. Dit is een van de redenen waarom prototypen vóór de komst van 3D-printers moeilijk te vervaardigen waren. Prototyping moest vaak worden uitbesteed aan gespecialiseerde bedrijven, wat gepaard ging met extra kosten en een aanzienlijk lange doorlooptijd om iteraties van het voltooide prototype te ontvangen. Maar met 3D-printen kunnen prototypes nu on-demand en binnen een paar uur of dagen worden vervaardigd. Met name Fused Deposition Modeling (FDM) 3D-printers kunnen snel kleine hoeveelheden prototypes produceren in een reeks materialen.

BREID UW MATERILE BIBLIOTHEEK UIT

De opkomst van 3D-printen maakte plaats voor een toename van nieuwe materialen met verschillende fysische en chemische eigenschappen die kunnen worden gebruikt om functionele prototypen te produceren. Fabrikanten hebben nu een breed scala aan materialen om uit te kiezen, afhankelijk van hun behoeften. In specifieke gevallen werken materiaalleveranciers ook samen met bedrijven om hun aanbod aan te passen en toepassingsspecifieke materialen te creëren.

Tegenwoordig worden 3D-printmaterialen zoals PETG, nylon koolstofvezel, PC-ABS en vele andere algemeen gebruikt in 3D-printen.

VERLAAG KOSTEN

In de loop der jaren zijn de kosten van 3D-printen aanzienlijk gedaald, voornamelijk toegeschreven aan de beschikbaarheid van 3D-printers zoals de MakerBot METHOD-serie die betaalbaarheid, toegankelijkheid en de mogelijkheid bieden om met meerdere materialen te printen. Als je kijkt naar de arbeidstijd en kosten van traditionele prototyping, zijn 3D-printprototypes veel goedkoper dan de traditioneel vervaardigde prototypes.

SNELLE WIJZIGINGEN EN ITERATIES

Prototyping is inherent een trial and error-test. Ingenieurs moeten een lus volgen (ontwerp-prototype-evalueren-itereren-ontwerpmodificatie) om een ​​ontwerp af te ronden. Met 3D-printen zijn prototypes gemakkelijk beschikbaar en kunnen ontwerpers en ingenieurs vorm, pasvorm en functie veel eerder en vaker controleren, wat resulteert in een aanzienlijke vermindering van risico's en kostenoverschrijdingen verderop in de productielevenscyclus.

DRIE DINGEN OM TE OVERWEGEN VOORDAT U EEN PROTOTYPE 3D AFDRUKT

1. EINDPRODUCT

Een van de belangrijkste aspecten om te overwegen voordat een prototype 3D wordt geprint, is de toepassing van het eindproduct. In sommige gevallen moet het prototype het eindproduct dimensionaal, functioneel of esthetisch nabootsen. In andere gevallen kan het prototype slechts een enkel onderdeel zijn dat moet worden gecontroleerd op zijn pasvorm in een assemblage. Nog eenvoudiger:een conceptmodel moet mogelijk de vorm en het gevoel van een product in de handen van een gebruiker doorgeven voordat het industriële basisontwerp wordt gekozen.

2. 3D-PRINTTECHNOLOGIE

Afhankelijk van het type prototype en de toepassing ervan, moet een ingenieur beslissen welke 3D-printtechnologie moet worden gebruikt. Voor functionele prototypes wordt vaak Fused Deposition Modeling (FDM) gebruikt. FDM wordt ook gebruikt voor onderdelen die eigenschappen van meer dan 100 micron vereisen. Voor esthetisch aantrekkelijke prototypes worden technologieën zoals Stereolithography (SLA) of Polyjet gebruikt. En in bepaalde gevallen kan het zinvol zijn om een ​​combinatie van additieve en subtractieve fabricagetechnologieën te gebruiken voor het beste prototyperesultaat.

3. ONTWERPRICHTLIJNEN

Bij het 3D-printen van prototypes moet u rekening houden met ontwerprichtlijnen zoals wanddikte, waterdicht ontwerp, meerdere schalen of de minimale functiegrootte behouden volgens de 3D-printtechnologie. Dit is vergelijkbaar met overwegingen die u zou willen maken bij het gebruik van andere productietechnologieën; met 3D-printen heb je echter toegang tot een geheel nieuwe reeks geometrische vrijheden dan met subtractieve technologieën.

Lees dit artikel verder om meer te weten te komen over de soorten 3D-printprototypes en populaire materialen voor deze prototypes.

Eerder vermeld op de website van Makerbot.