Snel Prototypemodellen: Hoe Ze Werken en Waarom Ze Belangrijk Zijn

Een snel prototypemodel is typisch een plastic of metaal onderdeel gecreëerd uit een computertekening, wat een klant in staat stelt een product in ontwikkeling te beoordelen. Beginnend in de late twintigste eeuw, werd computertsoftware ontwikkeld die ontwerpers in staat stelde driedimensionale (3D) tekeningen te maken. Parallelle ontwikkeling van apparatuur die fysieke structuren kon creëren uit deze tekeningen leidde tot het bedrijf van snelle modellering.

Ontwerp met 3D Software

Het ontwerp van een onderdeel met 3D software begint met een conceptuele tekening van een gewenst onderdeel. Een ontwerper kan deze tekening nemen en een software-gebaseerd 3D model creëren, wat een onderdeel toestaat om vanuit verschillende hoeken of oriëntaties bekeken te worden. Deze software kan het onderdeel ook virtueel demonteren om een klant te laten zien hoe montage in een industriële installatie kan plaatsvinden. Softwareontwerp omvat vaak de mogelijkheid om het onderdeel te 'testen' onder verschillende condities van spanning of impact om onderdeelfouten of ontwerpfouten te schatten.

3D Printers en Technologieën

Snel prototypemodel ontwikkeling werd realiteit met de introductie van 3D printers. Verscheidene verschillende technologieën evolveerden in de late twintigste eeuw, maar alle waren gekoppeld aan de computer-ondersteunde ontwerp (CAD) programma's die softwaremodellen creëerden. Alle 3D printers gebruiken een techniek van het bouwen van opeenvolgende lagen van plastic of metaal in sequentie om een fysiek monster van het onderdeel te creëren.

Eén type printer gebruikte een fijn poeder binnenin een printerkast. Computersoftware zette de tekening om in duizenden extreem fijne lagen, alsof de afbeelding extreem dun gesneden werd. De printer spoot een chemische binder over het poeder in de vorm van de laagste laag. Poeder werd vervolgens op deze laag gemengd, en de platte bak zakte een minuscuul bedrag. De volgende laag binder en poeder werden toegevoegd, en zo verder, tot een 3D onderdeel gemaakt was. Afhankelijk van de complexiteit van het onderdeel, mocht de printer dagen nodig hebben om één monster te voltooien.

Een ander type snel prototypemodel printer gebruikte een smeltbaar plastic. Een mondstuk plaatste minuscule stipjes van het gesmolten materiaal op het printerbakje in opeenvolgende lagen om een onderdeel op te bouwen. Deze onderdelen waren vaak direct bruikbaar uit de machine, omdat de lagen plastic een vast plastic prototype vormden. Dit was een verbetering ten opzichte van sommige poederprinters, die onderdelen creëerden die gehanteerd konden worden, maar misschien niet sterk genoeg waren voor testen of daadwerkelijk gebruik.

Een proces genaamd metaalsinteren kon ook een snel prototypemodel creëren. Een metaal zoals aluminium of koper met een relatief laag smeltpunt kon in een 3D printer op een vergelijkbare manier als gesmolten plastic gebruikt worden. Het afgeronde metaal onderdeel vereiste vaak geen verdere verwerking, en kon direct uit de machine gebruikt worden voor testen of verdere ontwikkeling.

Virtuele Prototypes en Simulatie

Veel producten in de 21e eeuw werden volledig ontworpen in CAD software, wat de virtuele afbeelding een snel prototypemodel maakte, zonder de noodzaak voor een fysiek monster te maken. Dit werd gebruikelijk voor grote industriële machines, vliegtuigen en grote voertuigen zoals schepen. Veel onderdelen waren te groot om afzonderlijke prototypes te maken, of zouden de eindproductontwikkeling hebben vertraagd.

Ingenieurs ontwikkelden softwaretesten die echte testcondities konden simuleren, wat de noodzaak voor prototypetests elimineerde. Het eerste commerciële vliegtuig werd op deze manier ontworpen in de late 20e eeuw. Een commercieel straalvliegtuig werd volledig in een computer gebouwd, gaande van een ontwerp direct naar een vluchtkundig vliegtuig zonder intermediaire prototypes.

About Mechanics staat bekend om accurate en betrouwbare informatie. We selecteren zorgvuldig betrouwbare bronnen en hanteren een streng feitencontroleproces om de hoogste standaarden te waarborgen. Lees ons editoriële proces voor meer informatie over onze toewijding aan nauwkeurigheid.