Sürətli prototipləmə

Selektiv lazer sinterləmə (SLS) istifadə edərək sürətli prototipləmə maşını

3D model dilimləmə
Sürətli prototipləşdirmə üçölçülü kompüter dəstəkli dizayn (CAD) məlumatlarından istifadə edərək fiziki hissənin və ya montajın miqyaslı modelini tez bir zamanda hazırlamaq üçün istifadə olunan texnikalar qrupudur.Hissə və ya montajın tikintisi adətən 3D çap və ya “əlavə təbəqə istehsalı” texnologiyasından istifadə etməklə həyata keçirilir.

Sürətli prototipləşdirmə üçün ilk üsullar 1980-ci illərin ortalarında mövcud oldu və modellər və prototip hissələri istehsal etmək üçün istifadə edildi.Bu gün onlar geniş çeşiddə tətbiqlər üçün istifadə olunur və səciyyəvi əlverişsiz qısamüddətli iqtisadiyyat olmadan arzu olunarsa, nisbətən az sayda istehsal keyfiyyətli hissələri istehsal etmək üçün istifadə olunur.Bu iqtisadiyyat onlayn xidmət bürolarını təşviq etdi.RP texnologiyasının tarixi araşdırmaları 19-cu əsr heykəltəraşları tərəfindən istifadə edilən simulakra istehsal üsullarının müzakirəsi ilə başlayır.Bəzi müasir heykəltəraşlar sərgilər və müxtəlif əşyalar hazırlamaq üçün nəsil texnologiyasından istifadə edirlər.Verilənlər toplusundan dizaynları təkrar istehsal etmək imkanı hüquqlarla bağlı problemlərin yaranmasına səbəb oldu, çünki indi bir ölçülü şəkillərdən həcmli məlumatları interpolyasiya etmək mümkündür.

CNC çıxarma üsullarında olduğu kimi, ənənəvi sürətli prototipləmə prosesində kompüter dəstəkli dizayn - kompüter dəstəkli istehsal CAD -CAM iş axını ya CAD iş stansiyasından istifadə edərək 3D bərk cisim kimi, ya da bir CAD iş stansiyasından istifadə edərək 2D dilimlər şəklində həndəsi məlumatların yaradılması ilə başlayır. skan cihazı.Sürətli prototipləmə üçün bu məlumatlar etibarlı həndəsi modeli təmsil etməlidir;daha doğrusu, sərhəd səthləri məhdud bir həcmi əhatə edən, içərini açan heç bir deşik olmayan və geriyə bükülməyən biri.Başqa sözlə, obyektin “daxili” olmalıdır.Model o zaman etibarlı sayılır ki, 3D məkanındakı hər bir nöqtə üçün kompüter həmin nöqtənin modelin sərhəd səthinin daxilində, üzərində və ya xaricində olmasını unikal şəkildə müəyyən edə bilsin.CAD post-prosessorları proqram təchizatçılarının daxili CAD həndəsi formalarını (məsələn, B-splines) sadələşdirilmiş riyazi forma ilə təxmin edəcək, bu da öz növbəsində əlavə istehsalda ümumi xüsusiyyət olan müəyyən məlumat formatında ifadə edilir: STL fayl formatı, bərk həndəsi modelləri SFF maşınlarına köçürmək üçün faktiki standart.

Faktiki SFF, sürətli prototipləmə, 3D çap və ya əlavə istehsal mexanizmini idarə etmək üçün lazımi hərəkətə nəzarət trayektoriyalarını əldə etmək üçün hazırlanmış həndəsi model adətən təbəqələrə kəsilir və dilimlər xətlərə skan edilir (yaratmaq üçün istifadə olunan "2D rəsm" istehsal olunur. CNC-nin alət yolunda olduğu kimi trayektoriya), qat-qat fiziki tikinti prosesini tərsinə təqlid edir.

1. Tətbiq sahələri
Sürətli prototipləşdirmə, həmçinin Aerokosmik, Avtomobil, Maliyyə Xidmətləri, Məhsulların inkişafı və Səhiyyə kimi yeni biznes modellərini və tətbiqi arxitekturalarını sınamaq üçün proqram mühəndisliyində də tətbiq olunur.Aerokosmik dizayn və sənaye komandaları sənayedə yeni AM metodologiyaları yaratmaq üçün prototipləşdirməyə etibar edirlər.SLA-dan istifadə edərək, onlar bir neçə gün ərzində tez bir zamanda layihələrinin bir neçə versiyasını yarada və daha tez sınaqdan keçirə bilərlər.Sürətli Prototipləşdirmə dizaynerlərə/yaradıcılara prototipə çox vaxt və pul sərf etməzdən əvvəl hazır məhsulun necə çıxacağı barədə dəqiq fikir təqdim etməyə imkan verir.Sürətli Prototipləmə üçün istifadə edilən 3D çap, Sənaye 3D çapını həyata keçirməyə imkan verir.Bununla siz qısa müddət ərzində ehtiyat hissələrin sürətlə çıxarılması üçün böyük miqyaslı qəliblərə sahib ola bilərsiniz.

2. Tarix
1970-ci illərdə Cozef Henri Kondon və Bell Laboratoriyasında başqaları tədqiqat və inkişaf məqsədləri üçün dövrə lövhələrinin hazırlanması üçün çertyojların əl ilə çevrilməsi kimi zəhmətli və xətaya meylli işi avtomatlaşdıran Unix Circuit Design System (UCDS) işləyib hazırladılar.

1980-ci illərdə ABŞ siyasətçiləri və sənaye menecerləri Amerikanın dəzgah istehsalı sahəsindəki üstünlüyünün dəzgah böhranı adlandırılan buxarlandığını nəzərə almağa məcbur oldular.Çoxsaylı layihələr ABŞ-da başlayan ənənəvi CNC CAM sahəsində bu tendensiyaların qarşısını almağa çalışdı.Daha sonra Rapid Prototyping Systems kommersiyalaşdırılmaq üçün laboratoriyalardan köçəndə məlum oldu ki, inkişaflar artıq beynəlxalq xarakter daşıyır və ABŞ-ın sürətli prototipləmə şirkətləri aparıcının itməsinə imkan vermək dəbdəbəsinə malik olmayacaqlar.Milli Elm Fondu Milli Aeronavtika və Kosmos Administrasiyası (NASA), ABŞ Energetika Departamenti, ABŞ Ticarət Departamenti NIST, ABŞ Müdafiə Nazirliyi, Müdafiə Qabaqcıl Tədqiqat Layihələri Agentliyi (DARPA) və İqtisadiyyat Nazirliyi üçün çətir idi. Dəniz Tədqiqatları, strateji planlaşdırıcıları müzakirələrində məlumatlandırmaq üçün tədqiqatları əlaqələndirdi.Belə hesabatlardan biri 1997-ci ildə Avropada və Yaponiyada Sürətli Prototipləşdirmə Paneli Hesabatı idi, burada DTM Korporasiyasının təsisçisi Cozef C. Beaman tarixi perspektiv təqdim edir:

Sürətli prototipləmə texnologiyasının köklərini topoqrafiya və fotoheykəltəraşlıq təcrübələrində axtarmaq olar.TOPOQRAFİYA çərçivəsində Blanther (1892) qaldırılmış relyefli kağız topoqrafik xəritələr üçün qəlib hazırlamaq üçün laylı üsul təklif etdi. Proses sonra üst-üstə yığılan bir sıra plitələrdə kontur xətlərinin kəsilməsini nəzərdə tuturdu.Mitsubishi-dən Matsubara (1974) tökmə qəlibini hazırlamaq üçün üst-üstə yığılmış nazik təbəqələr yaratmaq üçün fotosərtləşdirici fotopolimer qatranı ilə topoqrafik prosesi təklif etdi.FOTOKƏLBƏ obyektlərin dəqiq üçölçülü replikalarını yaratmaq üçün 19-cu əsr texnikası idi.Ən məşhuru Francois Willeme (1860) 24 kameranı dairəvi massivdə yerləşdirdi və eyni zamanda bir obyektin şəklini çəkdi.Hər bir fotoşəkilin silueti daha sonra replika oymaq üçün istifadə edilmişdir.Morioka (1935, 1944) obyektin kontur xətlərini fotoqrafiya yaratmaq üçün strukturlaşdırılmış işıqdan istifadə edərək hibrid foto heykəltəraşlıq və topoqrafik proses hazırladı.Xətlər daha sonra təbəqələrə çevrilə və kəsilə və yığıla bilər və ya oyma üçün ehtiyat materialına proqnozlaşdırıla bilər.Munz (1956) Prosesi, endirmə porşenində foto emulsiyanı qat-qat seçərək ifşa etməklə obyektin üçölçülü görüntüsünü bərpa etdi.Təsbit edildikdən sonra bərk şəffaf silindr obyektin şəklini ehtiva edir.

- Cozef J. Beaman
“Sürətli Prototipləşdirmənin Mənşəyi – RP daim inkişaf edən CAD sənayesindən, daha dəqiq desək, CAD-nin möhkəm modelləşdirmə tərəfindən qaynaqlanır.1980-ci illərin sonlarında bərk modelləşdirmə təqdim edilməzdən əvvəl tel çərçivələr və səthlərlə üçölçülü modellər yaradılmışdır.Lakin əsl bərk modelləşdirmənin inkişafına qədər RP kimi innovativ proseslər inkişaf etdirilə bilməz.1986-cı ildə 3D Sistemlərinin tapılmasına kömək edən Çarlz Hull ilk RP prosesini inkişaf etdirdi.Stereolitoqrafiya adlanan bu proses müəyyən ultrabənövşəyi işığa həssas maye qatranların nazik ardıcıl təbəqələrini aşağı güclü lazerlə müalicə etməklə obyektlər qurur.RP-nin tətbiqi ilə CAD bərk modelləri birdən-birə canlana bilər”.

Solid Freeform Fabrication kimi istinad edilən texnologiyalar bu gün sürətli prototipləşdirmə, 3D çap və ya əlavə istehsal kimi tanıdığımız texnologiyalardır: Swainson (1977), Schwerzel (1984) iki kompüter tərəfindən idarə olunan lazer şüalarının kəsişməsində fotohəssas polimerin polimerləşməsi üzərində işləmişdir.Ciraud (1972) sinterlənmiş səth örtüyü üçün elektron şüası, lazer və ya plazma ilə maqnitostatik və ya elektrostatik çökmə hesab etmişdir.Bunların hamısı təklif edilmişdi, lakin işlək maşınların tikilib-inşa edilmədiyi məlum deyil.Naqoya Bələdiyyə Sənaye Tədqiqat İnstitutundan Hideo Kodama ilk dəfə fotopolimer sürətli prototipləmə sistemindən istifadə edərək hazırlanmış bərk modelin hesabını dərc etdi (1981).Fused Deposition Modeling (FDM) əsasında ilk 3D sürətli prototipləmə sistemi 1992-ci ilin aprelində Stratasys tərəfindən hazırlanmışdır, lakin patent 9 iyun 1992-ci ilə qədər verilməmişdir. Sanders Prototype, Inc. 4 avqust 1992-ci ildə ixtira (Helinski), 1993-cü ilin sonlarında Modelmaker 6Pro və daha sonra 1997-ci ildə daha böyük sənaye 3D printeri, Modelmaker 2. 1995-ci ildə bazara çıxdı. Hətta o erkən tarixdə texnologiya istehsal praktikasında öz yerini tutdu.Aşağı rezolyusiya, aşağı güc çıxışı dizaynın yoxlanılması, qəliblərin hazırlanması, istehsal çubuqları və digər sahələrdə əhəmiyyət kəsb edirdi.Nəticələr davamlı olaraq daha yüksək spesifikasiya istifadələrinə doğru irəliləmişdir.Sanders Prototype, Inc. (Solidscape) CAD modellərinin Termoplastik nümunələrini yaratmaq üçün Modelmaker 6Pro ilə Rapid Prototyping 3D Printing istehsalçısı kimi başlamışdır.

Sürəti və kütləvi istehsal tətbiqlərinin öhdəsindən gəlmək qabiliyyətini artırmaq üçün daim yeniliklər axtarılır.RP-nin əlaqəli CNC sahələri ilə paylaşdığı dramatik inkişaf, bütöv bir CAD-CAM alətlər silsiləsi təşkil edən yüksək səviyyəli proqramların pulsuz açıq mənbəyidir.Bu, aşağı keyfiyyətli cihaz istehsalçıları birliyini yaratdı.Həvəslə məşğul olanlar hətta daha tələbkar lazer effektli cihaz dizaynlarına girişdilər

1993-cü ildə nəşr olunan RP Prosesləri və ya İstehsal Texnologiyalarının ən erkən siyahısı Marshall Burns tərəfindən yazılmışdır və hər bir prosesi çox ətraflı izah edir.O, həmçinin aşağıdakı siyahıdakı adların sələfi olan bəzi texnologiyaların adını çəkir.Məsələn: Visual Impact Corporation yalnız mumun çökdürülməsi üçün prototip printer istehsal etdi və sonra patenti Sanders Prototype, Inc-ə lisenziyalaşdırdı.BPM eyni inkjetlərdən və materiallardan istifadə etdi.