Hvad er en hurtig prototypemodel?

En hurtig prototypemodel er typisk en plast- eller metaldel oprettet fra en computertegning, som tillader en kunde at gennemgå et produkt under udvikling. Fra slutningen af ​​det tyvende århundrede blev der udviklet computersoftware, der gjorde det muligt for designere at oprette tredimensionelle (3D) tegninger. Parallel udvikling af udstyr, der kunne skabe fysiske strukturer fra disse tegninger, førte til forretningen med hurtig modellering.

Designet af en del ved hjælp af 3D-software starter med en konceptuel tegning af en ønsket del. En designer kan tage denne tegning og oprette en softwarebaseret 3D-model, der gør det muligt at se en del fra forskellige vinkler eller orienteringer. Denne software kan også praktisk taget adskille delen for at vise en kunde, hvordan montering kan forekomme i et industrianlæg. Softwaredesign inkluderer ofte muligheden for at "teste" delen under forskellige stress- eller påvirkningsbetingelser for at estimere delfejl eller designfejl.

Hurtig prototype-modeludvikling blev en realitet med introduktionen af ​​3D-printere. Flere forskellige teknologier udviklede sig i slutningen af ​​det 20. århundrede, men alle var knyttet til de computer-aided design (CAD) programmer, der skabte softwaremodeller. Alle 3D-printere bruger en teknik til at bygge successive lag af plast eller metaller i rækkefølge for at skabe en fysisk prøve af delen.

En type printer brugte et fint pulver inde i et printerkabinet. Computersoftware gjorde tegningen til tusinder af ekstremt fine lag, som at skære billedet ekstremt tynd. Printeren sprøjtede et kemisk bindemiddel over pulveret i form af det laveste lag. Pulver blev derefter blandet på dette lag, og den flade bakke sænkede en lille mængde. Det næste lag med bindemiddel og pulver blev tilsat, og så videre, indtil en 3D-del blev fremstillet. Afhængig af komplexiteten af ​​delen, kan printeren muligvis køre i dage for at udføre en prøve.

En anden type hurtig prototypemodelprinter brugte en smeltbar plast. En dyse anbragte små prikker af det smeltede materiale på printerbakken i successive lag for at opbygge en del. Disse dele blev ofte anvendelige direkte fra maskinen, fordi lagene af plast dannede en solid plastprototype. Dette var en forbedring i forhold til nogle pulverprintere, som skabte dele, der kunne håndteres, men muligvis ikke var stærke nok til test eller faktisk brug.

En proces kaldet metal sintring kunne også skabe en hurtig prototypemodel. Et metal såsom aluminium eller kobber med et relativt lavt smeltepunkt kunne anvendes i en 3D-printer på en lignende måde som en smeltet plast. Den færdige metaldel krævede ofte ingen yderligere forarbejdning og kunne bruges direkte fra maskinen til test eller videreudvikling.

Mange produkter i det 21. århundrede blev totalt designet i CAD-software, hvilket gjorde det virtuelle billede til en hurtig prototypemodel uden behov for en fysisk prøve. Dette blev almindeligt for store industrimaskiner, fly og store køretøjer såsom skibe. Mange dele var for store til at skabe separate prototyper eller ville have forsinket den endelige produktudvikling.

Ingeniører udviklede softwaretestning, der kunne simulere reelle testbetingelser, hvilket eliminerede behovet for prototypetest. Det første kommercielle fly blev designet på denne måde i slutningen af ​​det 20. århundrede. Et kommercielt jetfly blev bygget helt i en computer og gik fra et design direkte til et fly-kapabelt fly uden mellemliggende prototyper.