Co to jest szybki prototyp 3D?
Rzeźbienie Dawida Michała Anioła wielkości szachowego kawałka jest prostą sprawą dla komputera wykorzystującego trójwymiarową lub 3D technologię szybkiego prototypu (RP). W podobny sposób, w jaki drukarka atramentowa wytwarza dwuwymiarowy obraz ze zdigitalizowanego pliku, technologia szybkiego prototypowania 3D może zrobić to samo z rzeczywistymi obiektami do obsługi w rzeczywistej przestrzeni. Opierając się na licznych technikach, sprzęcie i materiałach, szybkie prototypowe procesy 3D zazwyczaj działają z komputerowych obiektów kreślarskich (CAD) do projektowania lub produkcji; konstruują je, generując jednocześnie jedną warstwę materiału, aż powstanie idealna replika. Ta konstrukcja pomaga stworzyć niemal nieograniczoną liczbę skomplikowanych kształtów i przedmiotów, rewolucjonizując wydajność projektowania i produkcji.
Prototypowanie zasadniczo składa się z trzech aspektów: konstruowania modeli do produkcji, przeglądu produktu i udoskonalania. Użytkownicy przekształcają schematy komputerowe bezpośrednio w prototypy. Projekty są oceniane przed rozpoczęciem kosztownych procesów produkcyjnych, a powierzchnie i wykończenia produktów mogą być testowane.
Producenci mogą dostosowywać niemal niezliczone kształty produktów do masowej produkcji lub personalizacji klienta. Iteracje lub warianty prototypów można udoskonalić, aby pasowały po sprawdzeniu przez zespoły produkcyjne lub klientów. Pozwala to na większą elastyczność i niższe koszty opracowywania produktu w porównaniu z tradycyjnym czasochłonnym prototypowaniem maszynowym lub ręcznym.
Zasadniczo proces RP odnosi się do zautomatyzowanej, addytywnej konstrukcji obiektu; to znaczy obiekty są tworzone przez dodawanie jednego arkusza, proszku lub warstwy cieczy na raz, aż do utworzenia obiektu. Wykonanie szybkiego prototypu 3D odnosi się do wysokiej jakości produkcji precyzyjnych produktów zaprojektowanych zgodnie ze specyfikacjami technicznymi. Liczne techniki pozwalają na budowę części, modeli i oprzyrządowania; mogą one obejmować, między innymi, stereolitografię, modelowanie stopionego osadzania, konsolidację ultradźwiękową i selektywne spiekanie laserowe. Te addytywne metody konstrukcyjne pokrywają przekroje warstwami technikami takimi jak topienie laserowe, utwardzanie w płynie, frezowanie lub spawanie w celu dostosowania do określonych materiałów, takich jak żywice lub folie. Zastosowanie RP może radykalnie obniżyć koszty materiałów i robocizny, a także czasu; modele można konstruować w ciągu kilku godzin lub dni.
Na mniejszą skalę druk 3D jest powszechną techniką, która jest czasami nazywana szybką prototypową konstrukcją 3D. Ta operacja wykorzystuje jednak do projektowania mniejszą maszynę biurkową, ale brakuje jej schematycznej precyzji wymiarowej lub wszechstronności materiałowej metod szybkiego prototypowania 3D stosowanych w produkcji. Proces drukarki 3D jest zwykle używany do tworzenia wyrzucanych modeli do praktycznych demonstracji, podczas gdy bardziej złożone maszyny RP mają wzorce narzędzi, które pomagają w samym procesie produkcyjnym. Ponadto drukarki 3D mogą oferować tylko kilka opcji materiałowych, podczas gdy RP może obsługiwać dziesiątki materiałów, takich jak żywice i fotopolimery, w celu powielania materiałów produkcyjnych, takich jak tworzywa termoplastyczne.
Szybkie prototypowanie może mieć długoterminowe implikacje dla przemysłu w taki sam sposób, jak linia montażowa zrewolucjonizowała produkcję. Tradycyjnie koszty produkcji zmniejszają się z upływem czasu przez cały okres użytkowania linii produktów. Dzięki szybkiemu prototypowaniu koszt wyprodukowania zaledwie kilku sztuk nie różni się od kosztu wytworzenia tysięcy. Chociaż może to pomóc w liczeniu mniejszych produktów dla zamówień niestandardowych, potencjalny wpływ tego warunku na sposób rozumienia korzyści skali nie jest znany. Produkcja przy użyciu technologii szybkiego prototypowania 3D może nadal łączyć etapy projektowania i produkcji w bardziej wydajne procesy.