Co to jest model szybkiego prototypu?
Model szybkiego prototypu jest zazwyczaj częścią z tworzywa sztucznego lub metalu utworzoną na podstawie rysunku komputerowego, co pozwala klientowi na sprawdzenie opracowywanego produktu. Od końca XX wieku opracowano oprogramowanie komputerowe, które pozwoliło projektantom tworzyć trójwymiarowe rysunki (3D). Równoległy rozwój sprzętu, który mógłby tworzyć struktury fizyczne na podstawie tych rysunków, doprowadził do szybkiego modelowania.
Projektowanie części za pomocą oprogramowania 3D rozpoczyna się od rysunku koncepcyjnego pożądanej części. Projektant może wziąć ten rysunek i stworzyć oparty na oprogramowaniu model 3D, który umożliwia oglądanie części pod różnymi kątami lub orientacjami. To oprogramowanie może również wirtualnie demontować część, aby pokazać klientowi, w jaki sposób montaż może odbywać się w zakładzie przemysłowym. Projektowanie oprogramowania często obejmuje możliwość „testowania” części w różnych warunkach obciążenia lub oddziaływania w celu oszacowania awarii części lub wad projektowych.
Szybkie opracowanie prototypowego modelu stało się rzeczywistością wraz z wprowadzeniem drukarek 3D. Kilka różnych technologii ewoluowało pod koniec XX wieku, ale wszystkie były powiązane z programami do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD), które tworzyły modele oprogramowania. Wszystkie drukarki 3D wykorzystują technikę budowania kolejno kolejnych warstw plastiku lub metali, aby utworzyć fizyczną próbkę części.
Jeden typ drukarki używał drobnego proszku wewnątrz szafki drukarki. Oprogramowanie komputerowe przekształciło rysunek w tysiące bardzo drobnych warstw, takich jak pocięcie obrazu na bardzo cienki. Drukarka natryskała spoiwo chemiczne na proszek w kształcie najniższej warstwy. Następnie na tę warstwę zmieszano proszek i płaską tacę obniżyła niewielką ilość. Dodano kolejną warstwę spoiwa i proszku i tak dalej, aż do wykonania części 3D. W zależności od złożoności części drukarka może potrzebować kilku dni na ukończenie jednej próbki.
Inny rodzaj szybkiej prototypowej drukarki modelowej wykorzystał topliwy plastik. Dysza umieszczała małe kropki stopionego materiału na tacy drukarki w kolejnych warstwach, aby utworzyć część. Części te były często użyteczne bezpośrednio z maszyny, ponieważ warstwy tworzywa sztucznego tworzyły solidny prototyp z tworzywa sztucznego. Było to ulepszenie w stosunku do niektórych drukarek proszkowych, które stworzyły części, które można obsługiwać, ale mogą nie być wystarczająco mocne do testowania lub faktycznego użycia.
Proces zwany spiekaniem metalu mógłby również stworzyć szybki prototypowy model. Metal, taki jak aluminium lub miedź o stosunkowo niskiej temperaturze topnienia, może być stosowany w drukarce 3D w podobny sposób jak stopione tworzywo sztuczne. Gotowa metalowa część często nie wymagała dalszej obróbki i mogła być używana bezpośrednio z maszyny do testowania lub dalszego rozwoju.
Wiele produktów w XXI wieku zostało całkowicie zaprojektowanych w oprogramowaniu CAD, dzięki czemu obraz wirtualny jest szybkim prototypowym modelem, bez potrzeby wykonywania fizycznej próbki. Stało się to powszechne w przypadku dużych maszyn przemysłowych, samolotów i dużych pojazdów, takich jak statki. Wiele części było zbyt dużych, aby stworzyć osobne prototypy, lub opóźniałoby opracowanie produktu końcowego.
Inżynierowie opracowali testy oprogramowania, które mogą symulować rzeczywiste warunki testowania, co wyeliminowało potrzebę testów prototypowych. Pierwszy samolot komercyjny został zaprojektowany w ten sposób pod koniec XX wieku. Komercyjny samolot odrzutowy został zbudowany całkowicie w komputerze, przechodząc od projektu bezpośrednio do samolotu zdolnego do lotu bez pośrednich prototypów.