Vad är en 3D-snabbprototyp?
Att skulptera Michelangelos David i storleken på ett schackstycke är en enkel sak för en dator som använder tredimensionell, eller 3D, snabb prototyp (RP) -teknologi. På samma sätt som en bläckstråleskrivare producerar en tvådimensionell bild från en digitaliserad fil, kan 3D-prototyptekniken göra samma sak med faktiska objekt för hantering i verkligt utrymme. Förlita sig på många tekniker, utrustning och material, snabba 3D-prototypprocesser arbetar vanligtvis från datorstödd föremål (CAD) för design eller tillverkning; de konstruerar dem genom att generera ett skikt av material i taget tills en perfekt replika bildas. Denna konstruktion hjälper till att skapa ett nästan obegränsat antal komplexa former och objekt, vilket revolutionerar design och produktionseffektivitet.
Prototypning består i allmänhet av tre aspekter: konstruktion av modeller för tillverkning, produktgranskning och förfining. Användare förvandlar datorscheman direkt till prototyper. Konstruktioner utvärderas innan kostsamma produktionsprocesser börjar och produktytor och ytbehandling kan testas.
Tillverkare kan anpassa nästan otaliga produktformer för massproduktion eller kundanpassning. Prototype iterationer eller variationer kan förfinas så att de passar efter granskning från produktionsteam eller kunder. Detta möjliggör större flexibilitet och lägre kostnader för produktutveckling jämfört med traditionell tidskrävande prototypning med maskin eller hand.
I huvudsak hänvisar RP-processen till en automatiserad, additiv konstruktion av ett objekt; det vill säga, objekt skapas genom att lägga till ett ark, pulver eller vätskeskikt åt gången tills ett objekt bildas. Tillverkningen av en snabb 3D-prototyp avser avancerad tillverkning av precisionsprodukter designade enligt tekniska specifikationer. Många tekniker tillåter konstruktion av delar, modeller och verktyg; dessa kan inkludera stereolitografi, smält deponeringsmodellering, ultraljudskonsolidering och selektiv lasersintring, bland andra. Dessa additiva konstruktionsmetoder lager tvärsnitt med tekniker som lasersmältning, vätskehärdning, pärlor eller svetsning för att rymma specifika material som hartser eller folier. Användningen av RP kan dramatiskt sänka kostnaderna för material och arbete såväl som tid; modeller kan konstrueras inom timmar eller dagar.
I mindre skala är 3D-utskrift en vanlig teknik som ibland kallas 3D-prototypkonstruktion. Denna operation använder emellertid en mindre stationär maskin för design, men saknar den schematiska dimensionella precisionen eller materialets mångsidighet för snabba 3D-prototypmetoder som används vid tillverkningen. 3D-skrivarprocessen används vanligtvis för att skapa kastmodeller för praktiska demonstrationer, medan mer komplexa RP-maskiner har verktygsmönster för att underlätta själva produktionsprocessen. Dessutom kan 3D-skrivare bara erbjuda några få materialalternativ, medan RP kan betjäna dussintals material, såsom hartser och fotopolymerer, för att duplicera produktionsmaterial som termoplast.
Snabb prototypning kan ha långsiktiga konsekvenser för industrin på samma sätt som monteringslinjen revolutionerade tillverkningen. Traditionellt sjunker tillverkningskostnaderna med tiden över produktlinjens livslängd. Med snabb prototypning är kostnaden för att producera bara några få enheter inte annorlunda än kostnaden för att producera tusentals. Även om detta kan bidra till att underlätta mindre produktantal för anpassade beställningar, är de potentiella effekterna av detta villkor på hur skalfördelar förstås okända. Tillverkning med snabb prototyp 3D-teknologi kan fortsätta smälta design och produktionssteg till mer effektiva processer.