.

Практическое применение технологий быстрого прототипирования

 Быстрое прототипирование, сокр. БП — технология быстрого «макетирования», быстрого создания опытных образцов или работающей модели системы для демонстрации заказчику или проверки возможности реализации. Прототип позже уточняется для получения конечного продукта.
Термин используется как в информационных технологиях для обозначения процесса быстрой разработки программного обеспечения , так и в технологиях, связанных с изготовлением физических прототипов деталей. Примерно с начала 1980-х начали интенсивно развиваться технологии формирования трёхмерных объектов не путём удаления материала (точение, фрезерование, электроэрозионная обработка) или изменения формы заготовки (ковка, штамповка, прессовка), а путём постепенного наращивания (добавления) материала или изменения фазового состояния вещества в заданной области пространства. На данный момент значительного прогресса достигли технологии послойного формирования трёхмерных объектов по их компьютерным образам. Эти технологии известны под разными терминами, например, SFF (Solid Freeform Fabrication), FFFF (Fast Free Form Fabrication) или CARP (Computer Aided Rapid Prototyping), однако наибольшее распространение получили]:

  •     стереолитография (STL — stereolithography);
  •     отверждение на твёрдом основании (SGC — Solid Ground Curing);
  •     нанесение термопластов (FDM — Fused Deposition Modeling);
  •     распыление термопластов (BPM — Ballistic Particle Manufacturing);
  •     лазерное спекание порошков (SLS — Selective Laser Sintering);
  •     моделирование при помощи склейки (LOM — Laminated Object Modeling);
  •     технология многосопельного моделирования (MJM Multi Jet Modeling);
  •     иммерсионные центры, или системы виртуальной реальности.

Все названные технологии предполагают наличие трёхмерной компьютерной модели детали. Большинство известных САПР обеспечивают экспорт моделей в стандартном для быстрого прототипирования формате STL. Некоторые из установок БП называют трёхмерными принтерами.

Назначение БП

  •     Для оценки эргономики, визуализации, дизайна изделия.
  •     Для функциональной оценки изделия (проверка качества сборочных изделий, аэродинамических характеристик, практичности).
  •     Использование в качестве модели для дальнейшего применения в производстве (в качестве литейной формы, электроэрозионного инструмента и др).
  • Преимущества технологий БП
  •     Сокращение длительности технической подготовки производства новой продукции в 2-4 раза.
  •     Снижение себестоимости продукции, особенно в мелкосерийном или единичном производстве в 2-3 раза.
  •     Значительное повышение гибкости производства.
  •     Повышение конкурентоспособности производства.
  •     Сквозное использование компьютерных технологий, интеграция с системами САПР.

Недостатки технологий БП

  •     Относительно высокая цена установок и расходных материалов.
  •     Невысокая точность
  •     Относительно низкая прочность моделей

С течением времени недостатки постепенно устраняются — снижаются цены, увеличивается выбор технологий и материалов.

Технологии быстрого прототипирования предоставили новые возможности развития производства. За последние несколько лет произошли существенные изменения в новых технологиях, которые повлияли на то, как промышленность может использовать эти технологии в точном литье по выжигаемым моделям для быстрого изготовления функциональных металлических образцов и как ключевой шаг в быстром изготовлении оснастки.  Уже на ранней стадии развития стереолитографии стало ясно, что эта революционная технология может найти различные применения в производственных процессах. На стадии концептуального проектирования наличие физического трехмерного объекта значительно облегчает оценку правильности конструкции, а также упрощает сам процесс общения между членами коллектива, работающими над проектом. Ранее стереолитографические объекты, создаваемые из фотополимерных материалов, по своим физическим и механическим характеристикам не соответствовали промышленным материалам. Следовательно, хотя эти модели и позволяли проводить контроль размеров и геометрии, проверку и оптимизацию конструкции, но возможности функциональной проверки прототипов были ограничены.