Egy termék prototípusának elkészítése költséges és lassú lehet, de a 3D prototípuskészítés gyorsan kivitelezhető.
A gyors prototípuskészítés, más néven 3D-s prototípuskészítés, nem csak a 3D-s nyomtatásra korlátozódik. Valójában egy tervezésen keresztüli iterációs folyamatra utal (fokozatos közelítés, pontosítás), gyors fizikai prototípusok gyártásával, amikor minden lépésben apró változtatásokat hajtanak végre a fejlesztés érdekében.
A hagyományos prototípus-készítési technikák, mint például a fröccsöntés, hetekig vagy akár hónapokig tartanak minden iteráció elkészítéséhez. És ez nem is beszélve a többletköltségről más módszerekhez képest, mint például a 3D nyomtatás vagy a lézervágás.
A digitális gyártási technológiának köszönhetően ma már viszonylag gyorsan képesek vagyunk gyors prototípus-készítésre különféle tulajdonságokkal rendelkező anyagok felhasználásával, mint például az olcsó PLA, az ütésálló ABS, a tartós nejlon stb. A gyors prototípus-készítés azonban több különböző technológia használatával is végrehajtható, amelyek mindegyike eltérő felhasználási esetekkel rendelkezik.
3D nyomtatás
A gyors prototípuskészítés a 3D nyomtatás egyik legelterjedtebb alkalmazása, amely nagy rugalmasságot kínál a sebesség és az anyagválasztás terén. A 3D nyomtatás lehetővé teszi alacsony és közepes teljesítményű objektumok alacsony költséggel történő gyártását, de tömeggyártásra nem alkalmas.
A 3D nyomtatást additív gyártási módszernek tekintik, ami azt jelenti, hogy addig adják hozzá az anyagot, amíg egy meghatározott forma kialakul. A szükséges pontosságtól függően különböző típusú 3D nyomtatási eljárások állnak rendelkezésre:
- Fused deposition modeling (FDM): a legnépszerűbb és legolcsóbb elérhető 3D nyomtatók hőre lágyuló szálat használnak, amelyet rétegről rétegre olvasztnak és extrudálnak. Javasoljuk, hogy első indítású prototípusokhoz vagy otthoni használatra használják őket.
- Sztereolitográfia (SLA): az SLA 3D nyomtatóknak van egy folyékony gyantával töltött tartálya, amelybe a platform lassan süllyed, majd felemelkedik, miközben UV-fény megkeményíti az egyes rétegeket. A folyamat addig ismétlődik, amíg a 3D modell el nem készül. Nem olyan olcsó, mint az FDM-nyomtatás, de nagy felbontású prototípusokhoz ajánlott.
- Szelektív lézerszinterelés (SLS): ezek a 3D nyomtatók port használnak, amelyet lézer segítségével rétegről rétegre szintereznek, amíg szilárd modellt nem kapnak. Ez egy speciálisabb 3D-nyomtatási módszer, ezért a csúcskategóriás ipari prototípusokhoz ajánlott. Nem meglepő módon sokkal drágább, mint az FDM vagy az SLA.
- A 3D nyomtatás nagyon hasznos lehet prototípusok készítéséhez ékszertervezésben, építészetben vagy mérnöki tervezésben mechanikai alkatrészek, tokok, építészeti modellek, kellékek és funkcionális fogyasztói termékek készítéséhez.
Lézeres vágás és gravírozás
A lézervágók nagyszerű eszközök a prototípusok készítéséhez, kihasználva a kivonó gyártást. Lehetővé teszik a különböző vastagságú darabok viszonylag gyors, nagyon pontos vágását lézersugár segítségével. Ezzel a technológiával sokféle anyag vágható, például akril, fa, vagy akár fémlemezek.
A lézeres vágás után lézergravírozással olyan részleteket adhatunk hozzá, mint a szöveg vagy logók a prototípus elkészítéséhez.
Egyes lézervágó cégek prototípus-készítési szolgáltatásokat kínálnak keményebb anyagok, például rozsdamentes acél, szénacél vagy alumínium vágására. A képességek széles skálája és a fejlett anyagválasztás miatt ezt az eljárást gyakran használják többek között a katonai, az autóiparban és a repülőgépiparban.
CNC marás
A CNC-marás egy másik kivonó eljárás, amely könnyen jó eredményeket érhetünk el, ha gyors prototípuskészítésben használjuk. A CNC maró alapvetően egy precíz forgácsolószerszám, amelynek alig van korlátja a vele vágható anyagok tekintetében. Lágy anyagokat, például habot, vagy keményebbeket, például üveget, fát, műanyagot vagy akár fémet is vághat.
A választott szoftverrel 2D vagy 3D digitális modelleket készíthetünk és exportálhatunk CNC-kompatibilis formátumba, és miután a nyersanyagot a munkaasztalhoz rögzítik, a malom elvégzi a többit. A különféle bitek hatalmas sora lehetővé teszi, hogy mindenféle vágást végezzen mindenféle anyagon.
A prototípusgyártás során egyes CNC-marással készült alkatrészek egy darabban is elkészíthetők a forgácsolószerszámok segítségével, de az érdekes rész az, amikor a prototípus több, meghatározott célú alkatrészből áll. Ebben az esetben a marófejet ki lehet cserélni polírozó-, hornyoló- vagy csiszolószerszámra, így ez a technológia sokoldalúbbá válik a többihez képest.
A CNC marást különösen olyan iparágakban használják, mint az autóipar, a légi közlekedés és az űripar. Ipari vagy orvosi berendezések gyártására is használják.
