Rapid prototyping

In rappe prototyping-masine mei selektive laser sintering (SLS)

3D model snijden
Rapid prototyping is in groep techniken dy't brûkt wurde om fluch in skaalmodel fan in fysyk diel of gearstalling te meitsjen mei trijediminsjonale kompjûter-assistearre ûntwerp (CAD) gegevens.Konstruksje fan it diel as gearstalling wurdt meastentiids dien mei 3D-printsjen of technology foar "additive layer manufacturing".

De earste metoaden foar rappe prototyping waarden beskikber yn 'e midden fan' e jierren '80 en waarden brûkt om modellen en prototype-ûnderdielen te produsearjen.Tsjintwurdich wurde se brûkt foar in breed skala oan tapassingen en wurde se brûkt om dielen fan produksjekwaliteit yn relatyf lytse oantallen te produsearjen as jo wolle sûnder de typyske ûngeunstige ekonomy op koarte termyn.Dizze ekonomy hat online tsjinstburo's oanmoedige.Histoaryske ûndersiken fan RP-technology begjinne mei diskusjes oer simulacra-produksjetechniken brûkt troch 19e-ieuske byldhouwers.Guon moderne byldhouwers brûke de neiteamtechnology om tentoanstellingen en ferskate objekten te produsearjen.De mooglikheid om ûntwerpen te reprodusearjen fan in dataset hat oanlieding jûn ta problemen fan rjochten, om't it no mooglik is om volumetryske gegevens te ynterpolearjen fan iendimensjonale ôfbyldings.

Lykas by CNC-subtraktive metoaden, begjint it komputer-assistearre ûntwerp - komputer-stipe produksje CAD -CAM workflow yn it tradisjonele rappe prototypingproses mei it oanmeitsjen fan geometryske gegevens, itsij as in 3D solid mei in CAD wurkstasjon, of 2D plakjes mei in skennen apparaat.Foar flugge prototyping dizze gegevens moatte fertsjintwurdigje in jildich geometrysk model;nammentlik ien waans grins oerflakken enclose in einich folume, befetsje gjin gatten bleatstelling fan it ynterieur, en net fold werom op harsels.Mei oare wurden, it objekt moat in "binnenkant" hawwe.It model is jildich as de kompjûter foar elk punt yn 3D-romte unyk bepale kin oft dat punt binnen, op of bûten it grinsflak fan it model leit.CAD-postprozessors sille de ynterne CAD-geometryske foarmen fan 'e applikaasjeferkeapers benaderje (bgl in de facto standert foar it oerdragen fan solide geometryske modellen nei SFF-masines.

Om de nedige trajekten foar bewegingskontrôle te krijen om de eigentlike SFF te riden, rappe prototyping, 3D-printsjen of additive manufacturing-meganisme, wurdt it tariede geometryske model typysk yn lagen snijd, en de plakjes wurde skansearre yn rigels (produsearje in "2D-tekening" brûkt om te generearjen trajekt lykas yn 'e toolpath fan CNC), yn' e omkear fan it laach-nei-laach fysike bouproses.

1. Applikaasje gebieten
Rapid prototyping wurdt ek faak tapast yn software-engineering om nije bedriuwsmodellen en applikaasje-arsjitektueren te probearjen lykas Aerospace, Automotive, Financial Services, Product Development, and Healthcare.Aerospace-ûntwerp- en yndustriële teams fertrouwe op prototyping om nije AM-metodologyen yn 'e yndustry te meitsjen.Mei SLA kinne se yn in pear dagen fluch meardere ferzjes fan har projekten meitsje en rapper begjinne te testen.Rapid Prototyping lit ûntwerpers/ûntwikkelders in krekt idee jaan fan hoe't it ôfmakke produkt sil útdraaie foardat se tefolle tiid en jild yn it prototype sette.3D-printsjen wurdt brûkt foar Rapid Prototyping lit yndustriële 3D-printsjen plakfine.Hjirmei kinne jo binnen in koarte perioade fan tiid grutskalige mallen hawwe om spare dielen fluch út te pompen.

2. Skiednis
Yn 'e 1970's ûntwikkele Joseph Henry Condon en oaren by Bell Labs it Unix Circuit Design System (UCDS), it automatisearjen fan 'e omslachtige en flaterbestindige taak fan it manuell konvertearjen fan tekeningen om circuitboards te meitsjen foar de doelen fan ûndersyk en ûntwikkeling.

Tsjin 'e 1980's waarden Amerikaanske beliedsmakkers en yndustriële managers twongen om te notearjen dat de dominânsje fan Amearika op it mêd fan masjine-arkproduksje ferdampe, yn wat de krisis foar masine-ark waard neamd.Tal fan projekten sochten dizze trends tsjin te gean yn it tradisjonele CNC CAM-gebiet, dat wie begon yn 'e FS.Letter doe't Rapid Prototyping Systems út laboratoaren ferhuze om te kommersjalisearjen, waard erkend dat ûntwikkelingen al ynternasjonaal wiene en Amerikaanske rappe prototypingbedriuwen soene net de lúkse hawwe om in lead fuort te litten.De National Science Foundation wie in paraplu foar de National Aeronautics and Space Administration (NASA), it US Department of Energy, it US Department of Commerce NIST, it US Department of Defense, Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), en it Office of Naval Research koördinearre stúdzjes om strategyske planners te ynformearjen yn har oerlis.Ien sa'n rapport wie it 1997 Rapid Prototyping in Europe and Japan Panel Report wêryn Joseph J. Beaman oprjochter fan DTM Corporation in histoarysk perspektyf jout:

De woartels fan rappe prototypingtechnology kinne wurde traced nei praktiken yn topografy en fotosculpture.Binnen TOPOGRAPHY suggerearre Blanther (1892) in laach metoade foar it meitsjen fan in mal foar ferhege reliëf papier topografyske kaarten.Matsubara (1974) fan Mitsubishi stelde in topografysk proses foar mei in foto-ferhardende fotopolymeerhars om tinne lagen te foarmjen dy't steapele wurde om in castingfoarm te meitsjen.PHOTOSCULPTURE wie in 19e-ieuske technyk om eksakte trijediminsjonale replika's fan objekten te meitsjen.De meast ferneamde Francois Willeme (1860) pleatste 24 kamera's yn in sirkelfoarmige array en fotografearre tagelyk in objekt.It silhouet fan elke foto waard doe brûkt om in replika te snijen.Morioka (1935, 1944) ûntwikkele in hybride fotoskulptuer en topografysk proses mei gebrûk fan strukturearre ljocht om fotografysk konturlinen fan in objekt te meitsjen.De linen kinne dan wurde ûntwikkele yn lekkens en snije en steapele, of projektearre op stock materiaal foar snijwurk.The Munz (1956) Proses reprodusearre in trijediminsjonale ôfbylding fan in objekt troch selektyf bleatstelle, laach foar laach, in foto emulsie op in ferlege piston.Nei fixing befettet in solide transparante silinder in ôfbylding fan it objekt.

- Joseph J. Beaman
"De oarsprong fan Rapid Prototyping - RP komt út 'e hieltyd groeiende CAD-yndustry, mear spesifyk, de solide modelingkant fan CAD.Foardat solide modellering yn 'e lette 1980's yntrodusearre waard, waarden trijediminsjonale modellen makke mei draadframes en oerflakken.Mar net oant de ûntwikkeling fan wiere solide modellering koe ynnovative prosessen lykas RP wurde ûntwikkele.Charles Hull, dy't holp by it oprjochtsjen fan 3D Systems yn 1986, ûntwikkele it earste RP-proses.Dit proses, neamd stereolitography, bout objekten troch curing tinne opienfolgjende lagen fan bepaalde ultraviolet ljocht-gefoelige floeibere harsen mei in lege-power laser.Mei de yntroduksje fan RP koene CAD solide modellen ynienen ta libben komme”.

De technologyen oantsjutten as Solid Freeform Fabrication binne wat wy hjoed erkenne as rappe prototyping, 3D-printsjen of additive manufacturing: Swainson (1977), Schwerzel (1984) wurke oan polymerisaasje fan in fotosensitive polymeer op 'e krusing fan twa komputer kontrolearre laserstralen.Ciraud (1972) beskôge magnetostatic of elektrostatyske ôfsetting mei elektroanen beam, laser of plasma foar sintered oerflak cladding.Dizze waarden allegear foarsteld, mar it is ûnbekend as wurkmasines binne boud.Hideo Kodama fan Nagoya Municipal Industrial Research Institute wie de earste dy't in rekken publisearre fan in solide model makke mei in fotopolymer rappe prototypingsysteem (1981).It alderearste 3D rapide prototypingsysteem dat basearre is op Fused Deposition Modeling (FDM) waard makke yn april 1992 troch Stratasys, mar it patint waard net útjûn oant 9 juny 1992. Sanders Prototype, Inc yntrodusearre de earste buroblêd inkjet 3D Printer (3DP) mei in útfining út 4. August 1992 (Helinski), Modelmaker 6Pro ein 1993 en dan de gruttere yndustriële 3D printer, Modelmaker 2, yn 1997. Z-Corp mei help fan de MIT 3DP poeder binding foar Direct Shell Casting (DSP) útfûn 1993 waard yntrodusearre om de merk yn 1995. Sels op dat iere datum waard de technology sjoen as in plak yn 'e produksjepraktyk.In lege resolúsje, lege sterkte útfier hie wearde yn ûntwerp ferifikaasje, mal meitsjen, produksje jigs en oare gebieten.Utgongen binne stadichoan avansearre nei gebrûk fan hegere spesifikaasjes.Sanders Prototype, Inc. (Solidscape) begon as in Rapid Prototyping 3D Printing-fabrikant mei de Modelmaker 6Pro foar it meitsjen fan opofferjende Thermoplastyske patroanen fan CAD-modellen brûkt Drop-On-Demand (DOD) inkjet-iendûzeltechnology.

Ynnovaasjes wurde konstant socht, om snelheid te ferbetterjen en de mooglikheid om te gean mei applikaasjes foar massaproduksje.In dramatyske ûntwikkeling dy't RP dielt mei besibbe CNC-gebieten is de freeware iepen boarne fan applikaasjes op hege nivo dy't in heule CAD-CAM-arkketen foarmje.Dit hat makke in mienskip fan lege res apparaat fabrikanten.Hobbyisten hawwe sels útstapkes makke yn mear easken laser-effekteare apparaatûntwerpen

De ierste list fan RP Processes of Fabrication Technologies publisearre yn 1993 waard skreaun troch Marshall Burns en ferklearret elk proses tige yngeand.It neamt ek guon technologyen dy't foarrinners wiene fan 'e nammen op' e list hjirûnder.Bygelyks: Visual Impact Corporation produsearre allinnich in prototype printer foar wax deposition en dan lisinsearre it patint oan Sanders Prototype, Inc ynstee.BPM brûkte deselde inkjets en materialen.