Prototipatu azkarra

Prototipatu azkarreko makina laser sinterizazio selektiboa (SLS) erabiliz

3D ereduaren zatiketa
Prototipaketa azkarra pieza fisiko edo muntaia baten maketa azkar fabrikatzeko erabiltzen den teknika talde bat da, hiru dimentsioko ordenagailuz lagundutako diseinua (CAD) datuak erabiliz.Pieza edo muntaia eraikitzea 3D inprimaketa edo "geruza gehigarrien fabrikazio" teknologia erabiliz egin ohi da.

Prototipazio azkarra egiteko lehen metodoak 1980ko hamarkadaren erdialdera iritsi ziren eskuragarri eta modeloak eta prototipoak egiteko erabili ziren.Gaur egun, aplikazio sorta zabaletarako erabiltzen dira eta ekoizpen-kalitatezko piezak kopuru nahiko txikian fabrikatzeko erabiltzen dira, nahi izanez gero, epe laburrerako ekonomia desegokirik gabe.Ekonomia honek lineako zerbitzu bulegoak bultzatu ditu.RP teknologiari buruzko inkesta historikoak XIX. mendeko eskultoreek erabilitako simulakroen ekoizpen teknikei buruzko eztabaidekin hasten dira.Eskultore moderno batzuek ondorengo teknologia erabiltzen dute erakusketak eta hainbat objektu egiteko.Datu-multzo batetik diseinuak erreproduzitzeko gaitasunak eskubide-arazoak sortu ditu, orain posible baita dimentsio bakarreko irudietako datu bolumetrikoak interpolatzea.

CNC kenketa metodoekin gertatzen den bezala, ordenagailuz lagundutako diseinua - ordenagailuz lagundutako fabrikazioa CAD -CAM lan-fluxua ohiko prototipo azkarreko prozesuetan datu geometrikoak sortzen hasten da, 3D solido gisa CAD lan-estazio bat erabiliz, edo 2D xerrak erabiliz. eskaneatzeko gailua.Prototipazio azkarra egiteko datu hauek baliozko eredu geometriko bat irudikatu behar dute;hots, muga-gainazalek bolumen finitu bat biltzen dutena, barrualdea agerian uzten duten zulorik ez daukana eta bere baitan atzera tolesten ez dena.Beste era batera esanda, objektuak "barrua" izan behar du.Eredua baliozkoa da 3D espazioko puntu bakoitzerako ordenagailuak puntu hori ereduaren muga-azalera barruan, gainean edo kanpoan dagoen ala ez zehazten badu.CAD postprozesadoreek aplikazio-saltzaileen barneko CAD forma geometrikoak (adibidez, B-splines) forma matematiko sinplifikatu batekin hurbilduko dituzte, eta, aldi berean, fabrikazio gehigarrian ohiko ezaugarria den datu-formatu zehatz batean adierazten da: STL fitxategi formatua, eredu geometriko solidoak SFF makinetara transferitzeko de facto estandarra.

Benetako SFF, prototipo azkarra, 3D inprimaketa edo fabrikazio gehigarriko mekanismoa gidatzeko beharrezkoak diren mugimendu-kontroleko ibilbideak lortzeko, prestatutako eredu geometrikoa normalean geruzatan zatitzen da, eta xerrak lerroetan eskaneatzen dira (sortzeko erabiltzen den "2D marrazkia" bat sortuz). CNCaren erremintaren ibilbidean bezala), geruzaz geruza eraikitzeko prozesu fisikoa alderantziz imitatuz.

1. Aplikazio-eremuak
Prototipatu azkarra software ingeniaritzan ere aplikatzen da negozio eredu eta aplikazio arkitektura berriak probatzeko, hala nola Aeroespaziala, Automozioa, Finantza Zerbitzuak, Produktuen garapena eta Osasuna.Diseinu aeroespazialeko eta industriako taldeek prototipoetan oinarritzen dira industrian AM metodologia berriak sortzeko.SLA erabiliz, beren proiektuen hainbat bertsio azkar egin ditzakete egun gutxitan eta azkarrago hasi probak egiten.Prototipo azkarrak diseinatzaile/garatzaileei amaierako produktua nola aterako den ideia zehatza emateko aukera ematen die prototipoan denbora eta diru gehiegi jarri aurretik.Prototipaketa azkarrerako erabiltzen ari den 3D inprimaketak 3D inprimaketa industriala egiteko aukera ematen du.Honekin, eskala handiko moldeak izan ditzakezu ordezko piezak azkar ponpatzen diren denbora epe laburrean.

2. Historia
1970eko hamarkadan, Joseph Henry Condon-ek eta Bell Labs-eko beste batzuek Unix Circuit Design System (UCDS) garatu zuten, marrazkiak eskuz bihurtzeko marrazkiak eskuz bihurtzeko zeregin neketsu eta akatsetarako, ikerketa eta garapenerako helburuetarako.

1980ko hamarkadan, AEBetako politika-arduradunek eta industria-kudeatzaileek makina-erremintaren fabrikazioaren alorrean Amerikako nagusitasuna lurrundu zela ohartu behar izan zuten, makina-erremintaren krisia deitu zen horretan.AEBetan hasitako CNC CAM arloko joera horiei aurre egin nahi izan die proiektu ugarik.Geroago, Rapid Prototyping Systems laborategietatik atera zen komertzializatzeko, garapenak dagoeneko nazioartekoak zirela eta AEBetako prototipo azkarreko enpresek ez zutela berun bat ihes egiten uzteko luxurik izango onartu zen.Zientzia Fundazio Nazionala Aeronautika eta Espazio Administrazio Nazionalaren (NASA), AEBetako Energia Sailaren, AEBetako Merkataritza Sailaren NIST, AEBetako Defentsa Sailaren, Defense Advanced Research Projects Agentziaren (DARPA) eta Bulegoaren aterkia izan zen. Naval Research-ek azterlanak koordinatu zituen planifikatzaile estrategikoei beren deliberoetan informatzeko.Txosten horietako bat 1997ko Rapid Prototyping in Europe and Japan Panel Txostena izan zen, non Joseph J. Beaman DTM Corporation-en sortzaileak ikuspegi historikoa eskaintzen du:

Prototipazio azkarreko teknologiaren sustraiak topografian eta fotoeskulturako praktiketan aurki daitezke.TOPOGRAFIA barruan Blanther-ek (1892) erliebe altxatutako paper-mapa topografikoetarako molde bat egiteko geruza-metodo bat proposatu zuen. Prozesuan sestra-lerroak moztea izan zen, ondoren pilatzen ziren plaka batzuen gainean.Mitsubishiko Matsubara-k (1974) prozesu topografiko bat proposatu zuen fotopolimero erretxina foto-gogortzen duen erretxina batekin pilatutako geruza meheak osatzeko galdaketa-molde bat egiteko.ARGAZKIKULTURA objektuen hiru dimentsioko erreplika zehatzak sortzeko teknika bat izan zen.Francois Willeme-k (1860) ospetsuena 24 kamera jarri zituen multzo zirkular batean eta aldi berean objektu bati argazkiak atera zizkion.Ondoren, argazki bakoitzaren silueta erabili zen erreplika bat zizelkatzeko.Moriokak (1935, 1944) argazki-eskultura hibridoa eta prozesu topografikoa garatu zituen argi egituratua erabiliz objektu baten sestra-lerroak argazkiz sortzeko.Ondoren, lerroak xafla bihurtu eta moztu eta pilatu egin daitezke, edo tailarako materialaren gainean proiektatu.Munz (1956) Prozesuak objektu baten hiru dimentsioko irudi bat erreproduzitu zuen, geruzaz geruza, pistoi jaisteko argazki-emultsio bat selektiboki agerian jarriz.Finkatu ondoren, zilindro solido garden batek objektuaren irudia dauka.

- Joseph J. Beaman
"The Origins of Rapid Prototyping - RP gero eta hazten ari den CAD industriatik dator, zehazkiago, CAD-en modelizazio solidotik.1980ko hamarkadaren amaieran modelaketa solidoa sartu aurretik, hiru dimentsioko modeloak sortu ziren alanbre-markoekin eta gainazalekin.Baina benetako modelizazio solidoa garatu arte ezingo dira garatu RP bezalako prozesu berritzaileak.Charles Hullek, 1986an 3D Systems fundatzen lagundu zuenak, lehen RP prozesua garatu zuen.Prozesu honek, estereolitografia deritzonak, objektuak eraikitzen ditu, argi ultramorearekiko sentikorrak diren erretxin likido batzuen ondoz ondoko geruza meheak potentzia baxuko laser batekin sendatuz.RP sartzearekin batera, CAD eredu solidoak bat-batean bizi izan daitezke”.

Solid Freeform Fabrication deritzon teknologiak gaur egun prototipo azkarra, 3D inprimaketa edo fabrikazio gehigarri gisa ezagutzen ditugunak dira: Swainson (1977), Schwerzel (1984) polimero fotosentikor baten polimerizazioan lan egin zuten ordenagailuz kontrolatutako bi laser izpien elkargunean.Ciraud-ek (1972) elektroi-sorta, laser edo plasma bidezko deposizio magnetostatikoa edo elektrostatikoa hartu zuen gainazal sinterizaturako estaldurarako.Hauek denak proposatu ziren baina ez dakigu funtzionatzeko makinak eraiki ziren ala ez.Nagoyako Udal Industrial Research Institute-ko Hideo Kodama izan zen fotopolimeroen prototipo azkarreko sistema erabiliz fabrikatutako modelo solido baten berri eman zuena (1981).Fused Deposition Modeling (FDM) 1992ko apirilean egin zuen Stratasys-ek, baina patentea ez zen 1992ko ekainaren 9ra arte eman. Sanders Prototype, Inc-k mahaigaineko tintazko 3D inprimagailuaren (3DP) lehen inprimagailua aurkeztu zuen. 1992ko abuztuaren 4ko asmakizuna (Helinski), Modelmaker 6Pro 1993 amaieran eta, ondoren, 3D inprimagailu industrial handiagoa, Modelmaker 2, 1997an. Z-Corp Direct Shell Casting (DSP) 1993an asmatu zuen MIT 3DP hauts lotura erabiliz sartu zen. merkatuan 1995ean. Data goiztiar hartan ere teknologiak fabrikazio praktikan leku bat zuela ikusten zen.Bereizmen baxuko, indar baxuko irteerak balioa izan zuen diseinuaren egiaztapenean, moldeak egitean, produkzio-jakinak eta beste arlo batzuetan.Irteerek etengabe aurrera egin dute zehaztapen handiagoko erabileretara.Sanders Prototype, Inc. (Solidscape) Rapid Prototyping 3D Inprimaketa fabrikatzaile gisa hasi zen Modelmaker 6Pro-rekin CAD ereduen sakrifizio termoplastikoen ereduak egiteko Drop-On-Demand (DOD) tintazko tobera bakarreko teknologia erabiltzen du.

Berrikuntzak etengabe bilatzen ari dira, abiadura eta masa produkzioko aplikazioei aurre egiteko gaitasuna hobetzeko.RPk erlazionatutako CNC arloekin partekatzen duen garapen ikaragarria CAD-CAM tresna-kate oso bat osatzen duten maila altuko aplikazioen doako iturri irekia da.Honek erresoluzio baxuko gailuen fabrikatzaileen komunitatea sortu du.Zaleek laser bidezko gailuen diseinu zorrotzagoetan ere egin dute sarrera

1993an argitaratutako RP Prozesuen edo Fabrikazio Teknologien zerrendarik zaharrena Marshall Burnsek idatzi zuen eta prozesu bakoitza oso ondo azaltzen du.Beheko zerrendako izenen aitzindari izan ziren teknologia batzuk ere izendatzen ditu.Adibidez: Visual Impact Corporation-ek inprimagailu prototipo bat bakarrik ekoitzi zuen argizaria jartzeko eta, horren ordez, patentea Sanders Prototype, Inc-i eman zion lizentzia.BPM-k tinta eta material berdinak erabiltzen zituen.