Прототипирование 3Д-моделей

серийное прототипирование

3Д-прототипированием называют процесс изготовления объемной модели объекта – технического образца продукта. Прототипы используются для предварительного тестирования, выявления и исправления недочетов перед запуском нового изделия в массовое производство. Их демонстрируют целевой аудитории и инвесторам на презентациях, выставках и других мероприятиях. В некоторых случаях образцы служат для создания обратных литейных форм. При работе с масштабными конструкциями современные технологии применяются для того, чтоб уточнить пропорции, убедиться в согласованности, сомасштабности и подчинению общей идее всех элементов объекта.

Услуги 3D-прототипирования нашли применение в различных сферах:

  • промышленность – изготавливаются образцы продукции, например запчастей, узлов в сборке, элементов корпуса;
  • транспорт – в машиностроении, авиа- и космоинженерии создаются модели разных транспортных средств, а также их отдельные детали;
  • архитектура и дизайн – производятся наглядные изображения проектируемых зданий и сооружений, ландшафта окружающей среды;
  • товары массового потребления – создаются образцы продуктов или их упаковки;
  • медицина – выпускаются прототипы хирургических инструментов и протезов, модели органов.

Особенности технологии быстрого прототипирования (ТБП)

Rapid Prototyping (технология быстрого прототипирования) разработана для сокращения производственных издержек и финансовых потерь. Создание пробной упрощенной 3Д-модели будущего изделия позволяет выявить инженерные ошибки до запуска партии в производство. Опытные образцы демонстрируют возможности объекта до реализации проекта и могут быть изготовлены повторно после внесения правок.

Прототип 3Д создается на основе графиков, рисунков, эскизов, чертежей и технической документации. На первом этапе осуществляется компьютерное моделирование объекта с конкретными параметрами в трехмерном пространстве. Математическая модель изделия сохраняется в формате *.WRL, *.PLY, *.STL или *.3DS.

Услуги прототипирования включают отпечатывание образца изделия на 3D-принтере. Устройство выводит трехмерные данные объемной геометрии и создает физический объект по принципу послойного наращивания.

Прототипирование 3Д-моделей осуществляется с помощью разных технологий, которые различаются по свойствам исходных материалов и методике формирования слоев. Это многосопельное моделирование (MJM Multi Jet Modeling), отверждение формы в сосуде с веществом (Solid Ground Curing), распыление термопласта (Ballistic Particle Manufacturing), склейка (Laminated Object Modeling) и т. д.

Этапы работы

3Д-прототипирование делает возможным ускоренный запуск производства. Работа осуществляется в несколько этапов:

  • разработка цифровой трехмерной модели в системе CAD;
  • печать первого прототипа с помощью промышленного 3D-принтера;
  • тестирование пробного образца, выявление недостатков, их доработка и повторная печать до устранения всех недоработок;
  • производство пилотной партии предметов с помощью 3Д-печати;
  • утверждение модели и запуск производства.

Основные методики создания прототипов

При предоставлении услуг прототипирования наибольшее распространение получили следующие методики:

  • Selective Laser Sintering (SLS) – селективное лазерное спекание порошкообразного вещества. В качестве материала применяется металлический порошок, керамика, сложные полимеры. Метод используется преимущественно для создания образцов металлических изделий. В процессе работы аппарат послойно распределяет нагретую до нужной температуры порошковую массу и спекает отдельные участки с применением лазерного луча. Среди преимуществ технологии – широкий спектр расходных материалов, высокая скорость печати, потенциал для создания масштабных моделей. Основной недостаток – необходимость использования дополнительного оборудования и проведения предварительных работ.
  • Fused Deposition Modeling {(FDM)} – контур будущей модели послойно выкладывается из поликарбонатной или восковой нити. Материал предварительно нагревается до температуры полуплавления, проходя сквозь экструзионную головку. В процессе образуется монолитная поверхность. Услуга прототипирования Fused Deposition Modeling нашла применение в изготовлении медицинских, ювелирных изделий и другой продукции. Высокая популярность методики обусловлена относительно низкой стоимостью пластикового сырья, которое используется в процессе печати в большинстве случаев. Основной недостаток услуги прототипирования FDM – сравнительно невысокая скорость работы.
  • Stereolithography (SLA) предполагает последовательное построение слоев посредством полимеризации ультрафиолетовым лазером жидких фотополимеров. Эта технология актуальна при необходимости построения высоко детализированного изделия с гладкой поверхностью. Недостаток методики заключается в низкой скорости работ.
  • Multi-jet Modeling (MJM) – технология, основанная на использовании принципов струйной печати. Специальный экструдер подает расправленное сырье, которое послойно застывает и моделирует форму изделия. К плюсам методики относятся компактные размеры оборудования, его способность к многоцветной печати тонкими контролируемыми слоями. Среди недостатков – ограниченный спектр доступных материалов, которые, однако, можно комбинировать.

Готовый макет в обязательном порядке проходит тестирование. При необходимости услуги прототипирования включают внесение корректировок и доработку макета до идеала.

Образцы, полученные благодаря современным технологиям, обладают превосходными свойствами: высокой точностью, наглядностью и функциональностью. Стоимость и сроки услуг прототипирования зависят от сложности ТЗ.

Оставьте заявку сейчас и получите скидку 20%
Мы ответим вам в течение 2 минут

Обратная связь

Поделитесь мнением о нашей работе или задайте нам любой интересующий вас вопрос в поле комментарий
г. Санкт-Петербург, ул. Бухарестская 32 лит. А