什么是快速原型制作?

通过 | 2019年10月18日 | 博客, 高速加工, 快速成型 | 0评论

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如果没有快速的原型制作,使CNC机械师和工程师能够将比例模型转换为实际的有形产品,微软可能并不会因此而兴奋或迅速展示其最新游戏机。 “作为有史以来功能最强大的游戏机,它将在客厅提供原生4K游戏。” 根据All3DP.

可以说,如果没有快速原型的惊人创新,成功的道路可能更长。

为什么快速成型对于像微软这样的品牌以及其他无数较小的制造商如此重要?快速成型对机械师和工程师意味着什么?

如果你 ask Tom Chi, the sky is really the limit as 快速成型 offers 快速解决方案,共创美好未来。快速原型的含义可能像改变微软(Microsoft)这样的大型公司的企业家改变游戏规则(懂吗?),以节省时间和金钱。

那么,什么是快速原型制作?为什么要推动将其逐渐集成到机械和工程中?

了解这一过程对于扩大将我们的设计以前所未有的速度转变为产品的可能性至关重要。请查看以下内容,并设想快速原型制作如何帮助您转变业务并可能提高利润。

什么是快速原型制作?

冒着过度简化复杂流程的风险,快速原型制作是 定义为 “快速创建了一个完整的模型。原型一词来自拉丁语proto(原始)和typus(模型)。”

所谓创造,并不是指抽象中的创造。而是,快速的原型代表了有形的,手握的,物理的创造。

快速原型有不同类型,增材制造和3D打印之后的当前趋势是。但是,减性快速原型制作仍然继续是主要驱动力,并且通常更适合某些类型的项目和产品设计。

不管你在做添加剂 减法 或两者兼而有之,事实是快速原型制作使设计师能够将他们的模型栩栩如生。 “这通常使用 复杂的计算机辅助设计 或其他组装软件,并使用3-D打印机实际实现”,如Techopedia所定义。

快速原型制作无需依赖2D图纸,而是创建了3D模型,可以将其保存并检查以进行更精确的设计和生产。这里的好处有两个:快速原型设计可以节省时间和金钱。

英国的团队 3D创作实验室介绍,“ 3D快速原型开发的进步通过消除了人力和昂贵的工具,从而使公司和发明人能够比竞争对手更快地将其产品和设计推向市场,从而实现了更快,更低廉的原型和模型制造。”

鉴于必须提供快速原型制作的所有产品可能性,因此必须假定某处存在缺陷。

这种创新怎么可能没有一两个陷阱呢?

事实证明,事实并非如此。

对于所有优点,快速成型确实存在一些缺点,其中最重要的一点是消除了人力,从而减少了CNC机械师的工作数量。

但是,在 快速原型的未来,Soren Petersen设计研究博士。和的作者 设计获利 预测以下内容:

设计师可能担心快速原型制作会影响他们的业务,类似于台式机发布以及音乐和视频共享对图形和娱乐行业所做的工作。但是,结果可能只是提高了构成良好产品设计的门槛,这将使所有人受益。

好处不胜枚举,并且继续提高各个行业的门槛。但是,为了平衡起见,我们将权衡硬币的两面。

利弊

我们已经介绍了快速原型制作的优点,但总而言之,它们会降低速度和成本。 APT模具争论 快速原型制作还有一个固有的客户服务和客户满意度现实:

根据您的业务模型,通过快速原型制作,您可以发送物理模型供客户和管理层批准。这些原型可以帮助他们确定订单的可行性,有效性和市场接受度,然后再进行大规模制造订单。来自多个来源的反馈可以帮助改进最终设计,从而在市场上占上风。

抢占市场优势……什么企业不想要呢?

那个边缘当然有价格,而这个价格代表 快速原型的缺点。总而言之,快速原型制造存在三个主要缺陷。

管视角

不幸的是,当专注于单个原型时,很容易获得隧道视野并且看不到整个项目。这里的陷阱是产品开发人员可能错过解决方案的潜力,该解决方案通过过于专心于手头的原型(从字面上看),从长远来看可能会证明更好。

身份错误案件

原型,在错误的客户手中会被误认为是成品,并且会被不公正或仓促地判断为成品。当原型优于最终产品时,就会出现这种情况的另一面。两种情况都对这个原型背后的工程师和机械师没有帮助。

变化是生活的调味品

但是,快速原型制作会限制您拥有的选件数量,并且最好保留给更简单的项目。

但是,由于 以下五个品牌展示尽管存在这些潜在的陷阱,但快速原型制作仍然是实现丰厚利润的有效手段。

五个代表快速原型能力的品牌

当然,并非只有这五家公司为他们提供快速原型制作服务,但每家公司都可以说明这一过程可以为品牌的产品……和底线做些什么。

亮觉

尽管如此,Brightwake当然不是家喻户晓的名字,它是一家通过节省血液挽救生命的研究和设计公司。或者,更准确地说,回收原本会丢失的血液。

Hemosep是该公司的标志性机器,能够回收手术中流失的血液。为了创建Hemosep,Brightwake依靠3D打印作为其快速的原型制作过程。据报道,这样做使生产过程减少了96%。可以肯定的是,节省下来的资金也相当可观。

挡泥板

音乐爱好者会立即意识到Fender品牌是业余音乐家和Jimi Hendrix之类的摇滚传奇人物首选的乐器制造商。

为了加快已经迅速的快速原型制作过程,Fender购买了Stratasys工业3D打印机,现在创建自己的原型,直到放大器的旋钮。创建这些原型的交货时间从大约两周减少到一整夜。可以肯定的是,较短的交货时间等于较长的利润率。

福特汽车

即使是像福特这样的知名汽车制造商,在预算方面也必须谨慎。快速原型制造使“福特汽车公司”变得更加艰难,并通过为该公司节省了数百万美元的塑料和金属原型产品而使该品牌更加艰难。

3D打印也被证明可以节省时间,因为该过程可以在几小时内完成原型制作,因此福特工程师可以决定实际生产是否具有优势。

这些只是少数在产品设计中使用快速原型制作的公司。其他品牌包括宝马,兰博基尼,瓦莱罗和大众汽车等主要品牌。

洛克希德·马丁

高速CNC原型对于全球企业巨头洛克希德·马丁公司的产品开发至关重要 致力于追求航空航天,国防和安全计划的先进技术 :“我们正在推动添加剂技术的极限,并将设计工程师带到工厂车间,逐层生产以前无法制造的零件。”

爱普生

利用快速的CNC加工,日本精工爱普生公司可以 满足消费者对更轻便,更舒适的增强现实(AR)Moverio智能眼镜的需求.

“与前代产品相比,我们在重量和尺寸方面有许多用户需求,因此我们将开发目标设定为提高舒适度并使智能眼镜更加紧凑和轻巧,”据此,高速CNC原型机应运而生。爱普生视觉产品运营部HMD业务管理部高级职员Kazuya Kamakura。

这些品牌体现了先进制造所提供的可能性,但是当涉及到快速原型制作时,更好的选择是: 减法与加法?

向减法快速原型致敬

在Datron,我们庆祝减法快速成型技术对有效加工工艺的依赖。与其他快速原型选择不同,减性快速原型导致最终使用的材料原型具有更高的结构完整性。

减法快速原型铣削过程从较大的物料中除去较小的物料,留下固体或完整的物料。另一方面,加性快速原型制造会产生材料层,最终结果在结构上并不合理。

为什么这么重要?

创建最终用途的材料原型时,您需要尽可能高的结构完整性,尤其是如果该原型将集成到任何类型的产品测试中。

此外,与铣削相比,铣削可提供更广泛的表面光洁度“stepped finish”与附加快速原型相关。使用高速CNC(计算机数控)铣床可以生产出具有可重复性的原型,已被证明是最终用途材料的理想选择。

“其中一个 减法制造的主要优势 是将极薄的塑料片加工成活动铰链的能力。这种机制在3D打印机中根本不可能实现。” “先进的CNC机床利用多种工具并至少切出三个(x,y和z)轴,从而使设计人员翻转模块的要求降至最低。”

最终,“这是一个 适当的选择 用于小批量和大批量生产的零件,以获得特定的光洁度或获得特定的机械性能。”

当然,如果没有合适的设备,我们将无法支持减法快速原型设计项目。

高速数控加工的期望

当3D打印机不足且由于特定原型所用的材料而通常不足时,高速CNC机器是工程师的理想选择。当前,工程师无法3D打印铝等金属。

其他好处 高速数控加工 包括生产较小零件的能力,例如 加工电子外壳,根据需求增加,使用最大直径为0.50英寸的切削工具。这些机器现在配备有60,000 RPM主轴,可以容纳更高的进给量和快速切割,而不会影响关键部件。与优化的工具配合使用,这些机器可增强排屑效果,从而减少热量并减少割伤。

在操作上,高速CNC机床最好的部分可能是用户友好的触摸屏,任何人都可以使用手机来操作机床。

探索当前的数控机床选择

从历史上看,CNC机器需要对现有工具进行改装。但是,随着技术的发展,新机器专为CNC目的而设计。改造机器的例子包括车床和铣床。在这两种情况下,机器的内置机构都将替换为高精度组件和执行器的新安装座。

新的CNC机器包括3D打印机,CNC激光切割机,CNC等离子切割机,铣床,拾取和放置机以及路由器。

3D打印机

3D打印机在设计上与激光切割机或CNC铣刨机相似,需要一个塑料挤出机,该挤出机将热塑料推过一个小孔,将材料分层直到制作出原型。

CNC激光切割机

CNC激光切割机使用特定于所需材料的激光,非常适合切割金属,塑料和木材。

CNC等离子切割机

等离子切割机具有等离子割炬,非常适合将二维形状切割为钣金。

数控铣床

如今,仅用于巨大尺寸的铣床专为CNC用途而制造,占地面积更小,可以包括自动进给机构,内置换刀装置和电气传感器,以确保对安全切割进行仔细监控。

取放机

配备有许多小喷嘴的取放机可快速移动电气组件,并将其放入电话和平板电脑等个人设备所需的电路板中。

路由器

s刨机专为更大的工作量而设计,可通过三轴设置来处理塑料,钣金和木材等材料,从而使切割轮廓和3D浮雕加工变得容易。对于更复杂的形状,可以使用4轴,5轴或6轴机床。

快速原型设计可提高工程师和CNC机械师的水平

作为工程师或CNC机械师,从长远来看,快速原型制作对您意味着什么?

对于初学者来说,您走在正确的道路上。

随着CNC制造业的发展,诸如3D打印,快速原型制作和小批量制造等创新不断发展…… 迅速地.

目前,“全球原型制造业的产值约为120亿美元,但从2010年到2015年,正以每年22.6%的速度快速增长,” 根据《机器人业务评论》,原型制造业“预计到2020年估值将达到200亿美元。对未来15至20年的预测预测,随着持续的技术创新为该行业以及依赖它的市场提供动力,其增长将达到400亿美元。

就业预测出色; “对各种CNC服务的需求如此之高,以至于接受过精密加工领域培训的人员跻身美国最需要的前五名员工之列。”

换句话说,向上和向上!

行业关注快速原型开发潜力

在一个不断挑战传统死亡率界限的社会中,生活的福利之一就是对创新医疗保健项目的需求。目前, 现在,全世界生产的助听器中有98%可以3D打印,因为以这种方式生产每个独特的模型可以节省大量的时间,成本和准确性。

CNC制造的好消息仍然是快速原型制作,这使得生产新颖的个人医疗设备成为可能,从而减轻了曾经被认为无法治愈的疾病。

其他通过垂直制造(尤其是通过CNC制造)获得快速原型设计收益的垂直行业包括航空和机器人行业。

实际上,《机器人业务评论》断言:

尤其是CNC制造,因为整个过程都是通过切削,磨削和其他任务的自动化来进行的,所以它为加工带来了更高的精度。将CAD模型上载到CNC系统中,然后确定将铝,ABS和其他塑料之类的原材料加工成成品零件所需的过程。

由于CNC系统处理有关如何将原材料加工成所需最终产品的决策,因此减少错误的机会,因为生产零件所需的全部是一张简单的CAD图。

先进制造业的发展继续伴随着令人振奋的消息宣布 美国陆军和洛克希德·马丁公司合作开发快速原型制作方法,“利用生物生产和自组装来创造新颖材料的基础,这些新颖材料可用于国防光学技术和防护涂层。”

美国陆军斥资一千万美元资助可调谐材料纳米结构的自组装,旨在考虑将生物创新材料的生物生产能力综合起来用于国防的能力。

洛克希德·马丁公司高级研究经理,项目负责人梅利莎·罗德斯(Melissa Rhoads)解释说:“细胞有效地创造出各种材料,例如蜘蛛丝或蝴蝶的虹彩翅膀。”

我们已经目睹了什么加法和减法 快速成型 可以做先进的制造。毫无疑问,这种最新的合作伙伴关系将为产品开发找到新的前沿领域。

那么,什么是快速原型制作?从我们的角度来看,这是最快的方法。

如果你’对将快速原型添加到您的工业生产车间或创新实验室感兴趣, 开始对话 今天和我们在一起。

关于达创

高速CNC加工的主轴转速超过60,000 RPM。制造小型或复杂零件时,每个阶段都需要速度和精度。 DATRON AG工程师不仅发明了更快,更精确的CNC机床。他们从头到尾重新诠释和优化了您的整个加工流程。

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