Prototîpkirina bilez

Makîneyek prototîpkirina bilez a ku bi karanîna lazera hilbijartî (SLS) bikar tîne

Parçekirina modela 3D
Prototîpkirina bilez komek teknîkî ye ku ji bo bi lez û bez çêkirina modelek pîvanê ya parçeyek laşî an meclîsê bi karanîna daneya sê-dimensî ya sêwirana arîkariya computer (CAD) tê bikar anîn.Çêkirina beş an meclîsê bi gelemperî bi karanîna çapkirina 3D an teknolojiya "hilberîna qata pêvek" tê çêkirin.

Rêbazên yekem ji bo prototîpkirina bilez di nîvê salên 1980-an de peyda bûn û ji bo hilberîna model û parçeyên prototîpê hatin bikar anîn.Îro, ew ji bo cûrbecûr sepanan têne bikar anîn û heke bixwazin bêyî aborîya kurt-demê ya nebaş ji bo çêkirina parçeyên bi kalîteya hilberînê bi hejmarên piçûktir têne bikar anîn.Vê aboriyê buroyên karûbarê serhêl teşwîq kiriye.Lêkolînên dîrokî yên teknolojiya RP bi nîqaşên teknîkên hilberîna simulacra-yê ku ji hêla peykersazên sedsala 19-an ve têne bikar anîn dest pê dike.Hin peykersazên nûjen ji bo hilberîna pêşangeh û tiştên cûrbecûr teknolojiya nifşê bikar tînin.Kapasîteya ji nû ve hilberandina sêwiranan ji danegehekê pirsgirêkên mafan derxistiye holê, ji ber ku naha gengaz e ku meriv daneyên volumetrî yên ji wêneyên yek-dimensî bike navber.

Mîna rêbazên kêmkirina CNC, sêwirana bi arîkariya komputerê - çêkirina xebata CAD -CAM-ê ya bi komputerê di pêvajoya prototîpkirina bilez a kevneşopî de bi afirandina daneyên geometrîkî dest pê dike, an wekî hişkek 3D bi karanîna stasyonek xebatê ya CAD, an jî perçeyên 2D bi karanîna kargehek CAD-ê dest pê dike. cîhaza şopandinê.Ji bo prototîpkirina bilez divê ev data modelek geometrîkî ya derbasdar temsîl bike;ango, yê ku rûberên wî yên sînor cildeke bêdawî di nav xwe de dihewîne, di nav xwe de qulên hundurîn dernakeve holê, û li ser xwe paş ve naqelişe.Bi gotineke din, tişt divê "hundur" hebe.Model derbasdar e ger ji bo her xalek di cîhê 3D de komputer bikaribe bi rengek yekta diyar bike ka ew xal li hundur, li ser, an li derveyî rûyê sînorê modelê ye.CAD-paşesazker dê formên geometrîkî yên hundurîn ên CAD yên firoşkarên serîlêdanê (mînak, B-splines) bi formek matematîkî ya hêsankirî nêzîk bikin, ku di encamê de di forma daneya diyarkirî de tête diyar kirin ku di hilberîna pêvek de taybetmendiyek hevpar e: Forma pelê STL, standardek de facto ji bo veguheztina modelên geometrîkî yên zexm li makîneyên SFF.

Ji bo bidestxistina trajektorên kontrolkirina tevgerê yên pêwîst ji bo ajotina SFF-ya rastîn, prototîpkirina bilez, çapkirina 3D an mekanîzmaya çêkirina lêzêdekirî, modela geometrîkî ya amadekirî bi gelemperî di qatan de tê perçe kirin, û perçe di nav rêzan de têne seh kirin (hilberîna "xêzek 2D" ku ji bo hilberandinê tê bikar anîn. trajektora wekî di rêça amûra CNC de), bi berevajîkirina pêvajoya avakirina laşî ya qat-be-qat teqlîd dike.

1. Qadên sepanê
Prototîpkirina bilez bi gelemperî di endezyariya nermalavê de jî tête bikar anîn da ku modelên karsaziya nû û mîmarên serîlêdanê yên wekî Aerospace, Otomotîv, Karûbarên darayî, Pêşveçûna Hilberê, û Tenduristî biceribîne.Tîmên sêwirana asmanî û pîşesaziyê ji bo ku di pîşesaziyê de metodolojiyên nû yên AM-ê biafirînin xwe dispêrin prototîpkirinê.Bi karanîna SLA-yê ew dikarin di çend rojan de zû çend guhertoyên projeyên xwe çêbikin û zûtir dest bi ceribandinê bikin.Rapid Prototyping destûrê dide sêwiraner / pêşdebiran ku ramanek rast peyda bikin ka dê hilbera qediyayî çawa çêbibe berî ku pir dem û dravê bixe nav prototîpê.Çapkirina 3D ya ku ji bo Prototîpkirina Bilez tê bikar anîn dihêle ku çapkirina 3D ya Pîşesaziyê pêk were.Bi vê yekê, hûn dikarin qalibên mezin hebin ku perçeyên yedek ku di demek kurt de zû têne derxistin.

2. Dîrok
Di salên 1970-an de, Joseph Henry Condon û yên din li Bell Labs Pergala Sêwirana Circuit ya Unix (UCDS) pêşve xistin, erka ked û xeletî ya bi destan veguheztina nexşeyan ji bo çêkirina tabloyên çerxê ji bo mebestên lêkolîn û pêşkeftinê otomatîk dike.

Di salên 1980-an de, siyasetmedarên Dewletên Yekbûyî û rêveberên pîşesaziyê neçar bûn ku bala xwe bidin serdestiya Amerîka di warê çêkirina amûrên makîneyê de, di tiştê ku navê wê kirîzê de hate gotin.Gelek projeyan li qada kevneşopî ya CNC CAM, ku li Dewletên Yekbûyî dest pê kiribû, li dijî van meylên xwe digeriyan.Dûv re dema ku Pergalên Prototîpkirina Bilez ji laboratîfan derketin da ku werin bazirganîkirin, hate nas kirin ku pêşkeftinên berê navneteweyî bûn û pargîdaniyên prototîpkirina bilez ên Dewletên Yekbûyî dê ne xwediyê wê luksê nebin ku rê nedin rê.Weqfa Zanistî ya Neteweyî sîwanek bû ji bo Rêvebiriya Hewayî û Fezayê ya Neteweyî (NASA), Wezareta Enerjiyê, Wezareta Bazirganiyê ya Dewletên Yekbûyî NIST, Wezareta Parastinê ya Dewletên Yekbûyî, Ajansa Projeyên Lêkolînên Pêşkeftî yên Parastinê (DARPA) û Ofîsa Lêkolîna Naval lêkolînên hevrêz kir ku di danûstandinên xwe de plansazên stratejîk agahdar bike.Yek ji van raporên 1997 Prototîpkirina Bilez li Ewropa û Japonya Rapora Panelê bû ku tê de damezrînerê DTM Corporation Joseph J. Beaman perspektîfek dîrokî peyda dike:

Kokên teknolojiya prototîpkirina bilez dikare di pratîkên di topografî û wênesaziyê de were şopandin.Di nava TOPOGRAFYÊ de Blanther (1892) ji bo çêkirina qalibekî ji bo nexşeyên topografîk ên kaxezê yên rakirî rêbazek qat-tebeq pêşniyar kir. Pêvajo bi qutkirina xêzên konturê yên li ser rêzek lewheyên ku dû re li hev hatin danîn, pêşniyar kir.Matsubara (1974) ya Mitsubishi pêvajoyek topografîk bi rezînek fotopolîmer a hişkbûna wêneyê pêşniyar kir da ku qatên zirav ên ku ji bo çêkirina qalibek avêtinê hatine berhev kirin, çêbike.PHOTOSCULPTURE teknîkek sedsala 19-an bû ku ji bo afirandina kopiyên sê-alî yên rastîn ên tiştan.Ya herî navdar Francois Willeme (1860) 24 kamerayan xiste nav rêzek dorhêl û di heman demê de wêneyek tiştek kişand.Dûv re silhoueta her wêneyek ji bo kişandina kopiyek hate bikar anîn.Morioka (1935, 1944) peykerek wêneya hîbrîd û pêvajoyek topografî bi karanîna ronahiya birêkûpêk bi kar tîne da ku bi wênekêşî xêzên konturê yên tiştekê biafirîne.Dûv re xêz dikarin di nav pelan de bêne pêşve xistin û birîn û birêkûpêk kirin, an jî ji bo xêzkirinê li ser materyalê stokê were pêşandan.Pêvajoya Munz (1956) wêneyek sê-alî ya nesneyek bi hilbijartî, qat bi qat, emulsiyonek wêneyê li ser pistonek daketî ji nû ve hilberand.Piştî rastkirinê, silindirek zelal a zexm wêneyek tiştê vedihewîne.

- Joseph J. Beaman
"Rewşa Prototîpkirina Bilez - RP ji pîşesaziya CAD-ê ya ku her ku diçe mezin dibe, bi taybetî, ji hêla modela zexm a CAD-ê ve tê.Berî ku modela zexm di dawiya salên 1980-an de were destnîşan kirin, modelên sê-alî bi çarçove û rûberên têl hatine afirandin.Lê heya ku pêşkeftina modela zexm a rastîn nekare pêvajoyên nûjen ên wekî RP pêşve bibin.Charles Hull, ku di sala 1986-an de alîkariya dîtina Pergalên 3D kir, yekem pêvajoya RP pêşxist.Ev pêvajo, ku jê re stereolîtografî tê gotin, bi lazerek kêm-hêz bi saxkirina tebeqeyên li pey hev tenik ên hin rezîlên şil ên hesas ên tîrêjê ultraviolet, tiştan ava dike.Bi danasîna RP, modelên zexm ên CAD dikarin ji nişkê ve bijîn.

Teknolojiyên ku wekî Çêkirina Solid Freeform têne binav kirin ew e ku em îro wekî prototîpkirina bilez, çapkirina 3D an çêkirina pêvek nas dikin: Swainson (1977), Schwerzel (1984) li ser polîmerîzekirina polîmerek hestiyar a wênegir li hevberdana du tîrêjên lazerê yên kontrolkirî yên computer xebitîn.Ciraud (1972) depokirina magnetostatîk an elektrostatîk bi tîrêjên elektronîk, lazer an plazmayê ji bo xêzkirina rûbera sinckirî dihesibîne.Ev hemû hatin pêşniyarkirin lê nayê zanîn ka makîneyên kar hatine çêkirin an na.Hideo Kodama ji Enstîtuya Lêkolînê ya Pîşesazî ya Şaredariya Nagoya yekem bû ku hesabek modelek zexm ku bi pergala prototîpa bilez a fotopolymer hatî çêkirin weşand (1981).Yekemîn pergala prototîpkirina bilez a 3D ya ku xwe dispêre Modela Depokirina Fused (FDM) di Nîsana 1992-an de ji hêla Stratasys ve hate çêkirin lê patenta 9-ê hezîrana 1992-an derneket. Sanders Prototype, Inc. îcada ji Tebax 4,1992 (Helinski), Modelmaker 6Pro di dawiya 1993-an de û dûv re çapera 3D ya pîşesaziyê ya mezin, Modelmaker 2, di 1997-an de. bazarê di sala 1995-an de. Tewra di wê tarîxa zû de jî teknolojiyek di pratîka hilberînê de xwedî cîhek bû.Di verastkirina sêwiranê, çêkirina qalib, jigên hilberînê û deverên din de nirxek kêm, hilberek hêza kêm hebû.Derketin bi domdarî ber bi karanîna taybetmendiyên bilindtir ve pêş ketine.Sanders Prototype, Inc. (Solidscape) wekî hilberînerek Çapkirina 3D ya Bilez Prototyping bi Modelmaker 6Pro re dest pê kir ji bo çêkirina qalibên fedakar ên Thermoplas tic ên modelên CAD-ê teknolojiya înkjet Drop-On-Demand (DOD) bikar tîne.

Nûbûn bi domdarî têne lêgerîn, ji bo baştirkirina bilez û şiyana ku meriv bi sepanên hilberîna girseyî re mijûl bibe.Pêşveçûnek dramatîk a ku RP bi deverên CNC-ê yên têkildar re parve dike, belaş-çavkaniya vekirî ya serîlêdanên asta bilind e ku tevahî zincîra amûrek CAD-CAM pêk tîne.Vê yekê civakek hilberînerên cîhazên kêm res afirandiye.Hobbyîstan tewra di nav sêwiranên cîhazê yên ku bi lazer-bandorkirî de bêtir daxwazî ​​​​dikirin, hewl dane

Navnîşa pêşîn a Pêvajoyên RP an Teknolojiyên Çêkirinê yên ku di 1993-an de hatî weşandin ji hêla Marshall Burns ve hatî nivîsandin û her pêvajoyê pir bi hûrgulî rave dike.Di heman demê de ew navên hin teknolojiyên ku pêşengên navên li ser navnîşa jêrîn bûn jî destnîşan dike.Mînakî: Pargîdaniya Visual Impact tenê ji bo depokirina mûmê çapkerek prototîp hilberand û dûv re patenta li şûna Sanders Prototype, Inc.BPM heman inkjet û materyal bikar anîn.