Rapid Prototyping

Eng rapid Prototyping Maschinn mat selektiv Laser Sintering (SLS)

3D Modell Schnëtt
Rapid Prototyping ass eng Grupp vun Techniken déi benotzt gi fir séier e Skalamodell vun engem physeschen Deel oder Assemblée ze fabrizéieren mat dreidimensionalen Computer-assisted Design (CAD) Daten.Konstruktioun vum Deel oder Assemblée gëtt normalerweis mat 3D Dréckerei oder "additive Layer Manufacturing" Technologie gemaach.

Déi éischt Methode fir séier Prototyping goufen an der Mëtt vun den 1980er Jore verfügbar a goufen benotzt fir Modeller a Prototypdeeler ze produzéieren.Haut gi se fir eng breet Palette vun Uwendungen benotzt a gi benotzt fir Produktiounsqualitéitsdeeler a relativ klengen Zuelen ze fabrizéieren wann Dir wëllt ouni déi typesch ongënschteg kuerzfristeg Wirtschaft.Dës Wirtschaft huet online Servicebüroen encouragéiert.Historesch Ëmfroe vun der RP Technologie starten mat Diskussiounen iwwer simulacra Produktiounstechniken déi vum 19. Joerhonnert Sculpteuren benotzt ginn.E puer modern Sculpteuren benotzen d'Nokommetechnologie fir Ausstellungen a verschidden Objeten ze produzéieren.D'Kapazitéit fir Designen aus engem Dataset ze reproduzéieren huet zu Rechtsprobleemer gefouert, well et elo méiglech ass volumetresch Daten aus eendimensionalen Biller ze interpoléieren.

Wéi mat CNC subtraktive Methoden, fänkt de Computer-aided-Design - Computer-aided Manufacturing CAD -CAM Workflow am traditionelle rapide Prototyping Prozess mat der Schafung vu geometreschen Daten un, entweder als 3D Feststoff mat enger CAD Workstation, oder 2D Scheiwen mat engem Scannen Apparat.Fir rapid Prototyping dës Donnéeën muss eng valabel geometreschen Modell vertrieden;nämlech een deem seng Grenzflächen e endleche Volumen ëmginn, keng Lächer enthalen, déi den Interieur ausgesat sinn, an net op sech selwer ausklappen.An anere Wierder, den Objet muss en "bannent" hunn.De Modell ass valabel wann fir all Punkt am 3D Raum de Computer eenzegaarteg kann bestëmmen ob dee Punkt bannent, op oder ausserhalb vun der Grenz Uewerfläch vum Modell läit.CAD Post-Prozessoren schätzen d'intern CAD geometresch Formen vun den Uwendungsverkeefer (zB B-Splines) mat enger vereinfachter mathematescher Form, déi am Tour an engem spezifizéierte Dateformat ausgedréckt gëtt, wat eng gemeinsam Feature an der additiv Fabrikatioun ass: STL Dateiformat, e de facto Standard fir zolidd geometresch Modeller op SFF Maschinnen ze transferéieren.

Fir déi néideg Bewegungskontrollbunnen ze kréien fir den aktuellen SFF ze féieren, rapid Prototyping, 3D Dréckerei oder Additive Fabrikatiounsmechanismus, gëtt de virbereet geometresche Modell typesch a Schichten geschnidden, an d'Scheiwen ginn a Linnen gescannt (entriichtert eng "2D Zeechnen" benotzt fir ze generéieren Trajectoire wéi am CNC's Toolpath), imitéiert de Layer-zu-Schicht kierperleche Bauprozess ëmgedréint.

1. Applikatioun Beräicher
Rapid Prototyping gëtt och allgemeng a Software Engineering applizéiert fir nei Geschäftsmodeller an Applikatiounsarchitekturen wéi Aerospace, Automotive, Finanzservicer, Produktentwécklung a Gesondheetsariichtung auszeprobéieren.Raumfaartdesign an industriell Teams vertrauen op Prototyping fir nei AM Methodologien an der Industrie ze kreéieren.Mat SLA kënne se séier verschidde Versioune vun hire Projeten an e puer Deeg maachen a méi séier testen.Rapid Prototyping erlaabt Designer / Entwéckler eng korrekt Iddi ze ginn wéi de fäerdege Produkt wäert erauskommen ier se ze vill Zäit a Suen an de Prototyp setzen.3D Dréckerei gëtt fir Rapid Prototyping benotzt erlaabt fir Industriell 3D Dréckerei stattfannen.Mat dësem kéint Dir grouss-Skala molds zu Ersatzdeeler séier bannent kuerzer Zäit gepompelt ginn.

2. Geschicht
An den 1970er hunn de Joseph Henry Condon an anerer bei Bell Labs den Unix Circuit Design System (UCDS) entwéckelt, déi labber a Feeler-ufälleg Aufgab automatiséiert fir d'Zeechnungen manuell ze konvertéieren fir Circuitboards fir d'Ziler vun der Fuerschung an Entwécklung ze fabrizéieren.

Vun den 1980er, goufen US Politik Décideuren an industriell Manager gezwongen ze notéieren, datt Amerika d'Dominanz am Beräich vun Maschinn Outil Fabrikatioun verdampft, an deem wat der Maschinn Outil Kris genannt gouf.Vill Projete versicht dës Trends am traditionelle CNC CAM Beräich ze entgéintwierken, déi an den USA ugefaang hunn.Méi spéit wéi Rapid Prototyping Systems aus de Laboe geplënnert sinn fir kommerzialiséiert ze ginn, gouf unerkannt datt d'Entwécklungen scho international waren an d'US Rapid Prototyping Firmen net de Luxus hunn fir e Lead ze rutschen.D'National Science Foundation war e Regenschirm fir d'National Aeronautics and Space Administration (NASA), den US Department of Energy, den US Department of Commerce NIST, den US Department of Defense, Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), an den Office of Naval Research koordinéiert Studien fir strategesch Planer an hiren Iwwerleeungen z'informéieren.Een esou Bericht war den 1997 Rapid Prototyping in Europe and Japan Panel Report an deem Joseph J. Beaman Grënner vun DTM Corporation eng historesch Perspektiv gëtt:

D'Wuerzelen vun der rapider Prototyping Technologie kënnen op Praktiken an der Topographie a Fotoskulptur verfollegt ginn.Within TOPOGRAPHY Blanther (1892) suggested a layered method for making a mold for raised relief paper topographical maps .The process impliced ​​cutting the contour lines on a series of plates which were then stacked.Matsubara (1974) vu Mitsubishi huet en topographesche Prozess mat engem fotohärtende Photopolymerharz proposéiert fir dënn Schichten ze bilden, déi gestapelt gi fir eng Gossform ze maachen.PHOTOSCULPTURE war eng Technik aus dem 19. Joerhonnert fir genee dreidimensional Repliken vun Objeten ze kreéieren.Bekanntst huet de Francois Willeme (1860) 24 Kameraen an engem kreesfërmegen Array gesat a gläichzäiteg en Objet fotograféiert.D'Silhouette vun all Foto gouf duerno benotzt fir eng Replika ze schneiden.Morioka (1935, 1944) entwéckelt eng Hybrid Foto Skulptur an topographesch Prozess benotzt strukturéiert Liicht fir fotografesch Kontur Linnen vun engem Objet ze schafen.D'Linnen kënnen dann a Blieder entwéckelt ginn a geschnidden a gestapelt ginn, oder op Lagermaterial projizéiert ginn fir ze schneiden.De Munz (1956) Prozess reproduzéiert en dreidimensionalen Bild vun engem Objet andeems se selektiv, Schicht fir Schicht, eng Fotoemulsioun op engem Senkkolben ausgesat hunn.No der Fixéierung enthält e festen transparenten Zylinder e Bild vum Objet.

- Joseph J. Beaman
"D'Origine vu Rapid Prototyping - RP staamt aus der ëmmer wuessender CAD Industrie, méi spezifesch, déi zolidd Modeller Säit vum CAD.Ier zolidd Modellerung an de spéiden 1980er agefouert gouf, goufen dräidimensional Modeller mat Drotrahmen a Flächen erstallt.Awer net bis d'Entwécklung vu richtege feste Modeller kéinten innovativ Prozesser wéi RP entwéckelt ginn.De Charles Hull, deen gehollef huet 3D Systems am Joer 1986 ze fannen, huet den éischte RP Prozess entwéckelt.Dëse Prozess, genannt Stereolithographie, baut Objeten andeems dënn openeeschichten Schichten vu bestëmmte ultraviolette Liichtempfindleche flëssege Harze mat engem Low-Power Laser geheelt ginn.Mat der Aféierung vum RP konnten CAD solid Modeller op eemol zum Liewen kommen.

D'Technologien, déi als Solid Freeform Fabrication bezeechent ginn, sinn wat mir haut als rapid Prototyping, 3D Dréckerei oder Additiv Fabrikatioun unerkennen: Swainson (1977), Schwerzel (1984) hunn un der Polymeriséierung vun engem fotosensiblen Polymer op der Kräizung vun zwee computerkontrolléierte Laserstrahlen geschafft.Ciraud (1972) als magnetostatesch oder elektrostatesch Oflagerung mat Elektronenstrahl, Laser oder Plasma fir gesintert Uewerflächebekleedung ugesinn.Dës goufen all proposéiert awer et ass onbekannt ob Aarbechtsmaschinne gebaut goufen.Den Hideo Kodama vum Nagoya Municipal Industrial Research Institute war deen éischte fir e Kont vun engem zolitte Modell ze publizéieren deen mat engem Photopolymer Rapid Prototyping System fabrizéiert gouf (1981).Den alleréischten 3D Rapid Prototyping System, deen op Fused Deposition Modeling (FDM) vertraut, gouf am Abrëll 1992 vum Stratasys gemaach, awer de Patent huet net bis den 9. Juni 1992 erausginn. Sanders Prototype, Inc. Erfindung vum 4. August 1992 (Helinski), Modelmaker 6Pro am spéiden 1993 an dann de gréisseren industriellen 3D Dréckerspäicher, Modelmaker 2, an 1997. Z-Corp mat der MIT 3DP Pulverbindung fir Direct Shell Casting (DSP) erfonnt 1993 gouf agefouert fir de Maart an 1995. Och op deem fréien Datum gouf d'Technologie als eng Plaz an der Fabrikatiounspraxis ugesinn.Eng geréng Opléisung, niddereg Stäerktoutput hat Wäert an der Designverifizéierung, Schimmel maachen, Produktioun Jigs an aner Beräicher.Ausgänge si stänneg a Richtung méi héije Spezifizéierungsverbrauch fortgeschratt.Sanders Prototype, Inc.

Innovatiounen gi stänneg gesicht, fir d'Geschwindegkeet an d'Fäegkeet ze verbesseren mat Masseproduktiounsapplikatiounen ze këmmeren.Eng dramatesch Entwécklung déi RP mat verwandte CNC Beräicher deelt ass d'Freeware Open-Sourcing vun héijen Niveau Uwendungen déi eng ganz CAD-CAM Toolchain ausmaachen.Dëst huet eng Communautéit vun niddereg Res Apparat Hiersteller geschaf.Hobbyisten hunn esouguer Forays a méi usprochsvollen Laser-effektéiert Apparatdesign gemaach

Déi fréizäiteg Lëscht vun RP Prozesser oder Fabrikatiounstechnologien, déi 1993 publizéiert goufen, gouf vum Marshall Burns geschriwwen an erkläert all Prozess ganz grëndlech.Et nennt och e puer Technologien déi Virgänger fir d'Nimm op der Lëscht hei drënner waren.Zum Beispill: Visual Impact Corporation huet nëmmen e Prototypdrucker fir Waxdepositioun produzéiert an duerno de Patent un Sanders Prototype, Inc lizenzéiert amplaz.BPM benotzt déiselwecht Inkjets a Materialien.