Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Equipment >> Mesin CNC

Apa itu Rapid Prototyping?

Tanpa prototyping cepat, yang memungkinkan masinis dan insinyur CNC untuk mengubah model skala menjadi produk fisik yang nyata, Microsoft mungkin tidak akan begitu bersemangat—atau cepat—untuk memamerkan konsol game terbarunya. “Dianggap sebagai konsol game paling kuat yang pernah ada, konsol ini menawarkan game 4K asli di ruang tamu,” menurut All3DP.

Bisa dibilang, jalan menuju kesuksesan mungkin lebih lama tanpa inovasi luar biasa dari pembuatan prototipe cepat.

Mengapa pembuatan prototipe cepat sangat penting bagi merek seperti Microsoft—dan banyak pabrikan kecil lainnya yang tak terhitung jumlahnya? Apa arti pembuatan prototipe cepat bagi masinis dan insinyur?

Jika Anda bertanya kepada Tom Chi, langit adalah batasnya karena pembuatan prototipe cepat menawarkan solusi cepat untuk masa depan yang lebih cerah. Implikasi untuk pembuatan prototipe cepat berpotensi sama mengubah permainan (mengerti?) bagi pengusaha seperti halnya bagi perusahaan besar seperti Microsoft, sehubungan dengan penghematan waktu dan uang secara serius.

Jadi, apa itu prototipe cepat? Mengapa ada dorongan untuk semakin mengintegrasikannya ke dalam permesinan dan rekayasa?

Memahami proses ini sangat penting untuk memperluas kemungkinan mengubah desain kami menjadi produk lebih cepat dari sebelumnya. Lihat hal berikut dan bayangkan bagaimana pembuatan prototipe cepat dapat membantu mengubah bisnis Anda dan mungkin meningkatkan laba Anda.

Apa itu Rapid Prototyping?

Dengan risiko menyederhanakan proses yang kompleks, pembuatan prototipe cepat didefinisikan sebagai “pembuatan cepat model skala penuh. Kata prototipe berasal dari kata Latin proto (asli) dan typus (model).”

Dengan penciptaan, kami tidak bermaksud penciptaan secara abstrak. Sebaliknya, prototipe cepat mewakili ciptaan fisik yang nyata dan dapat dipegang.

Ada berbagai jenis prototipe cepat, dengan tren saat ini mengikuti manufaktur aditif dan pencetakan 3D. Namun, pembuatan prototipe cepat subtraktif masih terus menjadi pendorong utama dan seringkali lebih cocok untuk jenis proyek dan desain produk tertentu.

Tidak peduli apakah Anda melakukan aditif, subtraktif, atau kombinasi keduanya, faktanya adalah pembuatan prototipe cepat memungkinkan desainer untuk menghidupkan model mereka. “Hal ini sering dilakukan dengan menggunakan desain berbantuan komputer yang canggih atau perangkat lunak perakitan lainnya, dan diimplementasikan secara fisik menggunakan printer 3-D,” seperti yang didefinisikan oleh Techopedia.

Tim di 3D Creation Lab yang berbasis di Inggris menjelaskan, “Kemajuan pembuatan prototipe cepat 3D memungkinkan pembuatan prototipe dan model dengan biaya lebih cepat dan lebih rendah dengan menghilangkan tenaga kerja dan perkakas mahal yang memungkinkan perusahaan dan penemu membawa produk dan desain mereka ke pasar lebih cepat daripada kompetisi. ”

Mengingat semua kemungkinan produk yang ditawarkan prototyping cepat, kita harus berasumsi ada kekurangan di suatu tempat.

Bagaimana bisa sesuatu yang inovatif ini tidak datang dengan satu atau dua jebakan?

Ternyata tidak bisa.

Untuk semua pro, prototyping cepat memang menghadirkan beberapa kontra, tidak sedikit di antaranya adalah potensi untuk menghilangkan tenaga kerja, sehingga mengurangi jumlah pekerjaan yang tersedia untuk masinis CNC.

Namun, dalam The Future of Rapid Prototyping, Soren Petersen Design Research Ph.D. dan penulis Laba dari Desain memprediksi hal berikut:

Manfaatnya banyak dan terus meningkatkan standar di seluruh industri. Tapi, demi keseimbangan, kami akan menimbang kedua sisi mata uang.

Pro dan Kontra

Kami telah membahas prototyping cepat, tetapi hanya untuk rekap, mereka turun ke kecepatan dan biaya. APT Mold berpendapat ada juga layanan pelanggan yang melekat dan realitas kepuasan klien untuk pembuatan prototipe cepat:

Mengambil keunggulan di pasar… bisnis apa yang tidak menginginkan itu?

Tepi itu datang dengan harga, tentu saja, dan harga itu mewakili kontra dari pembuatan prototipe cepat. Secara keseluruhan, ada tiga kelemahan utama pembuatan prototipe cepat.

Visi Terowongan

Sayangnya, sangat mudah untuk mendapatkan visi terowongan dan melupakan seluruh proyek ketika berfokus pada satu prototipe. Jebakan di sini adalah potensi pengembang produk untuk melewatkan solusi yang bisa terbukti lebih baik dalam jangka panjang dengan terlalu fokus pada prototipe yang ada (secara harfiah).

Kasus Identitas yang Salah

Prototipe, di tangan klien yang salah dapat disalahartikan sebagai produk jadi dan dinilai secara tidak adil atau tergesa-gesa. Sisi lain dari ini terjadi ketika prototipe lebih disukai daripada produk akhir. Tidak ada kasus yang membantu para insinyur dan masinis di balik prototipe ini.

Variasi adalah Rempah Kehidupan

Namun, pembuatan prototipe cepat membatasi jumlah opsi yang Anda miliki dan mungkin paling baik digunakan untuk proyek yang lebih mudah.

Namun, seperti yang ditunjukkan oleh lima merek berikut, terlepas dari potensi jebakan ini, prototipe cepat tetap merupakan cara yang efektif untuk mencapai tujuan yang sangat menguntungkan.

Lima Merek yang Mewakili Kecakapan Pembuatan Prototipe Cepat

Meskipun kelima perusahaan ini jelas bukan satu-satunya yang membuat prototyping cepat bekerja untuk mereka, masing-masing perusahaan menggambarkan apa yang dapat dilakukan proses ini untuk produk suatu merek… dan intinya.

Brightwake

Jelas bukan nama rumah tangga, namun Brightwake adalah perusahaan penelitian dan desain yang menyelamatkan nyawa dengan menyelamatkan darah. Atau, lebih tepatnya, mendaur ulang darah yang seharusnya hilang.

Hemosep adalah mesin ciri khas perusahaan, mampu mendaur ulang darah yang hilang selama operasi. Untuk membuat Hemosep, Brightwake mengandalkan pencetakan 3D sebagai proses pembuatan prototipe yang cepat. Melakukan hal itu dilaporkan mengurangi proses produksi hingga 96%. Aman untuk mengasumsikan bahwa penghematan finansial juga cukup besar.

Fender

Pecinta musik akan langsung mengenali merek Fender sebagai produsen instrumen yang disukai oleh musisi amatir dan legenda rock seperti Jimi Hendrix.

Untuk mempercepat proses prototyping cepat yang sudah cepat, Fender membeli printer 3D industri Stratasys dan sekarang membuat prototipe mereka sendiri, sampai ke tombol-tombol pada amplifier. Waktu tunggu untuk membuat prototipe ini telah turun dari sekitar dua minggu menjadi semalam. Aman untuk mengasumsikan waktu tenggang yang lebih pendek sama dengan margin keuntungan yang lebih lama.

Ford

Bahkan pabrikan otomotif ternama seperti Ford pun harus berhati-hati dalam hal penganggaran. Pembuatan prototipe cepat telah membuat “Ford tangguh” dan membuat merek menjadi lebih tangguh dengan menghemat jutaan dolar perusahaan untuk prototipe plastik dan logam.

Pencetakan 3D juga terbukti sangat menghemat waktu, karena prosesnya membuat prototipe dalam hitungan jam, sehingga memungkinkan para insinyur Ford untuk memutuskan apakah produksi aktual akan terbukti menguntungkan atau tidak.

Ini hanya beberapa perusahaan yang menggunakan prototipe cepat dalam desain produk mereka. Lainnya termasuk merek besar seperti BMW, Lamborghini, Valero, dan Volkswagen.

Lockheed Martin

Pembuatan prototipe CNC berkecepatan tinggi sangat penting untuk pengembangan produk di Lockheed Martin, raksasa korporat global yang berkomitmen pada teknologi canggih dalam mengejar inisiatif kedirgantaraan, pertahanan, dan keamanan, yang menegaskan:“Kami mendorong batas teknologi aditif dan membawa insinyur desain ke lantai pabrik untuk memproduksi suku cadang, lapis demi lapis, yang sebelumnya tidak dapat dibangun.”

Epson

Memanfaatkan pemesinan CNC yang cepat memungkinkan Seiko Epson Corporation Jepang memenuhi permintaan konsumen akan kacamata pintar Moverio augmented reality (AR) yang lebih ringan dan nyaman.

“Dengan pendahulunya, kami memiliki banyak permintaan dari pengguna mengenai berat dan ukuran, jadi kami menetapkan tujuan pengembangan kami untuk meningkatkan kenyamanan dan membuat kacamata pintar lebih ringkas dan ringan,” di situlah prototyping CNC berkecepatan tinggi masuk, menurut Kazuya Kamakura, Staf Senior, Departemen Manajemen Bisnis HMD, Divisi Operasi Produk Visual di Epson.

Merek-merek ini mencontohkan kemungkinan yang disediakan oleh manufaktur tingkat lanjut, tetapi jika menyangkut pembuatan prototipe cepat, mana yang lebih baik:subtraktif vs. aditif?

Salam untuk Prototipe Cepat Subtraktif

Di sini, di Datron, kami merayakan pembuatan prototipe cepat subtraktif karena ketergantungannya pada proses pemesinan yang efektif. Tidak seperti opsi pembuatan prototipe cepat lainnya, pembuatan prototipe cepat subtraktif menghasilkan prototipe bahan penggunaan akhir yang menampilkan integritas struktural yang lebih tinggi.

Proses penggilingan prototipe cepat subtraktif menghilangkan potongan material yang lebih kecil dari material yang lebih besar, meninggalkan potongan yang solid atau utuh. Di sisi lain, prototipe cepat aditif menciptakan lapisan material, dengan hasil akhir yang tidak terlalu bagus secara struktural.

Mengapa ini penting?

Selain itu, milling memberikan rentang penyelesaian permukaan yang lebih luas dibandingkan dengan "tahapan akhir" yang terkait dengan pembuatan prototipe cepat aditif. Menggunakan mesin penggilingan CNC (Computer Numerical Control) berkecepatan tinggi menghasilkan prototipe dengan pengulangan yang telah terbukti ideal untuk bahan penggunaan akhir.

“Salah satu keuntungan utama dari manufaktur subtraktif adalah kemampuan untuk mengolah potongan plastik yang sangat tipis menjadi engsel yang hidup. Proses semacam ini belum mungkin dilakukan pada printer 3D,” menurut Creative Mechanisms. “Mesin CNC canggih menggunakan beberapa alat dan memotong setidaknya tiga sumbu (x, y, dan z) sehingga meminimalkan persyaratan bagi perancang untuk membalik balok.”

Pada akhirnya, “Ini adalah pilihan yang tepat untuk suku cadang yang digunakan untuk produksi volume kecil dan besar, untuk mendapatkan hasil akhir tertentu, atau untuk mendapatkan sifat mekanik tertentu.”

Tentu saja, kami tidak dapat mendukung proyek pembuatan prototipe cepat subtraktif tanpa peralatan yang tepat.

Apa yang Diharapkan dari Pemesinan CNC Berkecepatan Tinggi

Mesin CNC berkecepatan tinggi adalah alternatif ideal bagi para insinyur ketika printer 3D gagal dan biasanya gagal karena bahan yang digunakan untuk prototipe tertentu. Saat ini, para insinyur tidak dapat mencetak logam 3D seperti aluminium.

Manfaat lain dari pemesinan CNC kecepatan tinggi termasuk kemampuan untuk menghasilkan bagian yang lebih kecil—seperti pemesinan penutup elektronik, menggunakan alat pemotong dengan diameter maksimum 0,50” berdasarkan peningkatan permintaan. Mesin-mesin ini sekarang dilengkapi dengan spindel 60.000 RPM, mengakomodasi feed yang lebih tinggi dan pemotongan yang cepat tanpa mengorbankan komponen penting. Dipasangkan dengan perkakas yang dioptimalkan, alat berat ini meningkatkan evakuasi chip untuk mengurangi panas dan pemotongan yang lebih bersih.

Secara operasional, mungkin bagian terbaik dari mesin CNC berkecepatan tinggi adalah layar sentuh yang mudah digunakan, yang memungkinkan siapa saja yang dapat menggunakan ponsel untuk mengoperasikan mesin.

Menjelajahi Pilihan Mesin CNC Saat Ini

Secara historis, mesin CNC perlu dipasang kembali ke alat yang ada; namun, seiring perkembangan teknologi, mesin baru dirancang khusus untuk tujuan CNC. Contoh mesin yang dipasang kembali termasuk mesin bubut dan mesin penggilingan. Dalam kedua kasus tersebut, mekanisme bawaan alat berat diganti dengan komponen dengan akurasi tinggi dan dudukan baru untuk aktuator.

Mesin CNC baru meliputi printer 3D, pemotong laser CNC, pemotong plasma CNC, mesin penggilingan, mesin pick and place, serta router.

Printer 3D

Mirip dengan desain pemotong laser atau router CNC, printer 3D memerlukan ekstruder plastik, yang mendorong plastik panas melalui lubang kecil, melapisi material hingga prototipe dibuat.

Pemotong Laser CNC

Ideal untuk memotong logam, plastik, dan kayu, pemotong laser CNC menggunakan laser khusus untuk bahan yang dibutuhkan.

Pemotong Plasma CNC

Pemotong plasma memiliki obor plasma yang sempurna untuk memotong bentuk 2 dimensi menjadi lembaran logam.

Mesin Penggilingan CNC

Setelah hanya tersedia dalam ukuran yang sangat besar, mesin penggilingan yang dibuat khusus untuk tujuan CNC saat ini memiliki ukuran yang lebih kecil dan dapat mencakup mekanisme pengumpanan otomatis, pengubah alat bawaan, dan sensor listrik untuk memastikan pemantauan yang cermat untuk pemotongan yang aman.

Mesin Memilih dan Menempatkan

Dilengkapi dengan banyak nozel kecil, mesin pick and place memindahkan komponen listrik dengan cepat, menempatkannya ke papan sirkuit yang diperlukan untuk perangkat pribadi seperti ponsel dan tablet.

Router

Dibuat untuk pekerjaan yang lebih besar, router bekerja dengan material seperti plastik, lembaran logam, dan kayu menggunakan pengaturan 3-sumbu, yang membuat profil pemotongan dan pemesinan relief 3D menjadi mudah. Untuk bentuk yang lebih kompleks, mesin 4, 5, atau 6 sumbu adalah pilihan yang tepat.

Prototipe Cepat Meningkatkan Insinyur dan Teknisi CNC

Sebagai seorang insinyur atau masinis CNC, apa arti prototipe cepat secara umum bagi Anda, dalam jangka panjang?

Sebagai permulaan, Anda berada di jalur yang benar.

Saat ini, "industri manufaktur prototipe global bernilai sekitar $ 12 miliar tetapi mengalami pertumbuhan pesat di lebih dari 22,6% persen per tahun dari 2010 hingga 2015," menurut Robotics Business Review, dengan manufaktur prototipe "diharapkan mencapai $ 20 miliar dalam penilaian pada tahun 2020. . Perkiraan untuk 15 hingga 20 tahun ke depan memprediksi pertumbuhan hingga $40 miliar, karena inovasi teknologi yang berkelanjutan mendorong industri — dan pasar yang bergantung padanya.”

Proyeksi pekerjaan sangat baik; “Berbagai layanan CNC sangat diminati sehingga orang-orang yang terlatih di bidang permesinan presisi menempati peringkat lima teratas karyawan yang paling dibutuhkan di Amerika Serikat.”

Dengan kata lain, maju dan naik!

Industri yang Harus Diwaspadai untuk Potensi Pembuatan Prototipe Cepat

Salah satu keuntungan hidup dalam masyarakat yang terus mendorong batas-batas angka kematian tradisional adalah permintaan akan barang-barang perawatan kesehatan yang inovatif. Saat ini, lebih dari 98% alat bantu dengar yang diproduksi di seluruh dunia sekarang dicetak 3D, karena penghematan waktu, biaya, dan akurasi yang signifikan yang dihasilkan dari memproduksi setiap model unik dengan cara ini.

Dan kabar baik untuk manufaktur CNC berlanjut dengan pembuatan prototipe cepat yang memungkinkan produksi perangkat medis pribadi yang dirancang untuk meringankan penyakit dan penyakit yang dulunya dianggap tidak dapat diobati.

Vertikal lain yang menuai manfaat dari pembuatan prototipe cepat, khususnya melalui manufaktur CNC, termasuk industri penerbangan dan robotika.

Faktanya, Robotics Business Review menegaskan bahwa:

Evolusi manufaktur maju berlanjut dengan berita menarik yang mengumumkan Angkatan Darat AS dan mitra Lockheed Martin untuk mengembangkan metode prototyping cepat, “menggunakan bioproduksi dan perakitan mandiri untuk membuat blok bangunan bahan baru yang memiliki aplikasi untuk teknologi optik pertahanan dan lapisan pelindung.”

Angkatan Darat AS menghabiskan sepuluh juta dolar untuk mendanai Self-Assembly of Nanostructures for Tunable Materials, yang dirancang untuk mempertimbangkan kemampuan untuk mengintegrasikan bioproduksi bahan inovatif untuk upaya pertahanan.

Melissa Rhoads, manajer riset senior Lockheed Martin dan pemimpin proyek menjelaskan, “Sel secara efisien menciptakan semua jenis bahan, seperti sutra laba-laba atau sayap kupu-kupu yang berwarna-warni.”

Kami telah menyaksikan apa yang dapat dilakukan oleh prototipe cepat aditif dan subtraktif untuk manufaktur tingkat lanjut. Kemitraan terbaru ini tidak diragukan lagi akan menemukan batas baru untuk pengembangan produk yang belum terbayangkan.

Jadi, apa itu prototipe cepat? Dari sudut pandang kami, ini adalah cara tercepat untuk maju.

Jika Anda tertarik untuk menambahkan prototipe cepat ke lantai manufaktur industri atau lab inovasi Anda, mulailah percakapan dengan kami hari ini.


Mesin CNC

  1. Kursus Singkat tentang Pembuatan Prototipe Cepat di Manufaktur
  2. 5 Fakta Menarik Tentang Rapid Prototyping
  3. Apa itu Rapid Prototyping? - Jenis, Dan Cara Kerjanya
  4. Prototipe PCB Cepat
  5. Fitur prototipe Aerospace
  6. Prototipe Cepat:Dari Teknologi Tidak Jelas ke Layanan Utama
  7. Teknik Prototyping Cepat untuk Alat Kesehatan
  8. Keuntungan dan Aplikasi Prototipe Cepat
  9. Seberapa cepat prototyping menguntungkan pengembangan produk
  10. Apa yang dimaksud dengan prototipe desain industri?