Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> pencetakan 3D

Apa itu prototipe cepat?

Pembuatan prototipe cepat, biasanya dilakukan melalui manufaktur aditif, memungkinkan seorang desainer untuk mengembangkan beberapa iterasi prototipe tanpa biaya atau waktu tambahan yang datang dengan menggunakan teknik manufaktur dan desain tradisional.

Apa saja jenis-jenis prototipe cepat?

Fidelitas prototipe—yaitu, seberapa dekat prototipe cocok dengan produk akhir—bervariasi per proyek, pada spektrum dari fidelitas yang lebih rendah hingga yang lebih tinggi.

Apa yang dimaksud dengan prototipe fidelitas yang lebih rendah?

Kami merujuk ke kesetiaan yang lebih rendah ketika prototipe secara longgar cocok dengan produk akhir. Prototipe dapat digunakan untuk menguji kecocokan atau fungsi keseluruhan tanpa mengoptimalkan desain untuk bobot, kemampuan manufaktur, atau penyelesaian. Prototipe juga dapat digunakan untuk menguji desain hanya di bidang utama yang menjadi perhatian perancang atau untuk membuat versi produk akhir yang diperkecil. Keuntungan dari prototipe fidelitas yang lebih rendah adalah bahwa mereka biasanya membutuhkan lebih sedikit waktu untuk mencetak.

Apa yang dimaksud dengan prototipe fidelitas yang lebih tinggi?

Kami mengacu pada kesetiaan yang lebih tinggi ketika prototipe sangat cocok dengan produk akhir—termasuk geometri, toleransi, dan sifat material. Prototipe fidelitas yang lebih tinggi biasanya membutuhkan waktu lebih lama untuk dicetak dan memiliki biaya terkait yang lebih tinggi.

Apa fidelitas yang tepat untuk prototipe Anda?

Tingkat kesetiaan yang sesuai untuk iterasi desain tertentu bergantung pada tujuan proyek secara keseluruhan, kematangan desain, dan minat perancang. Menentukan tingkat ketepatan yang tepat dalam pembuatan prototipe cepat dapat menghemat waktu dalam proses desain dan juga mengoptimalkan alokasi sumber daya.

Untuk satu iterasi, atribut prototipe yang berbeda seperti geometri, sifat material, fit-up, dan penyelesaian dapat dipertimbangkan pada tingkat ketelitian yang berbeda. Pertimbangan ini memengaruhi kesetiaan keseluruhan prototipe.

Baca studi kasus kami

Apa proses pembuatan prototipe cepat yang paling umum?

Ringkasan tingkat tinggi ini menyajikan teknik manufaktur aditif umum yang biasanya digunakan dalam proses pembuatan prototipe cepat.

Prototyping cepat umumnya menggunakan manufaktur aditif untuk membuat bagian uji, model, atau rakitan. Namun, bergantung pada sumber daya yang tersedia dan kebutuhan perancang, proses manufaktur konvensional lainnya seperti penggilingan, penggilingan, atau pengecoran dapat digunakan.

Proses prototyping umum dapat dibagi menjadi lima kelompok:

Informasi lebih lanjut untuk setiap proses dirinci di bawah ini. Untuk ikhtisar proses pembuatan prototipe cepat ini, pelajari lebih lanjut tentang teknologi manufaktur aditif .

Fotopolimerisasi PPN

Bagian dibuat satu lapis pada satu waktu dengan menggunakan cahaya untuk mengubah resin fotopolimer menjadi padat.

Stereolithography (SLA) dapat menghasilkan bagian dengan akurasi dimensi yang sangat tinggi dan detail yang rumit. Namun, mereka umumnya rapuh dan sifat mekaniknya dapat menurun seiring waktu, membuat suku cadang biasanya tidak cocok untuk prototipe fungsional. Proses ini paling cocok untuk pembuatan prototipe cepat geometri desain dan bukti konsep antarmuka bagian. Ini juga cocok untuk detail selama tahap awal desain dan ketika sifat mekanik bukan fokus desain utama.

Pemrosesan cahaya langsung (DLP) mirip dengan SLA, dengan perbedaan utama adalah tingkat detail dan sifat material. Bagian yang diproduksi menggunakan DLP tidak memiliki detail rumit yang sama seperti SLA, tetapi memiliki akurasi dimensi dan kekuatan bagian yang sama yang dianggap sama atau lebih besar dari bagian cetakan injeksi tradisional. Oleh karena itu, DLP paling cocok untuk pembuatan prototipe cepat geometri desain dan pembuktian konsep ketika fokus desain adalah geometri keseluruhan daripada detail spesifik, atau ketika sifat mekanik menjadi prioritas.

DLP Berkelanjutan (CDLP) , seperti halnya DLP, menghasilkan suku cadang yang tidak memiliki tingkat detail yang sama dengan SLA, tetapi memiliki akurasi dimensi yang serupa dan kekuatan suku cadang yang dianggap sama atau lebih besar daripada suku cadang cetakan injeksi tradisional. Oleh karena itu, CDLP paling cocok untuk pembuatan prototipe cepat geometri desain dan pembuktian konsep ketika fokus desain adalah geometri keseluruhan daripada detail spesifik atau ketika sifat mekanik menjadi prioritas desain.

Perpaduan tempat tidur bubuk

Teknologi powder bed fusion (PBF) menghasilkan bagian padat menggunakan sumber termal yang menginduksi fusi, melalui sintering atau peleburan, antara partikel bubuk plastik atau logam, satu lapisan pada satu waktu. Variasi utama dalam proses PBF ditentukan oleh sumber energi yang berbeda (misalnya laser atau berkas elektron) dan bubuk (plastik atau logam).

Selektif laser sintering (SLS) menggunakan bahan polimer termoplastik yang datang dalam bentuk granular. Karena bagian SLS dicetak menggunakan banyak lapisan, variasi kecil dapat terjadi antar bagian. Oleh karena itu, SLS mungkin kurang efektif untuk prototipe dengan detail rumit atau toleransi kecil. Permukaan akhir yang halus juga dapat dicapai jika digunakan pasca-pemrosesan. SLS paling cocok untuk pembuatan prototipe cepat ketika geometri bagian atau kecocokan dan fungsi keseluruhan adalah prioritas desain. SLS mungkin juga menguntungkan untuk pemasaran atau prototipe bukti konsep jika pasca-pemrosesan memungkinkan.

Peleburan laser selektif (SLM) dan sintering laser logam langsung (DMLS) dapat digunakan untuk berbagai macam bahan logam dan biasanya memerlukan pasca-pemrosesan untuk permukaan akhir. Oleh karena itu, proses ini paling cocok untuk pembuatan prototipe cepat ketika sifat material menjadi prioritas desain. Mereka bisa hemat biaya jika penyelesaian bagian tidak menjadi perhatian.

Lebur berkas elektron (EBM) , seperti SLM dan DMLS, paling cocok untuk pembuatan prototipe cepat ketika sifat material menjadi prioritas desain dan dapat hemat biaya jika penyelesaian bagian tidak menjadi perhatian. Perbedaan utama adalah bahwa EBM memiliki aplikasi material yang terbatas (titanium atau paduan kromium-kobalt), meskipun mungkin merupakan pilihan yang paling tepat untuk industri khusus yang memerlukan bahan-bahan ini, seperti di sektor penerbangan dan medis.

Multi-jet fusion (MJF) sangat mirip dengan SLS, tetapi dengan waktu pendinginan dan pasca-pemrosesan yang lebih pendek serta akurasi dan detail yang lebih besar. Perbandingan mendalam dari proses SLS dan MJF dapat ditemukan di sini. Seperti halnya SLS, MJF paling cocok untuk pembuatan prototipe cepat ketika geometri bagian atau kecocokan dan fungsi keseluruhan merupakan prioritas desain dan juga dapat digunakan untuk mendukung tingkat detail yang lebih tinggi atau toleransi yang lebih ketat daripada SLS.

Fused deposisi modeling (FDM) adalah proses yang sangat serbaguna untuk berbagai bahan termoplastik dengan lead time produksi yang singkat. Satu kelemahannya adalah akurasi dan resolusi dimensi FDM lebih rendah daripada proses manufaktur aditif lainnya. FDM paling cocok untuk tahap awal pembuatan prototipe, ketika geometri bagian atau kecocokan dan fungsi keseluruhan merupakan prioritas desain. Ini juga paling cocok ketika bahan bagian akhir mirip dengan prototipe, tetapi tidak ada kekhawatiran tentang detail seperti pengujian fungsional atau keandalan.

Pengaliran material dianggap sebagai salah satu teknologi pencetakan 3D paling akurat dan dapat digunakan dengan beragam material dalam berbagai warna dan hasil akhir. Namun, sifat material tidak cocok untuk prototipe fungsional. Pengaliran material paling baik digunakan untuk pembuatan prototipe cepat ketika geometri bagian atau kecocokan merupakan prioritas desain dan kekuatan bagian tidak diperlukan. Ini juga paling cocok bila tidak ada kekhawatiran tentang sifat material, seperti bukti konsep atau prototipe pemasaran.

Pengaliran nanopartikel (NJP) menyimpan cairan yang mengandung nanopartikel logam atau mendukung nanopartikel ke baki build dalam lapisan tetesan yang sangat tipis. Selubung bangunan terkena suhu tinggi, yang menyebabkan cairan menguap dan meninggalkan struktur bagian logam.

Drop-on-demand (DOD) printer pengaliran bahan memiliki dua pancaran cetak:satu untuk menyimpan bahan bangunan (biasanya cairan seperti lilin) ​​dan satu lagi untuk bahan pendukung yang dapat larut. Printer DOD menyimpan material di jalur titik dan menggunakan pemotong lalat yang memangkas area build setelah setiap lapisan untuk mempersiapkan permukaan untuk lapisan berikutnya.

Pengaliran binder

Bagian yang dibuat dengan pengaliran pengikat memiliki hasil akhir dan bentuk yang tinggi, meskipun rapuh. Pengaliran pengikat paling cocok untuk pembuatan prototipe cepat ketika kecocokan keseluruhan atau geometri bagian adalah prioritas desain dan tidak ada kekhawatiran tentang sifat material, seperti bukti konsep atau prototipe pemasaran.

Apa keuntungan dan kerugian dari pembuatan prototipe cepat?

Dibandingkan dengan manufaktur tradisional dan teknik desain, prototyping cepat menggunakan teknik manufaktur modern yang meningkatkan proses desain, termasuk peningkatan biaya dan waktu secara keseluruhan. Namun saat mempertimbangkan pembuatan prototipe cepat, hindari jebakan penggunaan berlebihan, penyalahgunaan, dan representasi yang salah.

Berikut ini ikhtisar kelebihan dan kekurangannya.

Keuntungan dari pembuatan prototipe cepat

Kekurangan prototipe cepat

Apa aplikasi komersial dari rapid prototyping?

Aplikasi prototyping cepat untuk desain dan manufaktur 3D hanya dibatasi oleh kreativitas desainer. Mereka dapat digunakan di semua tahap desain dan proses manufaktur. Kasus penggunaan paling populer diberikan di bawah ini.

Bukti konsep

Salah satu aplikasi umum adalah bukti konsep. Prototipe 3D dapat diproduksi dengan cepat dan lebih awal dalam proses desain untuk mengevaluasi kelayakan produk, memfasilitasi diskusi tim desain, membangkitkan minat dari pemangku kepentingan utama (misalnya pihak pemasaran dan investasi), dan membandingkan alternatif desain yang berbeda. Keuntungan utama yang diberikan oleh proses prototyping cepat untuk bukti aplikasi konsep adalah peningkatan biaya dan waktu untuk prototipe 3D.

Optimasi desain

Pembuatan prototipe cepat juga merupakan cara yang hemat biaya untuk mempercepat pengoptimalan, termasuk desain produk serta penelitian dan pengembangan. Tim desain dapat mengevaluasi fungsionalitas produk secara keseluruhan atau fokus pada atribut utama (misalnya geometri, kecocokan, sifat material, kemampuan manufaktur) lebih awal dalam proses desain tanpa menimbulkan biaya yang terkait dengan proses manufaktur tradisional.

Prototipe high-fidelity

Karena keserbagunaan proses dan bahan pembuatan aditif, pembuatan prototipe cepat dapat digunakan untuk membuat prototipe dengan ketelitian tinggi yang sangat cocok dengan produk akhir. Hal ini sering memungkinkan desainer untuk mendemonstrasikan fungsionalitas produk atau melakukan pengujian keandalan dengan biaya lebih rendah atau lebih cepat daripada proses manufaktur tradisional.

Ingin prototipe seperti pro? Tonton video ini tentang pencetakan 3D FDM.


pencetakan 3D

  1. Kursus Singkat tentang Pembuatan Prototipe Cepat di Manufaktur
  2. 5 Fakta Menarik Tentang Rapid Prototyping
  3. Panduan untuk Pembuatan Prototipe Cepat untuk Pengembangan Produk
  4. Apa itu Rapid Prototyping? - Jenis, Dan Cara Kerjanya
  5. Prototipe PCB Cepat
  6. Pemilihan proses pembuatan prototipe yang cepat
  7. Fitur prototipe Aerospace
  8. Keuntungan dan Aplikasi Prototipe Cepat
  9. Apa yang dimaksud dengan prototipe desain industri?
  10. Apa itu prototipe?