快速原型制作和3D打印。這兩個(gè)詞就像蒸汽機(jī)和火車頭或越位和足球一樣牢牢扎根在一起。但實(shí)際上為什么呢？為什么快速成型工藝與3D打印的關(guān)系如此密切？在這里，你會(huì)得到一個(gè)概述。
什么是快速原型技術(shù)？
一個(gè)定義：快速原型技術(shù)代表了快速（快速）生產(chǎn)原型。換句話說(shuō)：將產(chǎn)品創(chuàng)意快速轉(zhuǎn)移到初始視覺(jué)模型中，用于觸覺(jué)、人體工程學(xué)或功能測(cè)試。原型是所有產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和快速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的一個(gè)重要組成部分，尤其是在準(zhǔn)備系列化產(chǎn)品的過(guò)程中不可或缺。
快速成型是指大幅縮短原型制造過(guò)程，以便盡快拿到測(cè)試模型。原型越快，就能越快地進(jìn)行任何可能需要的優(yōu)化和調(diào)整，以將原型變成系列化產(chǎn)品。三D打印或增材制造是生產(chǎn)此類原型的理想選擇，因?yàn)樗梢杂脕?lái)按需生產(chǎn)相應(yīng)的原型–即按下一個(gè)按鈕–基于數(shù)字模型。
根據(jù)不同的行業(yè)或應(yīng)用，增材制造提供了各種各樣的材料來(lái)生產(chǎn)原型–無(wú)論是金屬、塑料、沙子還是蠟。檢查完測(cè)試體后，可以直接對(duì)數(shù)字模型進(jìn)行改進(jìn)，然后再3D打印出新的原型。除了快速成型外，還有所謂的快速模具3D打印制作。這個(gè)術(shù)語(yǔ)代表了快速的、添加劑式的工具生產(chǎn)，例如用于注塑成型。快速制造指的是快速生產(chǎn)可用的部件，如備件。
3D打印制造的過(guò)程有哪些？
從本質(zhì)上講，生成式或增材制造工藝，也稱為3D打印，屬于快速原型制造。這指的是所有基于層的制造工藝，其中各種材料被逐層三維地連接在一起以生產(chǎn)一個(gè)部件。當(dāng)然，原型也可以用其他技術(shù)生產(chǎn)，如銑削。
在眾多的增材制造技術(shù)中，快速成型工藝被認(rèn)為是以下概述中最知名的。
粘合劑噴射技術(shù)與許多家庭和辦公室中發(fā)現(xiàn)的經(jīng)典噴墨打印相比，是非常好的。在這里，沙子或塑料等粉末材料被應(yīng)用到建筑平臺(tái)上。然后，一個(gè)工業(yè)化的高性能打印頭在構(gòu)建區(qū)移動(dòng)，并在那些要?jiǎng)?chuàng)建部件的地方將互補(bǔ)的粘合劑打印到粉末床上。然后再涂上一層粉末，進(jìn)行粘合。這個(gè)過(guò)程順序重復(fù)進(jìn)行，直到所需的部件被完全打印出來(lái)，未打印的材料可以被移除。粘合劑噴射被認(rèn)為是生產(chǎn)力最高、可擴(kuò)展的增材制造工藝之一。
立體光刻技術(shù)是最古老的專利增材制造工藝之一。它基于一種對(duì)光敏感的液體聚合物，可以使用精確的紫外線輻射選擇性地固化。與基于粉末的工藝不同，構(gòu)建區(qū)被逐層降低到充滿液體光聚合物的槽中。在每一層中，建造區(qū)都被激光照射，使塑料在要?jiǎng)?chuàng)建的部分固化。當(dāng)印刷完成后，將印刷好的部件從槽中取出。立體光刻技術(shù)是一種非常精確的工藝，能產(chǎn)生特別高和光滑的表面質(zhì)量。
在選擇性激光燒結(jié)（用于塑料材料的SLS）或選擇性激光熔化（用于金屬材料的SLM）中，塑料或金屬等粉末材料以類似于粘合劑噴射的方式應(yīng)用于建筑領(lǐng)域。然后，建筑領(lǐng)域由激光控制，激光有選擇地?zé)Y(jié)那些要?jiǎng)?chuàng)建所需部件的材料區(qū)域。然后再涂上一層新的材料，由激光再次燒結(jié)。這個(gè)過(guò)程重復(fù)進(jìn)行，直到組件完全打印完畢，可以拆封。使用SLS/SLM可以生產(chǎn)非常精細(xì)的結(jié)構(gòu)和部件。
熔融沉積成型（FDM）是一種3D打印工藝，也被用于大多數(shù)家用3D打印機(jī)。在這個(gè)過(guò)程中，所謂的長(zhǎng)絲，即卷起來(lái)的塑料繩，通過(guò)一個(gè)加熱的噴嘴被擠壓出來(lái)。與熱膠槍類似，長(zhǎng)絲通過(guò)一個(gè)噴嘴打印，該噴嘴熔化材料并將其放置在構(gòu)建區(qū)。根據(jù)CAD模型，然后將部件逐層 “放在 “彼此的上面。FDM工藝是最具成本效益的3D打印工藝之一，在創(chuàng)客領(lǐng)域特別受歡迎。
快速成型的優(yōu)勢(shì)是什么？
快速成型技術(shù)有許多優(yōu)點(diǎn)。在此，我們要特別強(qiáng)調(diào)和突出三個(gè)方面。速度、成本和材料。
速度
由于原型設(shè)計(jì)主要位于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，快速原型設(shè)計(jì)使原型的快速生產(chǎn)成為可能，在上市時(shí)間因素方面得到了積極的回報(bào)。越早對(duì)設(shè)計(jì)或草案進(jìn)行檢查、測(cè)試和迭代，使其盡可能接近原件和細(xì)節(jié)，新產(chǎn)品或產(chǎn)品變體就能更快地開(kāi)發(fā)到市場(chǎng)準(zhǔn)備就緒并轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。這反過(guò)來(lái)又開(kāi)辟了新的銷售機(jī)會(huì)，并創(chuàng)造了資源和能力，從而更快地產(chǎn)生更多產(chǎn)品。
費(fèi)用
快速成型技術(shù)具有相當(dāng)大的成本優(yōu)勢(shì)，特別是由于消除了工具生產(chǎn)。與其為各種設(shè)計(jì)迭代生產(chǎn)自己的工具來(lái)鑄造一個(gè)部件，在有疑問(wèn)的情況下，因?yàn)樵O(shè)計(jì)草案已被拒絕或被宣布為不可靠，所以永遠(yuǎn)不會(huì)再使用，現(xiàn)在可以用快速原型技術(shù)來(lái)快速、精確和無(wú)風(fēng)險(xiǎn)地生產(chǎn)模擬模型。這甚至不需要自己有一臺(tái)3D打印機(jī)，因?yàn)楝F(xiàn)在有專門從事原型制作的服務(wù)提供商和供應(yīng)商。
物質(zhì)自由
可加工的材料組合，分布在所有的3D打印技術(shù)中，現(xiàn)在是非常巨大的：從沙子、陶瓷、金屬和各種塑料到有機(jī)組織材料。原型開(kāi)發(fā)的應(yīng)用領(lǐng)域也相應(yīng)地廣泛。
通過(guò)3D打印，建筑的幾何限制被逐層結(jié)構(gòu)所消除。可以印刷的東西是可以建設(shè)性地想象的東西。快速成型技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，也有利于設(shè)計(jì)思維：現(xiàn)有的部件和產(chǎn)品可以被重新思考--前所未有的東西被創(chuàng)造出來(lái)。
哪些3D打印部件可以用快速原型技術(shù)生產(chǎn)？
可以用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)的部件與材料組合的定位相似，都很廣泛。從工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)部件到消費(fèi)品或電影和娛樂(lè)業(yè)的模型，再到建筑模型、體育和休閑部門的鞋底或醫(yī)學(xué)上的假肢。汽車工業(yè)中快速原型制造的一個(gè)例子是發(fā)動(dòng)機(jī)部件，如渦輪增壓器。得益于增材制造，幾個(gè)設(shè)計(jì)迭代可以同時(shí)在測(cè)試臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試，從而大大縮短了優(yōu)化過(guò)程，更快地獲得高效的結(jié)果。
3D打印早已在各種部門和行業(yè)中牢固確立，很難想象沒(méi)有它的原型開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。
voxeljet是如何實(shí)現(xiàn)快速成型的？
voxeljet專注于鑄造業(yè)的應(yīng)用已超過(guò)20年。利用我們的粘結(jié)劑噴射技術(shù)，我們將砂子和塑料加工成用于砂鑄造或熔模鑄造的模具和模型。特別是在生產(chǎn)鑄件的原型時(shí)，通過(guò)上述節(jié)省的工具制造，voxeljet的3D打印提供了決定性的成本優(yōu)勢(shì)。鑄造廠進(jìn)一步加工3D打印的模具和模型，以生產(chǎn)相應(yīng)的鑄件原型。這種快速成型工藝也可以被描述為 “快速鑄造”，即快速生產(chǎn)鑄件。
此外，利用我們的高速燒結(jié)技術(shù)，我們還提供一種工藝，可用于生產(chǎn)PA12或TPU等塑料的功能原型。利用我們的高度工業(yè)化的3D打印機(jī)，可以生產(chǎn)出組件長(zhǎng)度達(dá)1米的塑料原型，以及長(zhǎng)達(dá)4米的沙子原型。
哪些行業(yè)受益于快速原型制作？
快速成型技術(shù)在廣泛的行業(yè)中提供了優(yōu)勢(shì)。其中特別包括汽車、醫(yī)療和航空航天業(yè)。今天，3D打印和原型制作也被廣泛用于消費(fèi)品行業(yè)。對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)師、建筑師和工程師來(lái)說(shuō)，快速原型設(shè)計(jì)已經(jīng)成為各行業(yè)可視化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)測(cè)試樣品的既定工具。
常見(jiàn)問(wèn)題
快速原型制作
快速成型是指使用增材制造或3D打印技術(shù)快速生產(chǎn)原型、測(cè)試樣本或模擬模型。這些原型在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中被用于功能、觸覺(jué)或人體工程學(xué)測(cè)試。
