Tieteen ja teknologian kehityksen sekä kiristyvän markkinakilpailun myötä tuotteiden elinkaaret kiihtyvät. Uusien tuotteiden suunnittelu- ja prototyyppisyklin lyhentäminen ja samalla kehityskustannusten vähentäminen on tullut kiireelliseksi haasteeksi jokaiselle valmistajalle.
Viimeisten 30 vuoden aikana tietokonetekniikasta on tullut tehokas työkalu useilla eri aloilla. Vaikka tietokoneavusteinen suunnittelu (CAD) parantaa merkittävästi suunnittelun tehokkuutta ja laatua,prototyyppien ei pysty ratkaisemaan kaikkia valmistusprosessin haasteita. Tuotesuunnittelun valmistumisen ja massatuotannon välillä on usein valmistettava prototyyppinäytteitä suunnittelun validoimiseksi ja tarkentamiseksi alkuvaiheessa – tästä aikaa vievästä ja työvoimavaltaisesta tehtävästä on tullut merkittävä pullonkaula.
Nopea prototyyppien valmistustekniikka, joka luo kolmiulotteisia objekteja suoraan tietokonemalleista, on syntynyt vastauksena modernin suunnittelun ja valmistuksen kasvaviin vaatimuksiin. Tämä monitieteinen teknologia yhdistää konetekniikan, automaattisen ohjauksen, lasertekniikan, tietojenkäsittelytieteen ja materiaalitieteen. Viime vuosina sitä on sovellettu laajalti teollisessa muotoilussa, valmistuksessa, arkkitehtuurissa, taiteessa, lääketieteessä, ilmailussa, avaruusteollisuudessa, arkeologiassa ja elokuvatuotannossa huomattavalla menestyksellä. Tulevaisuudessa älykäs muotin nopea prototyyppien valmistustekniikka yhdistettynä tekoälyn optimointiin ja digitaalisen kaksosen valvontaan edistää entisestään valmistavan teollisuuden muutosta kohti
digitalisaatio ja personointi.
Nopeaan prototyyppien valmistukseen on olemassa useita eri prosessimenetelmiä, mutta niiden perusperiaatteet pysyvät samoina. Ydinkonsepti perustuu materiaalien lisäysvalmistukseen. Tavoitteena on nopeasti (verrattuna koneistukseen) muuttaa 3D CAD -malli fyysiseksi kolmiulotteiseksi prototyypiksi, joka koostuu todellisista materiaaleista. Prosessi voidaan jakaa kahteen vaiheeseen: diskretisointiin ja kerrostamiseen.
Ensin saadaan 3D CAD -malli joko CAD-mallinnusjärjestelmän avulla tai mittaamalla fyysisen objektin mitat ja muuntamalla ne digitaaliseksi malliksi. Mallitiedot käsitellään ja diskretisoidaan tasomaisiksi kerroksiksi tietyn akselin suuntaisesti. Tämän jälkeen erillinen CA-järjestelmä (prototyyppikone) käsittelee ja kerrostaa muovausmateriaalin kerros kerrokselta, kunnes prototyyppi on valmis. Prosessi on havainnollistettu seuraavassa kaaviossa.
(Huomaa: Koska mainitsit ", prosessi näkyy alla olevassa kuvassa, ", lisäsin paikkamerkin kaavion viittaukselle. Jos sinulla on tietty kuvan nimi, voit muokata sitä vastaavasti.)
Rapid Tooling (RT) on yhdistelmä nopeaa prototyyppien valmistusta (RP) ja muotinvalmistustekniikkaa, jonka tavoitteena on lyhentää muotin kehityssykliä, vähentää kustannuksia ja parantaa joustavuutta. Muottien nopea prototyyppien valmistustekniikka lyhentää huomattavasti muotin kehityssykliä ja sopii erityisesti pieniin eriin, monimutkaisiin rakenteisiin ja nopeisiin koetuotantoskenaarioihin.
Muottien nopea prototyyppien valmistustekniikka rekonstruoi perinteisen muottiprosessin digitaalisten keinojen avulla ja sillä on merkittäviä etuja ketterän valmistuksen ja yksilöllisen räätälöinnin alalla. Muottien nopea prototyyppien valmistustekniikka, nykyaikaisen valmistusteollisuuden ydininnovaatiokeinona, muokkaa perinteistä muotinkehitysprosessia nopeudella, alhaisilla kustannuksilla ja suurella joustavuudella. Tämä teknologia voi suorittaa muotinvalmistuksen, joka kestää viikkoja perinteisillä prosesseilla, tunneissa tai päivissä suoralla nopealla muotinvalmistuksella (kuten metallin 3D-tulostuksella) tai epäsuoralla nopealla muotinvalmistuksella (kuten silikonimuottien sorvauksella), mikä sopii erityisesti pienten erien koetuotantoon, monimutkaisiin konformisiin jäähdytysmuotteihin ja nopeaan tuoteiteraatioon. Korkean suorituskyvyn metallijauheen ja sekavalmistusteknologioiden kehittyessä muotin nopea prototyyppien valmistustekniikka murtaa elämän ja tarkkuuden rajoitukset ja toteuttaa ketterän valmistusmallin autoteollisuuden, elektroniikan ja lääketieteen aloilla. Tulevaisuudessa älykäs muotin nopea prototyyppien valmistustekniikka yhdistettynä tekoälyn optimointiin ja digitaalisen kaksosen valvontaan edistää entisestään valmistusteollisuuden muutosta digitalisaation ja personoinnin suuntaan.
