Chế tạo nguyên mẫu nhanh là gì? Loại, Điểm mạnh và Ứng dụng

Sản xuất tạo mẫu nhanh là một cách tuyệt vời để phát triển các mô hình sử dụng 3D CAD. Trong trường hợp bạn không quen với CAD, nó là viết tắt của thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính. Các nhà sản xuất có thể chế tạo mô hình, các bộ phận vật lý và lắp ráp liền mạch.

Bạn sẽ sử dụng chế tạo phụ gia để hoàn thành việc tạo mô hình, các bộ phận và lắp ráp. Mọi người thường đề cập đến sản xuất phụ gia như in 3D. Có nhiều loại nguyên mẫu khác nhau. Độ trung thực cao là khi nguyên mẫu khớp gần với thành phẩm.

Trong trường hợp nguyên mẫu không khớp với sản phẩm cuối cùng, đó là Độ trung thực thấp. Có một số kiểu tạo mẫu nhanh khác. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ trình bày chi tiết về quá trình tạo mẫu nhanh. Chúng ta sẽ thảo luận về quy trình làm việc, tầm quan trọng và các ứng dụng của nó.

Tạo mẫu nhanh: Phân tích chuyên sâu

 

Tạo mẫu nhanh không giới hạn trong một loại công nghệ sản xuất nhất định. Ngược lại, nó sử dụng nhiều loại công nghệ này. Tuy nhiên, tạo mẫu nhanh và sản xuất phụ gia đi đôi với nhau.

Several RP technologies use a series of other techniques. For instance, they use moulding, casting and high-speed machining. Additive manufacturing is the manufacturer’s top priority. However, there are several other technologies available for the creation of the prototypes.

Below, we have listed the most conventional processes for creating prototypes.

Subtractive: The technology uses turning, grinding and milling to produce the desired shape. It works on a block of material and carves it according to the requirements.

Compressive: This technique uses moulding, casting and compressive sintering. Instead of working on solid blocks and craving into shapes, it uses a different technique. It uses a liquid or semi-solid material. The technique forces the material into the respective shape. It then solidifies it.

Different Types of Rapid Prototyping

 

Although additive manufacturing is making big, yet you can use several other types.  Your deployment of the prototyping machine depends on several factors. For instance, the material you use for prototyping plays a vital role in choosing the right method.

Similarly, you also need to focus on the type of rapid prototyping manufacturing techniques. These 2 along with other factors will help you choose the right type.

Vat Photopolymerization (SLA)

 

The first successful technique for commercial 3D printing was Vat Photopolymerization. It was efficient and effective. It is still a popular choice among manufacturers. The good news is that it is among the most affordable techniques.

Kỹ thuật này bao gồm ánh sáng cực tím được điều khiển bằng máy tính và chất lỏng cảm quang. Tia UV làm rắn từng lớp chất lỏng đó.

Thiêu kết laser chọn lọc

 

Chọn lọc Laser Sintering (SLS) là một kỹ thuật hiệu quả. Các nhà sản xuất sử dụng nó cho cả nhựa và kim loại tạo mẫu. Kỹ thuật này bao gồm tia laser và vật liệu dạng bột, thiêu kết. SLS sử dụng tia laser để làm nóng vật liệu.

Nguyên mẫu xây dựng từng lớp một. Tuy nhiên, kỹ thuật này không mang lại kết quả thỏa mãn. Bề mặt của sản phẩm cuối cùng thường gồ ghề và cần phải làm thêm. Ngoài ra, nguyên mẫu thiếu sức mạnh. Nó yếu so với những cái bạn sử dụng SLA.

mô hình hoá sự lắng đọng hợp nhất

 

FDM hoặc thường được gọi là Phun vật liệu là một kỹ thuật sản xuất nguyên mẫu nhanh khác. Kỹ thuật này phổ biến do yếu tố khả năng chi trả của nó. Bạn sẽ tìm thấy nó hầu hết trong các máy in để bàn không công nghiệp.

Kỹ thuật sử dụng một ống sợi nhựa nhiệt dẻo. Thay vì thèm vật liệu, trước tiên nó sẽ làm tan chảy nó trong thùng vòi in. Nhựa lỏng sau đó được định hình từng lớp một để đạt được kết quả mong muốn.

Việc tạo hình diễn ra theo một chương trình lắng đọng của máy tính. Ban đầu, kỹ thuật này tạo ra kết quả không hài lòng. Tuy nhiên, với thời gian, nó đã trở nên hiệu quả và tinh vi. Nó không còn tạo ra các nguyên mẫu yếu với độ phân giải kém.

On the contrary, today you see more refined and robust prototypes. Despite offering better results, the process is still inexpensive. It is perhaps one of the most affordable rapid prototyping methods. Thus, it is perfect for product development.

Selective Laser Melting

 

The informal and more common name of Selective Laser Melting is Powder Bed Fusion. It is an excellent rapid prototyping technique. Manufacturers have been using this technique for a long time now. It is famous because it produces complex and robust prototypes.

It is perfect for making parts that are complex. In addition, these parts need high-strength. SLM is commonly seen in automotive, aerospace, medical industries, and defense. Thus, you can understand the type of services it caters to.

The technique uses a high electron beam or a high-powered laser. The laser or the beam melts a fine metal powder. It then uses the liquid power to build the product or the part layer by layer. You can use a number of materials as primary SLM material. Some of these materials include cobalt chrome alloys and stainless steel.

Likewise, you can also use aluminum and titanium. Aluminum is common mainly because it is affordable and readily available.

Laminated Object Manufacturing

 

Sheet Lamination is the common name. The process is very common among low-budget manufacturers. Although, it lacks SLS and SLM sophistication, but it does generate adequate results. In addition, it is cheaper than both of these techniques.

The process uses a series of thin laminates. A laser beam cuts these laminates according to specifications. Then, a CAD pattern design comes into action. This machine creates the prototype. The cutting devices form the prototype layer by layer.

The machine places every layer on top of the previous one. It securely bonds every layer to each other.

Digital Lighting Processing

 

DLP is similar to the SLA technique. However, it uses a more conventional light source. It uses polymerization of resins. The light source cures these resins. Although DLP is cheaper and faster in comparison to SLA, it requires additional support.

The DLP needs post building curing and it requires support structures.

Continuous Liquid Interface Production

 

CLIP is an alternative version of DLP. The technique does not use layers. It continuously pulls from the vat. In order to make the required cross-sectional pattern on plastic, the machine separates a part from the vat. It then makes the part cross a light barrier.

This barrier is responsible for changing the configuration. Thus, you acquire the desired shape.

Binder Jetting

 

Another famous rapid prototyping manufacturing technique is Binder Jetting. It is possible to print several parts at one time. Thus, the technique is efficient.  The parallel printing feature increase efficiency. However, at the same time, it leads to a decrease in robustness.

Các bộ phận này yếu so với các bộ phận được sản xuất bằng SLS. Để tạo một lớp của một phần, Binder jetting sử dụng vòi phun và lớp bột. Vòi phun tạo ra những giọt siêu nhỏ trên lớp bột. Những giọt này giúp liên kết các hạt bột để tạo ra lớp của một phần.

Tiếp theo là đầm từng lớp. Nó sử dụng một con lăn cho mục đích này. Đối với lớp tiếp theo, đầu tiên nó rải bột và sau đó lặp lại quy trình. Sau khi các bộ phận đã sẵn sàng, chúng có thể yêu cầu xử lý bằng lò. Sau cùng, điều quan trọng là phải trộn bột của các bộ phận cần thiết và đốt cháy chất kết dính.

Sản xuất phụ gia

 

Quy trình xây dựng sản phẩm hoặc bộ phận bằng cách sử dụng vật liệu lắng đọng và dữ liệu thiết kế 3D kỹ thuật số. Do hiệu quả và hiệu quả của nó, quá trình này là cực kỳ phổ biến.

Tác động của việc tạo mẫu nhanh đối với quá trình sản xuất

 

The above prototyping methods have the capacity to create an accurate model of products. Thus, the manufacturers, designers, and engineers would have a similar product to analyze. They would be able to access different aspects of the product.

They would be able to identify potential errors. Once, they are fully satisfied only then will they will go into the full production phase. There are several reasons manufacturers use prototyping. It is extremely helpful in evaluating a product’s aesthetic appeal, ergonomics, and manufacturing capability.

Different prototyping methods offer different benefits. For instance, the SLA printing technique is useful for testing precision parts. It can help identify potential errors and problems. If the manufacturer uses a photopolymer layer of 01.mm, it can produce accurate parts. These parts would effective take the place of the original product in tests.

It is possible to put the prototype through a load tolerance test, aerodynamic performance, stress tolerance test, and tension test. With the help of rapid prototyping manufacturing techniques, manufacturers save time.

It now takes less time to go from the designing phase to the production phase. It is possible to create an accurate prototype in no time. In addition, manufacturers do not have to pay a lot of money. The cost-efficiency is extremely profitable for the manufacturers.

Since it is possible to produce a prototype in just two days, thus it increases product manufacturing efficiency. After approving the prototype, the manufactures can get down to the production process.

They can now focus on setting up the tools and the factory manufacturing process. Thus, decreasing the overall manufacturing cost.

 Benefits of Rapid Prototyping manufacturing for Customers and Suppliers

 

There is no denying the impact of rapid prototyping in the manufacturing process. There are also several benefits. We will talk about these benefits later. However, for now, we will focus on how rapid prototyping is beneficial for suppliers and customers.

Các nhà cung cấp có thể ước tính chính xác thời gian sản xuất và chi phí bằng cách sử dụng các nguyên mẫu này. Nếu một nguyên mẫu nhất định mất khoảng 2 ngày, họ có thể tính toán thời gian chính xác cần thiết để tạo ra sản phẩm ban đầu.

Ngoài ra, các nhà cung cấp có thể tạo đúc kim loại bằng cách sử dụng các nguyên mẫu SLA. Họ cũng có thể sử dụng chúng như các mẫu chính. Do đó, thời gian yêu cầu thiết lập nhà máy và công cụ của nó giảm đáng kể.

Mặt khác, nó mang lại một số lợi ích cho người tiêu dùng. Khách hàng có thể nhìn thấy và cầm trên tay sản phẩm cuối cùng của họ. Họ sẽ cung cấp cho họ ý tưởng tốt hơn về cách sản phẩm trông và cảm nhận.

In addition, it would boost their confidence. In case, there is a problem, with the prototype, they can point it out. This will help in eliminating the problem in the final production phase. Likewise, it will help them save in the designing and manufacturing process.

Benefits of Rapid Prototyping in Product Development and Manufacturing

Rapid prototyping offers a number of benefits. Below, we did list some of these benefits.

Cost-Efficient

 

We simply cannot deny the fact that rapid prototyping is cost-efficient. In addition, it is also faster in comparison to the construction a full-scale model. Manufacturers are able to create highly accurate prototypes using modern prototyping techniques.

Thus, they save amount, as prototypes are extremely cheaper to create than the original product.

Time Efficient

 

In addition to being cost-efficient, rapid prototyping is also very time efficient. It reduces the time manufacturers need to develop special tools and molds. The prototype will help you generate the right kind of tools and molds.

Minimizes Waste

 

Another great thing about rapid prototyping is that it has the ability to minimize waste. Unlike, creating a real testing product, prototypes require a minimal amount of raw material. You would use only that material that is required for prototyping.

Complex creating

 

The modern and sophisticated rapid prototyping technology can help you create marts of minuscule size. Similarly, it is possible to create prototypes of products that require complex geometries.

Three Dimensional Designs

 

Unlike the 2-D image on a computer, the prototyping offers a 3D product. Manufacturers and consumers can touch and feel the product. They can thoroughly analyze it before marching into the production phase.

Error Identification

 

Rapid prototyping and additive manufacturing have a lot to offer. It is possible to identify the potential problems and errors of a product via a prototype. The manufacturer would not have to bear the entire cost of producing a product in case of a fault in the final product.

Customization

 

With rapid prototyping and manufacturing, customization becomes easy. The client and the manufacturer can make all the desired changes. They make a change in the design without going through the hassle of changing the whole process.

Easier Testing

 

Another advantage of prototyping is that it offers the ease of testing. The manufacturers no longer have to spend a great amount of testing. They need to focus on the prototype. After all, the properties of the prototype material are quite similar to that of the final product.

No need for Feedback

 

It is possible to make changes instantly. If there seems an error, the manufacturers can remove it. Thus, there is no need for them to wait for feedback before making any changes.

How to Choose a Prototyping technique?

 

Several factors contribute to making this decision. Below, we did list some of these factors.

Production of Volume

 

First and foremost, the manufacturer needs to understand the production volume. There are certain prototyping techniques that work well with smaller production volumes.

Speed of Production

 

Một yếu tố khác có ảnh hưởng trực tiếp đến loại kỹ thuật tạo mẫu bạn chọn là tốc độ sản xuất. Bạn cần biết lượng thời gian mình có trước khi giao sản phẩm cuối cùng. Một số kỹ thuật tạo mẫu chỉ cần 2 ngày để tạo ra một nguyên mẫu.

Mặt khác, một số kỹ thuật sẽ đòi hỏi nhiều thời gian hơn. Trong trường hợp vội vàng, bạn có thể sử dụng các kỹ thuật đòi hỏi ít thời gian hơn để tạo ra một nguyên mẫu chính xác.

Cân nhắc tài chính

 

Tất nhiên, số tiền bạn sẵn sàng đầu tư tạo ra rất nhiều khác biệt. Một số kỹ thuật đắt tiền so với những kỹ thuật khác. Ví dụ: Lập mô hình lắng đọng hợp nhất ít tốn kém hơn SLS.

Hình học của các bộ phận

 

Sự phức tạp của nguyên mẫu có ảnh hưởng lớn đến kỹ thuật tạo mẫu nhanh. Ví dụ, Laser Melting chọn lọc là kỹ thuật hoàn hảo để thiết kế và phát triển các nguyên mẫu phức tạp. Nó tạo ra các nguyên mẫu mạnh mẽ.

Mục đích sử dụng Sản phẩm hoặc Bộ phận

 

Đây là một yếu tố quan trọng khác cần xem xét. Nhà sản xuất cần chú ý đến nơi sử dụng các sản phẩm cuối cùng.

Dịch vụ tạo mẫu và sản xuất nhanh chóng để hỗ trợ sản phẩm của bạn

 

Việc phát triển mẫu thử là một yếu tố quan trọng giúp xác định khả năng tồn tại của sản phẩm hay sự khác biệt. Tuy nhiên, nó có thể không phải là một giải pháp thực tế từ góc độ hoạt động và vùng ven biển. May mắn thay, các nhà sản xuất Khuôn Katio cung cấp công nghệ hiện đại.

They use technologies like CAD and CAM software to alleviate any concerns of their respective clients. In addition, they make it possible for clients to join hands with their experts. Thus, fulfilling the needs of single-unit production.

How much does it cost?

 

The cost of tạo mẫu nhanh depends upon a number of factors including the size, shape, and volume of the parts. In addition, the material, the surface finish, and the amount of post-manufacturer processing contribute to the overall cost.

Dịch vụ của chúng tôi

 

Katio Mould is among the leading prototyping companies. It has world-leading expertise and experience in rapid prototyping manufacturing techniques and additive manufacturing processes. With our expert designers, the end-users will be able to enjoy an accurate prototype of their product.

Nếu chúng tôi có thể giúp bạn với dự án của bạn, vui lòng gọi cho chúng tôi theo số 0086-769-82821468 hoặc email tới sales@kaitomould.com.