快速原型制作和3D打印。这两个词就像蒸汽机和火车头或越位和足球一样牢牢扎根在一起。但实际上为什么呢?为什么快速成型工艺与3D打印的关系如此密切?在这里,你会得到一个概述。

什么是快速原型技术?

一个定义:快速原型技术代表了快速(快速)生产原型。换句话说:将产品创意快速转移到初始视觉模型中,用于触觉、人体工程学或功能测试。原型是所有产品开发周期和快速产品开发过程中的一个重要组成部分,尤其是在准备系列化产品的过程中不可或缺。

快速成型是指大幅缩短原型制造过程,以便尽快拿到测试模型。原型越快,就能越快地进行任何可能需要的优化和调整,以将原型变成系列化产品。三维打印或增材制造是生产此类原型的理想选择,因为它可以用来按需生产相应的原型–即按下一个按钮–基于数字模型。

根据不同的行业或应用,增材制造提供了各种各样的材料来生产原型–无论是金属、塑料、沙子还是蜡。检查完测试体后,可以直接对数字模型进行改进,然后再3D打印出新的原型。除了快速成型外,还有所谓的快速模具制作。这个术语代表了快速的、添加剂式的工具生产,例如用于注塑成型。快速制造指的是快速生产可用的部件,如备件。

3D打印制造的过程有哪些?

从本质上讲,生成式或增材制造工艺,也称为3D打印,属于快速原型制造。这指的是所有基于层的制造工艺,其中各种材料被逐层三维地连接在一起以生产一个部件。当然,原型也可以用其他技术生产,如铣削。

在众多的增材制造技术中,快速成型工艺被认为是以下概述中最知名的。

粘合剂喷射技术与许多家庭和办公室中发现的经典喷墨打印相比,是非常好的。在这里,沙子或塑料等粉末材料被应用到建筑平台上。然后,一个工业化的高性能打印头在构建区移动,并在那些要创建部件的地方将互补的粘合剂打印到粉末床上。然后再涂上一层粉末,进行粘合。这个过程顺序重复进行,直到所需的部件被完全打印出来,未打印的材料可以被移除。粘合剂喷射被认为是生产力最高、可扩展的增材制造工艺之一。

立体光刻技术是最古老的专利增材制造工艺之一。它基于一种对光敏感的液体聚合物,可以使用精确的紫外线辐射选择性地固化。与基于粉末的工艺不同,构建区被逐层降低到充满液体光聚合物的槽中。在每一层中,建造区都被激光照射,使塑料在要创建的部分固化。当印刷完成后,将印刷好的部件从槽中取出。立体光刻技术是一种非常精确的工艺,能产生特别高和光滑的表面质量。

在选择性激光烧结(用于塑料材料的SLS)或选择性激光熔化(用于金属材料的SLM)中,塑料或金属等粉末材料以类似于粘合剂喷射的方式应用于建筑领域。然后,建筑领域由激光控制,激光有选择地烧结那些要创建所需部件的材料区域。然后再涂上一层新的材料,由激光再次烧结。这个过程重复进行,直到组件完全打印完毕,可以拆封。使用SLS/SLM可以生产非常精细的结构和部件。

熔融沉积成型(FDM)是一种3D打印工艺,也被用于大多数家用3D打印机。在这个过程中,所谓的长丝,即卷起来的塑料绳,通过一个加热的喷嘴被挤压出来。与热胶枪类似,长丝通过一个喷嘴打印,该喷嘴熔化材料并将其放置在构建区。根据CAD模型,然后将部件逐层 “放在 “彼此的上面。FDM工艺是最具成本效益的3D打印工艺之一,在创客领域特别受欢迎。

快速成型的优势是什么?

快速成型技术有许多优点。在此,我们要特别强调和突出三个方面。速度、成本和材料。

速度优势

速度

由于原型设计主要位于产品开发中,快速原型设计使原型的快速生产成为可能,在上市时间因素方面得到了积极的回报。越早对设计或草案进行检查、测试和迭代,使其尽可能接近原件和细节,新产品或产品变体就能更快地开发到市场准备就绪并转入批量生产。这反过来又开辟了新的销售机会,并创造了资源和能力,从而更快地产生更多产品。

优势 成本效益高

费用

快速成型技术具有相当大的成本优势,特别是由于消除了工具生产。与其为各种设计迭代生产自己的工具来铸造一个部件,在有疑问的情况下,因为设计草案已被拒绝或被宣布为不可靠,所以永远不会再使用,现在可以用快速原型技术来快速、精确和无风险地生产模拟模型。这甚至不需要自己有一台3D打印机,因为现在有专门从事原型制作的服务提供商和供应商。

优点 多种材料

物质自由

可加工的材料组合,分布在所有的3D打印技术中,现在是非常巨大的:从沙子、陶瓷、金属和各种塑料到有机组织材料。原型开发的应用领域也相应地广泛。
通过3D打印,建筑的几何限制被逐层结构所消除。可以印刷的东西是可以建设性地想象的东西。快速成型技术有很多优点,也有利于设计思维:现有的部件和产品可以被重新思考--前所未有的东西被创造出来。

哪些3D打印部件可以用快速原型技术生产?

可以用3D打印技术实现的部件与材料组合的定位相似,都很广泛。从工业应用的技术部件到消费品或电影和娱乐业的模型,再到建筑模型、体育和休闲部门的鞋底或医学上的假肢。汽车工业中快速原型制造的一个例子是发动机部件,如涡轮增压器。得益于增材制造,几个设计迭代可以同时在测试台上进行测试,从而大大缩短了优化过程,更快地获得高效的结果。

3D打印早已在各种部门和行业中牢固确立,很难想象没有它的原型开发和生产。

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voxeljet是如何实现快速成型的?

voxeljet专注于铸造业的应用已超过20年。利用我们的粘结剂喷射技术,我们将砂子和塑料加工成用于砂铸造或熔模铸造的模具和模型。特别是在生产铸件的原型时,通过上述节省的工具制造,voxeljet的3D打印提供了决定性的成本优势。铸造厂进一步加工3D打印的模具和模型,以生产相应的铸件原型。这种快速成型工艺也可以被描述为 “快速铸造”,即快速生产铸件。

此外,利用我们的高速烧结技术,我们还提供一种工艺,可用于生产PA12或TPU等塑料的功能原型。利用我们的高度工业化的3D打印机,可以生产出组件长度达1米的塑料原型,以及长达4米的沙子原型。

哪些行业受益于快速原型制作?

快速成型技术在广泛的行业中提供了优势。其中特别包括汽车、医疗和航空航天业。今天,3D打印和原型制作也被广泛用于消费品行业。对于产品设计师、建筑师和工程师来说,快速原型设计已经成为各行业可视化设计和生产测试样品的既定工具。

常见问题

快速原型制作

快速成型是指使用增材制造或3D打印技术快速生产原型、测试样本或模拟模型。这些原型在产品开发过程中被用于功能、触觉或人体工程学测试。

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