Wraz z postępem nauki i technologii oraz coraz bardziej zaciętą konkurencją rynkową cykle życia produktów przyspieszają. Skrócenie cyklu projektowania i prototypowania nowych produktów przy jednoczesnym obniżeniu kosztów rozwoju stało się pilnym wyzwaniem dla każdego producenta.
W ciągu ostatnich 30 lat technologia komputerowa stała się potężnym narzędziem w różnych dziedzinach. Podczas gdy projektowanie wspomagane komputerowo (CAD) znacząco poprawia wydajność i jakość projektowania,prototypowanie nie może sprostać wszystkim wyzwaniom w procesie produkcyjnym. Pomiędzy ukończeniem projektu produktu a produkcją masową często konieczne jest wykonanie prototypów próbek w celu wczesnego sprawdzenia i udoskonalenia projektu — jest to zadanie czasochłonne i pracochłonne, które stało się głównym wąskim gardłem.
Technologia szybkiego prototypowania, która generuje trójwymiarowe obiekty bezpośrednio z modeli komputerowych, pojawiła się w odpowiedzi na rosnące wymagania nowoczesnego projektowania i produkcji. Ta interdyscyplinarna technologia integruje inżynierię mechaniczną, sterowanie automatyczne, technologię laserową, informatykę i materiałoznawstwo. W ostatnich latach była szeroko stosowana w projektowaniu przemysłowym, produkcji, architekturze, sztuce, medycynie, lotnictwie, przemyśle kosmicznym, archeologii i produkcji filmowej z niezwykłym sukcesem. W przyszłości inteligentna technologia szybkiego prototypowania form połączona z optymalizacją sztucznej inteligencji i monitorowaniem cyfrowego bliźniaka będzie dalej promować transformację przemysłu produkcyjnego w kierunku
digitalizacja i personalizacja.
Istnieją różne specyficzne metody procesowe dla technologii szybkiego prototypowania, ale ich podstawowe zasady pozostają takie same. Główna koncepcja opiera się na produkcji dodatków materiałowych. Celem jest szybkie (w porównaniu do obróbki) przekształcenie modelu 3D CAD w fizyczny trójwymiarowy prototyp złożony z rzeczywistych materiałów. Proces można podzielić na dwa etapy: dyskretyzację i warstwowanie.
Najpierw model 3D CAD uzyskuje się albo za pomocą systemu modelowania CAD, albo poprzez pomiar wymiarów obiektu fizycznego i przekształcenie ich w model cyfrowy. Dane modelu są następnie przetwarzane i dyskretyzowane na płaskie "layers" wzdłuż określonej osi. Następnie dedykowany system CA (maszyna prototypująca) przetwarza i osadza materiał formujący warstwa po warstwie, aż do ukończenia prototypu. Proces ten zilustrowano na poniższym schemacie.
(Uwaga: Ponieważ wspomniałeś ", proces jest pokazany na poniższym rysunku, " dołączyłem symbol zastępczy dla odniesienia do diagramu. Jeśli masz konkretną etykietę rysunku, możesz ją odpowiednio dostosować.)
Rapid Tooling (RT) to połączenie technologii szybkiego prototypowania (RP) i produkcji form, którego celem jest skrócenie cyklu rozwoju form, obniżenie kosztów i zwiększenie elastyczności. Technologia szybkiego prototypowania form znacznie skraca cykl ich rozwoju i sprawdza się szczególnie w przypadku małych partii, złożonych konstrukcji i scenariuszy szybkiej produkcji próbnej.
Technologia szybkiego prototypowania form rekonstruuje tradycyjny proces formowania za pomocą środków cyfrowych i ma znaczące zalety w dziedzinie zwinnej produkcji i spersonalizowanej personalizacji. Technologia szybkiego prototypowania form, jako podstawowy środek innowacji nowoczesnego przemysłu produkcyjnego, przekształca tradycyjny proces rozwoju form dzięki swoim cechom wysokiej prędkości, niskich kosztów i wysokiej elastyczności. Technologia ta może zakończyć produkcję form, którą tradycyjne procesy zajmują tygodnie w ciągu kilku godzin do kilku dni poprzez bezpośrednie szybkie wytwarzanie form (takie jak drukowanie 3D metali) lub pośrednie szybkie wytwarzanie form (takie jak toczenie form silikonowych), co jest szczególnie odpowiednie do produkcji próbnej małych partii, złożonych form z chłodzeniem konformalnym i scenariuszy szybkiej iteracji produktu. Dzięki rozwojowi wysokowydajnych technologii produkcji proszków metalowych i mieszanych, technologia szybkiego prototypowania form przełamuje ograniczenia żywotności i precyzji, a także realizuje zwinny model produkcji "design jest produkcją" w dziedzinach motoryzacji, elektroniki i opieki medycznej. W przyszłości inteligentna technologia szybkiego prototypowania form połączona z optymalizacją przy użyciu sztucznej inteligencji i monitorowaniem cyfrowego bliźniaka będzie jeszcze bardziej promować transformację przemysłu produkcyjnego w kierunku cyfryzacji i personalizacji.
