Druk 3D – szybkie prototypowanie do produkcji seryjnej

Druk 3D – szybkie prototypowanie do produkcji seryjnej.

Dlaczego do szybkiego prototypowania warto używać druku 3D? I dlaczego dobrze to czynić z nami? Poznaj technologie 3D do produkcji seryjnej.

Obecnie coraz częściej do produkcji wykorzystuje się produkcję dodatków, toteż szybkie prototypowanie staje się jednym z najpowszechniejszych zastosowań tej najnowocześniejszej technologii. Dlaczego warto zastosować druk 3D przy tworzeniu prototypów? Opłaca się pochylić się nad tym rozwiązaniem z kilku powodów. 

• Twórz szybkie prototypy, używając do tego celu druku 3D

Druk 3D to szybka i niedroga technika, umożliwiająca tworzenie funkcjonalnych prototypów z naprawdę dużą swobodą, a przy tym będąca doskonałą ideą dla każdego etapu rozwoju produktu. Począwszy od stworzenia szybkiej makiety czy testu funkcjonalnego, poprzez walidację koncepcji, a skończywszy na walidacji ostatecznego projektu – wykorzystując szybkie prototypowanie (prototypy druk 3D), można spodziewać się znakomitych rezultatów.

• U nas stworzysz tyle iterakcji, ile potrzebujesz

Pragniesz stworzyć jedną część, dokonać za pomocą oprogramowania do modelowania 3D modyfikacji na modelu, po czym wydrukować nową wersję? Proszę bardzo, nic prostszego. Programy 3D zostały stworzone właśnie po to, aby móc wykonać symulację, analizę oraz najrozmaitsze, ciekawe wizualizacje, mogące pomóc Ci rozwinąć Twój projekt.

• Doświadcz z nami swobody projektowania

Projektowanie jeszcze nie było tak proste i fascynujące! Druk 3D daje dostęp do geometrii i stwarza możliwości, jakich nie można było doświadczyć w innych technologiach produkcyjnych (albowiem wadziły: skomplikowany montaż, elementy blokujące itp.). Skorzystaj z wydajnej, efektywnej, szybkiej i niezawodnej usługi Sculpteo Rapid Prototyping 3D Printing, która pozwoli nadać kształt i namacalną formę Twoim najbardziej szalonym i finezyjnym pomysłom.

• Oszczędzaj z nami czas

Wykorzystanie druku 3D w szybkim prototypowaniu to najkrótsza droga, aby urzeczywistnić Twoje pomysły i projekty. Tylko jeden krok dzieli Twoje myśli i wyobrażenia od namacalnego produktu. Twórz pliki 3D i prototypy razem z nami. Dzięki temu, że zgromadziliśmy w jednym miejscu specjalistów od projektowania, prototypowania, druku 3D i wielu innych specjalizacji, możesz oszczędzić czas i pieniądze. Zrealizuj swoje pomysły szybko i w przystępnej cenie.

• Czy jesteś gotów przyspieszyć proces tworzenia prototypu i zaoszczędzić tygodnie na harmonogramie rozwoju produktu? Z nami jest to możliwe!

Twórz z nami funkcjonalne prototypy. Dzięki materiałom stosowanym w druku 3D – takim jak: poliamid, żywica czy kombinezon metalowy – możesz tworzyć testy prototypowe części mechanicznych i funkcjonalnych, ciesząc się niezawodnością i możliwościami oferowanym przez tę niezwykłą technologię. Z nami testy rozerwania, montażu czy naprężenia stają się łatwe w realizacji i przystępne cenowo. Zaoszczędzony dzięki temu czas i pieniądze możesz poświęcić na co tylko chcesz.

RP – Rapid Prototyping (szybkie prototypowanie).

Postęp technologiczny to z jednej strony szereg korzyści i ułatwień, a z drugiej konieczność wypracowywania nowych, doskonalszych rozwiązań. Odpowiedzią na potrzebę uzyskania komponentów inżynieryjnych w krótkim czasie było pojawienie się technologii szybkiego prototypowania (RP – Rapid Prototyping), jako metody szybkiej produkcji. Efektywną i skuteczną metodą szybkiego prototypowania, pozwalającą na produkcję trójwymiarowych komponentów inżynieryjnych, jest technologia Additive Manufacturing (AM), czyli pulpitowy druk 3D. Drukowane elementy muszą być funkcjonalne i przydatne w zastosowaniach inżynieryjnych, dlatego istotne znaczenie w funkcjonowaniu komponentów odgrywają właściwości mechaniczne materiału.

Czym jest szybkie prototypowanie? 

Wykonanie fizycznej części, modelu lub zespołu za pomocą komputerowego projektowania 3D (CAD) nazywane jest szybkim prototypowaniem. Najczęściej odbywa się ono z udziałem produkcji addytywnej, znanej jako druk 3D. Możemy mieć do czynienia z prototypem o niskiej wierności (jeśli różnica pomiędzy prototypem a produktem końcowym jest wyraźnie zarysowana) lub prototypem o wysokiej wierności, w którym projekt wiernie odpowiada produktowi końcowemu.

Po co stosuje się aplikację RP? Stosowana jest ona w produkcji dodatków uszlachetniających w celu stworzenia modelu szybszego niż normalny proces.

W jaki sposób działa szybkie prototypowanie? 

Zakres szybkiego prototypowania rozciąga się na różne technologie produkcji, jednakże większość z nich wykorzystuje produkcję dodatków warstwowych – jest to najpowszechniejszy i najczęściej stosowany proces szybkiego prototypowania. Nie znaczy to, że jedyny. Są także inne technologie, bardziej konwencjonalne, obejmujące obróbkę z dużą prędkością, odlewanie, formowanie i wytłaczanie. Wśród nich spotkać się możemy z procesami:

• odejmowalnymi – w których rzeźbi się w bloku materiału, aby uzyskać pożądany kształt, a może się to odbywać za pomocą frezowania, szlifowania czy toczenia,
• ściskania – podczas których półstały lub płynny materiał wtłaczany jest do pożądanego kształtu przed zestaleniem, a przykładem mogą tu być procesy odlewania, spiekania czy formowania.

Szybkie prototypowanie a drukowanie 3D – różnica pomiędzy nimi. 

We wzroście rozwoju produktów produkcja dodatków odgrywa znaczącą rolę. Pozwala na uczynienie procesu produkcji innowacyjnym i jeszcze bardziej opłacalnym, a także pozwala na szybkie budowanie produktów.

Zarówno szybkie prototypowanie, jak i druk 3D, to technologie z powodzeniem stosowane w produkcji dodatków. Niektórzy używają obu tych pojęć zamiennie i faktycznie z technicznego punktu widzenia oba procesy mogą tworzyć modele warstwa po warstwie na podstawie danych STL. Mamy jednak też do czynienia z komponentami wskazującymi na to, że należy rozróżniać szybkie prototypowanie (Rapid Prototyping) od drukowania 3D (3D Printing).

W budowie obiektów 3D, poprzez dodawanie materiałów warstwa po warstwie, stosuje się nazwę odpowiednią do opisu technologii – AM, czyli Additive Manufacturing. Termin „dodatek” wskazuje na metodę dodawania i wielokrotnego budowania produktu.

Produkcja addytywna jest odwrotnością produkcji odejmowalnej, w której obiekty 3D są wytwarzane poprzez cięcie materiałów w tradycyjnym procesie obróbki CNC, takim jak wiercenie czy frezowanie. 

W druku 3D wykonuje się cyfrowy model 3D i przekształca go w obiekt fizyczny. Materiał wytwarzany jest za pomocą głowicy drukującej, dyszy albo innej technologii druku.

Druk 3D jest właściwym słowem przy opisywaniu procesu. Natomiast szybkie prototypowanie jest jednym z zastosowań, które wykorzystuje się w druku 3D lub technologii produkcji dodatków uszlachetniających do tworzenia nowych produktów.

Widać tu wyraźnie, że szybkie prototypowanie i drukowanie 3D to terminy bardzo podobne do siebie, aczkolwiek stosowane w różnych branżach. Jest też kilka innych elementów, wskazującymi na ich odmienność: 

• Złożoność metody drukowania

Szybkie prototypowanie jest bardziej złożoną metodą drukowania niż druk 3D. Przy szybkim prototypowaniu parametry nie są aż tak proste do regulacji, z kolei przy druku 3D wystarczy nawet minimalne przeszkolenie (oczywiście zależnie od złożoności komponentów i potrzebnych konstrukcji nośnych), a tworzenie części możliwe jest praktycznie od razu po wyjęciu z pudełka. Drukowanie elementu trwa dłużej, jeżeli mamy do czynienia z wysoką dokładnością. Aby móc wytworzyć element 3D potrzebny jest najpierw jego trójwymiarowy rysunek, ale jeżeli już go mamy, produkcja części jest tania, szybka i łatwa do powtórzenia w dowolnym momencie.

• Poziom dokładności

Porównując w tej materii systemy do prototypowania z drukowaniem 3D, więcej korzyści odnotujemy po stronie tej pierwszej metody. Choć oba procesy charakteryzują się podobnymi cechami, to jednak metoda szybkiego prototypowania wykorzystuje bardziej zaawansowaną, specyficzną technologię częściowej dokładności i pozwala na tworzenie dokładniejszych i lepszych wykończeń.

• Cena

Utrzymanie systemu szybkiego prototypowania (amortyzacja maszyn, materiały do wykorzystania, robocizna, konserwacja systemu itd.) jest znacznie droższe od utrzymania drukarki 3D. W związku z tym szybkie prototypowanie jest kosztowniejsze od druku 3D. 

• Wybór materiałów

Choć zakres materiałów wykorzystywanych do druku 3D wciąż sukcesywnie się rozrasta, to jednak nie obejmuje on aż tak szerokiej gamy opcji materiałowych, jak systemy szybkiego prototypowania.

Podsumowując: szybkie prototypowanie jest dokładniejsze i dostępne w szerszej gamie materiałów, z kolei druk 3D jest prostszy w obsłudze i tańszy w utrzymaniu. Wspólnym mianownikiem obu tych technologii jest to, że pozwalają na zbadanie i sprawdzenie złożonych projektów (pozwalając uzyskać przewagę konkurencyjną dla wzrostu i wydajności), a także przynoszą większe możliwości rozwoju produktów. Zarówno szybkie prototypowanie, jak i druk 3D, przyniosą szereg korzyści i będą bardzo pomocne dla rozwoju firmy. Projektanci produktu wykorzystują je do szybkiego wytwarzania reprezentatywnych części, mających pomóc w wizualizacji, projektowaniu i rozwoju procesu produkcyjnego przed produkcją masową.

Szybkie prototypowanie – rodzaje wyróżniane w technologii druku 3D.

• SLA

Była to pierwsza udana metoda komercyjnego wykorzystania druku 3D. Jest ona niedroga w użyciu, cechuje ją także szybkość. Polega na wykorzystaniu światłoczułego płynu, zestalanego warstwa po warstwie, przy użyciu kontrolowanego komputerowo światła ultrafioletowego (UV).

• SLS

Wytrzymałość części wytworzonych metodą SLS nie jest aż tak dobra, jak w przypadku SLA, a powierzchnia produktu może być szorstka i wymagać dodatkowej pracy przy jej wykończeniu. W technologii SLS wykorzystuje się do budowy prototypu po jednej warstwie złoża proszkowego, podgrzewanego i spiekanego przy użyciu lasera. Jest to metoda odpowiednia zarówno przy prototypowaniu metalu, jak i tworzyw sztucznych.

• FDM

Jeszcze jakiś czas temu wyniki stosowania tejże metody były raczej słabe i charakteryzowały się niską rozdzielczością, jednakże z biegiem czasu znacznie się to poprawiło. Ponadto technologia ta jest też szybka, łatwa w obsłudze i tania, dlatego uważa się ją za idealną dla rozwoju produktów i znaleźć ją można w większości nieprzemysłowych stacjonarnych drukarek 3D. Proces polega na wykorzystaniu szpuli z włókna termoplastycznego, topionego wewnątrz cylindra dyszy drukującej, zanim płynne tworzywo sztuczne zostanie ułożone warstwa po warstwie, zgodnie z komputerowym programem osadzania. 

• SLM

Materiałami wykorzystywanymi w szybkim prototypowaniu metodą SLM są zazwyczaj: tytan, aluminium, stal nierdzewna oraz stopy chromu kobaltowego. Proszek metalowy topiony jest warstwowo wiązką elektronów lub laserem o dużej mocy, co pozwala na wytwarzanie wysokowytrzymałych, złożonych części. Selektywne stapianie laserowe wykorzystywane jest często w przemyśle lotniczym, samochodowym, obronnym i medycznym.

• LOM

Jest to niedrogi proces, niewymagający specjalnie kontrolowanych warunków, mniej skomplikowany niż SLM czy SLS. Podczas niego – w celu stworzenia projektu wzoru CAD – tworzona jest seria cienkich laminatów, precyzyjnie wyciętych przy użyciu wiązki laserowej albo innego urządzenia tnącego. Każda z warstw jest dostarczana i przyklejana do poprzedniej, aż do momentu ukończenia części.

• DLP

Jest to metoda tańsza i szybsza niż SLA, jednakże wymaga zastosowania struktur podporowych i utwardzania po zbudowaniu. Podobnie jak SLA, wykorzystuje polimeryzację żywic, utwardzanych jednak przy użyciu bardziej konwencjonalnych źródeł światła niż w przypadku SLA – a mianowicie światłem projektora.

Alternatywną wersją jest CLIP (Continuous Liquid Interface Production), w której część jest stale wyciągana z kadzi, bez użycia warstw. Przechodzi ona przez fotokomórkę, zmieniającą jej konfigurację, tworząc na tworzywie sztucznym pożądany wzór przekroju poprzecznego.

• Binder Jetting 

Produkowane przy użyciu tej technologii części nie są tak mocne, jak te tworzone przy użyciu SLS. Pozwala ona na drukowanie jednej lub wielu części jednocześnie. Wykorzystuje złoże proszkowe, na które dysze rozpylają mikrokropelki cieczy, ażeby połączyć ze sobą cząstki proszku i utworzyć w ten sposób warstwę części. Kolejnym krokiem jest zagęszczenie przez wałek każdej warstwy, zanim położona zostanie następna warstwa proszku, a proces rozpocznie się ponownie. Po zakończeniu część może zostać utwardzona w piecu, celem spalenia środka wiążącego i stopienia proszku w spójną całość.

Szybkie prototypowanie – zleć u nas!.

Zainteresowało Cię szybkie prototypowanie druk 3D? Potrzebujesz skorzystać z usług szybkiego prototypowania (szybkie prototypy druk 3D, szybkie prototypy obróbka CNC)? A może sam oferujesz szybkie prototypy 3D? Z kim, jak nie z nami? Kiedy, jak nie dziś? Czekamy już tylko na Ciebie. Dołącz do nas.