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快速手板服務在東莞

文章出處:五金加工責任編輯:yaxun88作者:數控廠家人氣: 發表時間:2021-09-18 17:21 字體大小:【

3D打印手板
手板及其功能是什么?有多少種方法可以制作手板(快速原型)?

手板設計是產品開發過程的重要組成部分;然而,這往往是一個障礙。快速手板制作是一種用于制造塑料、金屬或陶瓷物品的過程。英文名稱也稱為“additive technology或subtractive technology”,因為3D打印制造過程是逐層添加材料。而CNC加工(車削和銑削)是一層一層的減材技術。

產品設計師和工程師使用基本工具創建了臨時的概念驗證模型,但功能手板和高質量零件的創建通常需要與最終產品相同的過程。傳統的制造工藝,例如注塑成型,需要昂貴的工具和設置,這對于定制的小批量手板制作來說非常昂貴。

在某些情況下,其物理特性與通過傳統方法(例如注塑和擠出或吹塑)生產的產品相似。通過這種方式,可以避免制造昂貴的模具來制造可能改變其形狀的手板。最初,快速手板制作僅用于手板制作。

快速手板設計可幫助公司將想法轉化為現實的概念證明。將這些概念轉化為與最終產品具有相同外觀和感覺的高保真手板,并讓產品通過一系列驗證階段到鏈式生產。

通過快速手板制作,設計師和工程師可以比以往更快地直接從計算機輔助設計 (CAD) 數據中進行手板制作,并根據實際測試和反饋對其設計進行快速和頻繁的審查。 .

在本指南中,您將了解如何將快速手板制作集成到產品開發過程中、它的應用程序是什么,以及目前產品開發團隊可以使用哪些快速手板制作工具。
塑膠手板

什么是快速手板制作?

快速手板制作是一組技術,用于根據三維計算機輔助設計 (CAD) 數據快速制造零件或一組物理零件的比例模型。由于這些零件或組件通常使用增材制造技術而非傳統的減材方法制造,因此該概念已與增材制造和 3D 打印密切相關。
 
增材制造非常適合快速手板制作。它提供幾乎無限的形狀自由度,不需要工具,并且可以生產機械性能與傳統制造方法制造的各種材料非常相似的零件。 3D 打印技術自 1980 年代以來就已經存在,但在大多數情況下,其高昂的成本和復雜性限制了它們只能在大公司使用,或者迫使小公司將生產外包給專業服務,并在每次迭代之間等待數周。
 
借助 3D 打印,工程師和設計師可以在數字設計和物理手板之間快速迭代,并更快地投入生產。
 
桌面和工作 3D 打印的到來改變了這種情況,并促進了這項技術的采用,并且沒有停止的跡象。通過現場 3D 打印,工程師和設計師可以在數字設計和物理手板之間快速迭代。現在可以在一天內制作手板并根據實際測試和分析結果執行多次設計、尺寸、形狀或裝配迭代。最終,快速手板制作過程可以幫助公司比競爭對手更快地將更好的產品推向市場。

快速成型的優勢
更快地制作和探索概念
快速手板設計將最初的想法轉變為低風險的概念探索,并立即出現真實產品。它使設計師能夠超越虛擬可視化,更容易理解設計的外觀和感覺,以及比較概念。
 
有效地傳達您的想法
物理模型使設計師能夠與同事、客戶和合作者分享他們的概念,以通過在屏幕上查看設計無法實現的方式來傳達想法。快速手板制作可以從用戶那里獲得清晰有用的信息,這對于創作者了解用戶需求以及改進和改進他們的設計至關重要。
 
迭代設計并立即合并更改
設計始終是一個迭代過程,需要經過多次測試、評估和改進才能達到最終產品。使用 3D 打印的快速手板制作提供了更快地創建逼真手板并立即實施更改的靈活性,從而改進了這一關鍵的試錯過程。
 
一個好的模型是一個 24 小時的設計周期:在工作時間設計,讓手板零件在一夜之間進行 3D 打印,第二天進行排練,修改設計,然后重新開始。
 
節省時間和金錢
使用 3D 打印,無需投資昂貴的工具和裝置。相同的設備可用于生產不同的幾何形狀。快速的現場手板制作消除了與外包相關的高成本和交貨時間。
 
執行廣泛的測試并最大限度地減少設計缺陷
在產品設計和制造中,提前發現和修復設計缺陷可以幫助公司在整個過程中避免代價高昂的設計審查和工具更改。
 
快速手板制作使工程師能夠徹底測試外觀和功能與最終產品相同的零件,從而在投入生產之前降低可用性或可制造性問題的風險。
CNC加工手板

快速手板應用

由于有各種可用的技術和材料,快速手板設計在整個產品開發過程中為設計師和工程師提供支持,從最初的概念模型到工程、驗證測試和生產。
 

概念手板和概念模型的證明

概念或概念驗證模型手板可幫助產品設計師驗證想法和假設并測試產品的可行性。物理概念模型用于向股東展示一個想法,鼓勵討論,并通過低風險的概念探索影響對該想法的接受或拒絕。
 
概念驗證手板發生在產品開發過程的早期,這些手板提供了在將產品轉移到下一個開發階段之前驗證假設所需的最低限度的功能。
 
成功的概念建模的關鍵是速度。設計人員需要在構建和細化物理模型之前產生大量想法。在這個階段,可用性和質量不太重要,團隊盡可能多地使用商業部件。
 
3D 打印機是制作概念模型的理想工具。將計算機文件轉換為物理手板的交付時間是無與倫比的,讓設計人員能夠更快地測試更多概念。與大多數車間和制造工具不同,桌面 3D 打印機專為辦公室量身定制,無需專用辦公空間。

功能手板
與工業設計過程并行,工程團隊制作另一系列手板,以測試、迭代和改進構成產品的機械、電氣和熱系統。這些功能手板可能看起來與最終產品不同,但具有必須開發和測試的基本技術和功能。
 
很多時候,這些基本功能在集成到單個產品手板中之前是在單獨的子單元中開發和測試的。這種子系統方法隔離了變量,使團隊在將所有項目捆綁在一起之前更容易劃分職責并確保更細粒度的可靠性。
 
工程手板
工程手板是設計和工程結合以創建最終商業產品的最小可行版本的地方,該版本具有面向制造的設計。這些手板用于在實驗室中與選定的試點用戶組進行用戶試驗,在后期將生產意圖傳達給模具專家,并在早期銷售會議中作為演示。
 
在這個階段,細節變得越來越重要。 3D 打印使工程師能夠創建準確代表最終產品的高保真手板。這使得在投資昂貴的工具和進入生產階段之前驗證產品的設計、裝配、功能和可制造性變得容易,在這個階段進行更改的時間和成本變得越來越高。

先進的 3D 打印材料能夠再現使用傳統制造工藝(如注塑成型)創建的零件的外觀、感覺和材料特性。各種材料可以模擬具有精確細節和紋理、光滑、低摩擦、觸感柔軟的表面、剛性和堅固外殼以及透明組件的零件。 3D 打印部件可以通過二次加工完成,例如打磨、拋光、噴漆或鍍鋅,以重現最終部件的任何視覺特征。它們還可以組合以創建多件和多材料組件。

工程原型需要廣泛的可用性和功能測試,以了解零件或組件在實際使用的嚴苛條件和條件下的表現。 3D 打印提供了用于制造能夠承受熱、化學和機械應力的高性能原型的工程塑料。

驗證和制造測試

快速原型制作使工程師能夠為測試原型可制造性的設計、工程和產品驗證測試項目創建小批量、定制單點解決方案和子組件。
考慮到當前的制造過程,3D 打印可以輕松測試公差,并在進入生產線之前在內部和使用環境中進行廣泛的測試。
快速 3D 打印模具還可以與傳統制造工藝(例如注塑成型、熱成型或硅膠成型)相結合,通過提高其靈活性、敏捷性、可擴展性和成本效益來改進生產工藝。該技術還為創建測試夾具和夾具提供了一種有效的解決方案,因為它們通過收集有用的數據來簡化功能測試和認證。

使用 3D 打印,設計不必在生產開始時就結束。快速原型制作工具使設計師和工程師能夠不斷改進他們的產品,并通過改進裝配或質量控制過程的夾具和夾具布置快速有效地解決鏈中的問題。



 
鑄件沉積建模 (FDM) 立體平版印刷 (SLA) 選擇性激光燒結 (SLS) 數控工具
打印量 高達 300 × 300 × 600mm(桌面和工作 3D 打印機) 高達 300 × 335 × 200 毫米(桌面和工作 3D 打印機) 高達 165 × 165 × 300mm(工業用 3D 打印機)
取決于工具
 
材料 標準熱塑性塑料,例如 ABS、PLA 及其各種混合物。 各種樹脂(熱固性塑料)。 標準的工程樹脂(類似于 ABS、聚丙烯和硅膠;柔性、耐高溫、剛性),用于鑄造、牙科和醫療應用(生物相容性)。 工程熱塑性塑料,通常是尼龍及其化合物(尼龍 12 粉末具有生物相容性和可消毒性)。 塑料、軟金屬、硬金屬(工業機器)、木材、亞克力、石材、玻璃、復合材料。
應用 基本概念驗證模型,簡單零件的低成本原型制作。 快速原型、高保真美學原型和需要嚴格公差和光滑表面的功能原型。 復雜的幾何形狀、功能原型和工程原型。 簡單的設計、結構件和金屬部件。
價格范圍 最實惠的打印機和 3D 打印設備起價為幾百美元。 高質量和中檔桌面打印機起價 2,000 RMB,工業系統起價 15,000 RMB。 專業打印機起價為 3,500 RMB,大幅面作業打印機起價為 11,000 RMB,而大型工業機器起價為 80,000 RMB。 工業工作系統的售價為 18,500 美元,傳統工業打印機的售價為 100,000 RMB。 小型 CNC 機器起價約為 2,000 RMB,但專業工具遠遠超過這個數字。 基本雕刻機的價格不到 500 美元,而中檔激光切割機的起價為 3,500 RMB。 水刀切割機的售價約為 20,000 RMB。

數控加工

與 FDM、SLA 或 SLS 不同,計算機數控 (CNC) 工具是減材制造過程。這些過程從固體塑料、金屬或其他材料塊、棒或棒開始,通過切割、鉆孔、鉆孔和研磨從它們中去除材料而成型。

CNC刀具包括CNC加工,它通過兩種方式從零件上去除材料:使用旋轉刀具和固定零件(銑削),或使用固定刀具旋轉零件(車削)。激光切割機使用激光以高精度雕刻或切割各種材料。水刀切割機使用與研磨材料混合的水和高壓來切割幾乎任何材料。 CNC 車床和銑床可以有多個軸,使它們能夠處理更復雜的設計。激光和水刀切割機最適合切割扁平零件。

CNC 工具可以對塑料、軟金屬、硬金屬(工業機器)、木材、亞克力、石材、玻璃、復合材料進行成型。 CNC 工具的設置和處理比增材制造工具更復雜,而某些材料和設計可能需要特殊的工具、處理、定位和加工,因此與增材工藝相比,點零件的成本更高。

在快速原型制作中,簡單的設計、結構部件、金屬部件和其他使用增材工具生產不可行或不具有成本效益的部件是理想的。

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