Artículos sobre tecnología de creación rápida de prototipos
Autor: Liang Jiangbo, Ge Zhenghao, Lai Chenglong
Prólogo En el proceso de desarrollo de nuevos productos, siempre es necesario para simplificar el trabajo con ejemplos o modelos de todo el sistema se puede crear instancias o prototipos fácilmente. La razón principal de esto es que los costos de producción son altos y la producción de moldes requiere mucho tiempo de preparación, por lo que los diseños de productos pueden evaluarse, modificarse y verificarse funcionalmente a través de prototipos funcionales antes de que el complejo sistema de productos esté listo para su producción y venta. El proceso de desarrollo típico de un producto implica descubrir errores en prototipos de generaciones anteriores o descubrir soluciones de diseño mejores y más eficientes a partir de investigaciones adicionales. La creación de prototipos requiere mucho tiempo y la preparación del molde puede llevar meses, lo que dificulta el mecanizado de piezas complejas con métodos tradicionales. La tecnología de creación rápida de prototipos es un término general para un grupo de tecnologías que se han desarrollado en los últimos años para producir rápidamente prototipos o piezas directamente basadas en modelos CAD. Integra tecnología CAD, tecnología CNC, tecnología láser y tecnología de materiales y otras tecnologías científicas y tecnológicas modernas. Logros. Es una tecnología avanzada. Una parte importante de la tecnología de fabricación. A diferencia de los métodos de fabricación tradicionales, la creación rápida de prototipos consiste en modelos geométricos CAD de piezas, discretización en capas mediante software y sistemas de conformado CNC, y acumulación de material mediante rayos láser u otros métodos para formar piezas sólidas. Porque transforma la fabricación tridimensional compleja en una serie de superposiciones de fabricación bidimensional. Por lo tanto, casi cualquier pieza compleja se puede generar sin el uso de moldes y herramientas, lo que mejora enormemente la eficiencia de la producción y la flexibilidad de fabricación. Más preocupante es la velocidad con la que un producto puede pasar del concepto al producto final comercializable. Como todos sabemos, en un mercado altamente competitivo, si un producto ingresa al mercado antes que sus competidores, las ganancias serán mayores y la atmósfera del mercado será más fuerte. Al mismo tiempo, la gente está más preocupada por la alta calidad del producto. Por lo tanto, es extremadamente importante encontrar formas de llevar rápidamente al mercado productos de alta calidad. Desde la llegada de la tecnología de creación rápida de prototipos, ya ha tenido un mercado considerable y se está desarrollando muy rápidamente. La gente se ha ido adaptando poco a poco a este nuevo método de fabricación de ir añadiendo materiales capa a capa. Al combinarse con métodos de fabricación como el mecanizado CNC, la fundición, la pulverización en frío de metal y los moldes de silicona, esta tecnología se ha convertido en un medio poderoso para fabricar modelos, moldes y piezas modernos, y se ha utilizado ampliamente en la industria aeroespacial, automóviles, motocicletas y el hogar. electrodomésticos y otros campos. 1 Ventajas de la tecnología de creación rápida de prototipos 1) La creación rápida de prototipos es un medio importante para visualizar conceptos de diseño. El modelo sólido de piezas diseñadas asistido por computadora se puede procesar en poco tiempo, lo que permite una evaluación rápida de las capacidades de procesamiento y los efectos del diseño.
2) Dado que la tecnología de creación rápida de prototipos convierte tipos tridimensionales complejos en secciones transversales bidimensionales, puede fabricar piezas de alta precisión de cualquier tipo complejo sin necesidad de moldes de herramientas.
3) La creación rápida de prototipos es una tecnología de fabricación importante, utilizando materiales adecuados, este prototipo se puede utilizar en operaciones de producción posteriores para obtener el producto final.
4) Se pueden aplicar operaciones rápidas de creación de prototipos a la fabricación de moldes, y los moldes se pueden obtener de forma rápida y económica.
5) El proceso de fabricación del producto casi no se ve afectado por la complejidad de las piezas, y se puede lograr una fabricación libre, incomparable con los métodos de fabricación tradicionales. 2 Principios básicos de la creación rápida de prototipos El proceso de operación de creación rápida de prototipos basado en el principio de acumulación de material es en realidad un proceso de fabricación discreta de piezas capa por capa. Para entender esta operación de forma intuitiva, imaginemos la estructura de todo el pan como un trozo de pan que cae encima de otro trozo de pan y se acumula capa por capa. Existen muchos métodos de proceso de creación rápida de prototipos, pero todos los métodos de proceso de creación rápida de prototipos fabrican piezas capa por capa. La diferencia es que los métodos de fabricación y los materiales de cada capa son diferentes. 2.1 Principios generales del proceso de creación rápida de prototipos 2.1.1 Construir un modelo tridimensional Obtenga el archivo CAD que describe la pieza en el software de diseño CAD tridimensional (como Pro/E\UG\SolidWorks\SolidEdge, etc.), como se muestra en la Figura 1(a). Actualmente, el formato de salida de archivo generalmente admitido por la creación rápida de prototipos es el modelo 5TL, que es un procesamiento de aproximación de superficie sólida, también conocido como procesamiento de modelado de superficie (Tessallation), que utiliza parches de superficie triangulares planos para aproximar la superficie del modelo.
La ventaja de este método de procesamiento es que simplifica enormemente el formato de datos del modelo GAD y facilita el procesamiento jerárquico posterior. Debido a que su procesamiento de datos es relativamente simple e independiente de los sistemas CAD, se ha convertido rápidamente en un cuasi estándar para el intercambio de datos entre sistemas CAD y máquinas de creación rápida de prototipos en el campo de la creación rápida de prototipos. Cada parche de triángulo está representado por cuatro elementos de datos, es decir, tres coordenadas de vértice y un vector normal. Todo el modelo CAD es un conjunto de dichos vectores. Al realizar el procesamiento de superficies del modelo C.AD en el software de diseño CAD 3D, generalmente el sistema de software tiene parámetros de control de precisión de salida. Al controlar este parámetro, se puede reducir el error de procesamiento de aproximación de la superficie. Por ejemplo, el software Pro/E selecciona el valor de la altura de la cuerda (eh-altura de la cuerda) como parámetro de precisión aproximada. La Figura 1 muestra la transformación de dos valores de ch para una esfera. Para un modelo, se proporcionará un rango de selección en el software. En términos generales, este rango puede cumplir con los requisitos de ingeniería. Pero si el valor es demasiado pequeño, se sacrificará tiempo de procesamiento y espacio de almacenamiento. Las piezas moderadamente complejas requieren varios megabytes o incluso docenas de megabytes de espacio de almacenamiento. Además, inevitablemente se producirán errores durante este proceso de conversión de datos. Por ejemplo, el vértice de un triángulo está en el medio del lado de otro triángulo, el triángulo no está cerrado, etc. Todos estos son problemas que se encuentran a menudo en el trabajo real. , lo que genera problemas en el procesamiento de datos posterior y requiere una mayor inspección y reparación.
Figura 1 Efectos bajo diferentes valores de ch
(a)ch=0.05 (b)ch=0.22.1.2 Procesamiento de discretización del modelo tridimensional Modelo sólido tridimensional (generalmente 5TL) modelo) se coloca en capas a través de un programa de capas dedicado y se coloca en capas y se corta de acuerdo con la dirección de producción (apilamiento) seleccionada. Es necesario realizar una discretización unidimensional del modelo CAD para obtener el contorno y la información de la entidad de cada sección delgada. La línea de sección transversal obtenida cortando el modelo CAD con un conjunto de planos paralelos a lo largo de la dirección de fabricación es la información del contorno de la hoja, mientras que la información sólida se obtiene mediante algunos criterios de discriminación. La distancia entre planos paralelos es el espesor de la capa, que es el espesor de una sola capa apilada durante el proceso de moldeo. Durante este proceso, debido a la delaminación, se destruye la continuidad de la superficie del modelo CAD en la dirección de corte y parte de la información del modelo se pierde inevitablemente, lo que resulta en errores de tamaño y forma de las piezas. El espesor de la capa de corte afecta directamente la rugosidad de la superficie de la pieza y la precisión del contorno de toda la pieza. La información de cada capa obtenida mediante el corte jerárquico es la información del contorno y la información de la entidad por encima y por debajo del corte de la capa, y la información de la entidad. La información del contorno se debe al archivo STL del modelo CAD. Los planos se cruzan (después del modelado de superficie del modelo CAD), por lo que el contorno se compone de una serie de segmentos de polilínea que se cruzan conectados en secuencia. Se aproxima el contorno del modelo obtenido después de la estratificación, pero se pierde la información del contorno entre capas. El espesor de la capa es grande y se pierde mucha información, lo que genera errores de contorno durante el proceso de moldeo. 3 Métodos de proceso de creación rápida de prototipos Los principales métodos de proceso actuales y su clasificación de creación rápida de prototipos se muestran en la Figura 2. Este artículo solo presenta los métodos de proceso más utilizados en el campo industrial.
Figura 2 Los principales métodos actuales del proceso de creación rápida de prototipos y su clasificación 3.1 Modelado por deposición fundida (FDM) Como se muestra en la Figura 4, durante el proceso de Modelado por deposición fundida (FDM), la boquilla de control mecánico tipo pórtico puede trabajo La mesa se mueve en dos direcciones principales y se puede mover hacia arriba o hacia abajo según sea necesario. Se extruye una mecha hecha de termoplástico o cera a través de una pequeña abertura calentada. Siguiendo una trayectoria predeterminada, la mecha se extruye sobre el sustrato de espuma a una velocidad fija para formar una capa inicial. Una vez completada la primera capa, el banco de trabajo se baja un espesor y comienza la fabricación iterativa de una capa. La clave del proceso FDM es mantener el material de moldeo semifluido justo por encima de su punto de fusión, que normalmente se controla a aproximadamente 1 °C por encima del punto de fusión.
1. Filamento fusible termoplástico o de cera; 2. Boquilla FDM que puede moverse en el plano xy; 3. Modelo de plástico 4. Base no fija. 5. Proporcionar filamento fusible FDM durante la producción; , se deben agregar procesos auxiliares. Como se muestra en la altura de la Figura 5 (a), la siguiente capa de fusible se colocará en el espacio sin soporte material. La solución es extruir un material de soporte independiente del material del modelo. El material de soporte puede ser un alambre fundido de baja densidad que es más débil que el material del modelo y se puede quitar una vez completada la pieza. El espesor de la capa del dispositivo FDA4 está determinado por el diámetro del filamento extruido, que normalmente es de 0,50 mm a 0,25 mm (0,02 pulgadas a 0,01 pulgadas).
En el plano x-y, se logra una precisión dimensional de 0,025 mm (0,001 pulg.) siempre que el fusible se apriete sobre la característica. Las ventajas de FDM son la alta utilización del material, el bajo costo del material, una amplia variedad de materiales para elegir y el proceso es limpio, simple, fácil de operar y tiene poco impacto en el medio ambiente. Las desventajas son la baja precisión, la dificultad de fabricar piezas con estructuras complejas, la mala calidad de la superficie, la baja eficiencia de moldeo y no son adecuadas para fabricar piezas grandes. El proceso es adecuado para el modelado conceptual de productos y pruebas de su forma y funcionalidad, moldes de tamaño pequeño y mediano de complejidad media, y es especialmente adecuado para aplicaciones médicas, ya que el material ABS metacrílico es químicamente estable y puede esterilizarse mediante rayos gamma. .
Figura 5 Diagrama esquemático de la estructura de soporte para la fabricación de prototipos rápidos
(a) Las piezas con secciones transversales sobresalientes requieren materiales de soporte; (b) Las estructuras de soporte comúnmente utilizadas en las máquinas de creación rápida de prototipos 3. 2 Fotopolimerización (estereolitografía) La estereolitografía es uno de los procesos de fabricación de prototipos rápidos más utilizados y, de hecho, es anterior al desarrollo de la fusión y la deposición. El principio del fotocurado es solidificar (endurecer) la resina fotosensible líquida en una forma específica. Utilizando resina fotosensible como materia prima, un láser ultravioleta controlado por computadora escanea la resina líquida punto por punto de acuerdo con los contornos de la sección transversal de cada capa de la pieza predeterminada, lo que hace que la fina capa de resina en el área escaneada experimente una reacción de fotopolimerización. formando así la fina capa de la pieza. Cuando comienza el moldeo, el banco de trabajo está en la posición más alta (profundidad a). En este momento, el nivel del líquido es una capa más alta que el banco de trabajo. Se escanea el perfil transversal de la primera capa de la pieza para solidificar el líquido fotosensible. resina en el área escaneada, formando una parte solidificada la primera sección transversal de la capa. Luego baje el banco de trabajo una capa para que se aplique una nueva capa de resina líquida a la superficie de la primera capa de resina curada. Repita el escaneo y el curado mientras la nueva capa curada se adhiere firmemente a la capa anterior. hasta alcanzar la altura de b. En este punto, se completa un componente cilíndrico en forma de anillo con un espesor de pared fijo. En este momento, se puede ver que el banco de trabajo ha caído verticalmente una distancia ab. Después de alcanzar la altura b, el rango de movimiento de la viga en el plano x-y aumenta para crear una forma de ala en la pieza previamente formada, donde generalmente se deben agregar soportes similares a FDM. Después de que se haya solidificado un cierto espesor de líquido, el proceso se repite para producir otra sección anular cilíndrica desde la altura b hasta la c. Sin embargo, dado que la resina líquida circundante no está dentro del alcance del haz UV, aún puede fluir. De esta forma, las piezas se fabrican capa por capa, de abajo hacia arriba. La porción no utilizada de la resina líquida se puede reutilizar en la fabricación de otras piezas o molduras. Vale la pena señalar que la estereolitografía también requiere un material de soporte débil como el método de moldeo FDM, mientras que en el método de estereolitografía este material de soporte utiliza una estructura de malla. Una vez completada la fabricación, se retiran las piezas del banco de trabajo y se retira la estructura de soporte para obtener la pieza tridimensional. La tolerancia mínima que se puede lograr con la estereolitografía depende de qué tan bien esté enfocado el láser y suele ser de 0,0125 mm (0,005 pulgadas). También se puede conseguir una buena calidad superficial en superficies inclinadas. El método de estereolitografía fue la primera tecnología de RF (creación rápida de prototipos) que se puso en uso comercial. Actualmente, los equipos SL (estereolitografía) vendidos a nivel mundial representan aproximadamente el 70% del total de equipos Rl'. Las ventajas del proceso SL (estereolitografía) son la alta precisión, con una precisión dimensional general controlada a 10,1 mm; buena calidad de la superficie, tasa de utilización de materia prima cercana al 100% y la capacidad de producir piezas con formas particularmente complejas y detalles finos. El equipo tiene una alta cuota de mercado. Las desventajas son que requiere soporte de diseño, los materiales disponibles son limitados, es fácil de deformar y deformar y los materiales son caros. Este proceso es adecuado para moldear y fabricar piezas relativamente complejas de tamaño pequeño y mediano. 3.3 Sinerización selectiva por láser La sinterización selectiva por láser (SLS) es un proceso que sinteriza selectivamente polvo no metálico (o metal ordinario) en objetos independientes. Este método utiliza láser de CO: como fuente de energía. El método utilizado actualmente está equipado con dos cilindros en la parte inferior de la cámara de procesamiento: 1) Uno es el cilindro de suministro de polvo y el pistón en su interior se eleva gradualmente para suministrar el cilindro de formación de piezas. a través del mecanismo de rodadura.
2) El otro es el cilindro formador de piezas, el pistón (banco de trabajo) en su interior desciende gradualmente hasta el lugar donde se forman las piezas fundidas.
Primero, se extiende uniformemente una capa muy fina de polvo (100 ~ 200 μm) sobre la mesa de trabajo. Bajo control por computadora, el rayo láser sinteriza selectivamente según los contornos de las capas de la pieza, solidificando así el polvo. En forma de sección transversal, el banco de trabajo reduce una capa de espesor para completar una capa de sinterización, y el mecanismo de esparcimiento de polvo con rodillo extiende otra capa de polvo sobre la superficie sinterizada para continuar con la siguiente capa de sinterización. El polvo no sinterizado permanece suelto y permanece en su lugar, soportando la pieza sinterizada, lo que ayuda a limitar la deformación sin necesidad de diseñar estructuras de soporte especializadas. Este proceso se repite hasta completar todo el modelo tridimensional. Una vez completada la sinterización, se elimina el exceso de polvo y se obtienen las piezas necesarias mediante molienda y secado. En la actualidad, los materiales de proceso maduros son la cera y el polvo plástico, mientras que el proceso de sinterización directa de polvo metálico o cerámico aún se encuentra en la etapa de investigación experimental. Puede fabricar directamente piezas de materiales de ingeniería y la perspectiva es muy atractiva.
La ventaja del proceso SLS es que el prototipo tiene buenas propiedades mecánicas y alta resistencia; no es necesario diseñar ni construir soportes; hay muchos tipos de materiales disponibles; la tasa de utilización de materia prima es cercana; al 100% La desventaja es que la superficie del prototipo es rugosa; el prototipo es poroso y requiere un alto consumo de energía; el material debe precalentarse durante 2 horas antes del procesamiento y debe enfriarse durante 5; ~10 ohmios después del moldeo, lo que resulta en una baja productividad; el nitrógeno debe llenarse continuamente durante el proceso de moldeo, y durante el proceso de enfriamiento, el nitrógeno debe llenarse continuamente durante el proceso de moldeo. el costo es alto; se producirán gases tóxicos durante el proceso de moldeo, causando cierta contaminación al medio ambiente. El proceso SLS es especialmente adecuado para producir piezas de prueba funcionales. Debido a que puede utilizar polvos metálicos de diversas composiciones para sinterización, infiltración de cobre y otros posprocesamiento, los prototipos que fabrica pueden tener propiedades mecánicas similares a las de las piezas metálicas, por lo que se puede utilizar para fabricar directamente moldes metálicos. Porque este proceso puede sinterizar directamente cera en polvo, y el proceso de fundición a la cera perdida es particularmente adecuado para la producción de lotes pequeños y piezas más complejas de tamaño pequeño y mediano. 3.4 Fabricación de objetos laminados (Laminate Object Manufacturing) El proceso LOM (Laminate Manufacturing) calienta y une papel recubierto por una cara con termofusible a través de un rodillo calentador. El láser ubicado arriba utiliza el rayo láser para separar el papel de acuerdo con los datos obtenidos de. el modelo en capas CAD corte los contornos interior y exterior de la pieza de trabajo, luego superponga una nueva capa de papel encima y una las capas cortadas inferiores mediante un dispositivo de prensa térmica. Después de que el dispositivo une las capas cortadas de abajo, el rayo láser realiza nuevamente el juicio de corte, repitiendo el corte, la unión y el corte capa por capa hasta que se completa toda la pieza. Este método es especialmente adecuado para piezas sólidas, ya que sólo es necesario cortar el contorno. Una vez hechas las piezas. El exceso de material debe eliminarse a mano, proceso que se puede simplificar utilizando un láser para cortar varios agujeros cuadrados alrededor de la pieza tridimensional. Las ventajas del proceso L0M son que no es necesario diseñar ni construir un soporte; el rayo láser solo escanea a lo largo del contorno del objeto sin rellenarlo ni escanearlo, y la eficiencia del moldeo es alta ante la tensión interna y la deformación por deformación; las piezas moldeadas son pequeñas y el coste de fabricación es bajo. Las desventajas son la baja utilización del material; la mala calidad de la superficie; el postprocesamiento difícil, especialmente los residuos dentro de las piezas huecas que son difíciles de eliminar; tipos limitados de materiales para elegir, actualmente de uso común principalmente papel y un cierto grado de contaminación ambiental; . El proceso LOM es adecuado para la producción de piezas moldeadas de tamaño grande y mediano, piezas sólidas con pequeñas deformaciones por alabeo y formas simples. Normalmente se utiliza para el modelado de conceptos de diseño de productos y pruebas funcionales de piezas, y es particularmente adecuado para la producción directa de moldes de fundición en arena debido a la naturaleza de las piezas que están hechas de madera. 4. Principales problemas de la tecnología de creación rápida de prototipos en el desarrollo y la producción de productos En la industria manufacturera cada vez más internacionalizada de hoy, acortar el ciclo de desarrollo de productos y reducir los riesgos de inversión en el desarrollo de nuevos productos se han convertido en la clave para la supervivencia de las empresas. Por lo tanto, se seguirán desarrollando la creación rápida de prototipos, la creación rápida de prototipos y la tecnología de fabricación rápida. 4.1 Problemas existentes en la investigación de tecnologías de creación rápida de prototipos. 1) Problema material. En la actualidad, el rendimiento de moldeo de los materiales de moldeo en la tecnología de creación rápida de prototipos no es en su mayoría ideal, y las propiedades físicas de las piezas moldeadas no pueden cumplir con los requisitos de las piezas funcionales y semifuncionales. Se deben utilizar métodos de posprocesamiento o desarrollo secundario para producir de manera satisfactoria. productos. Debido a la naturaleza profesional del desarrollo de la tecnología de materiales, los materiales para la creación rápida de prototipos son generalmente más caros, lo que genera mayores costos de producción. 2) Los precios de los equipos son altos. La tecnología de creación rápida de prototipos es un nuevo tipo de tecnología de fabricación formada por la combinación de computadora, láser, nuevos materiales, integración CAD/CAM y otras tecnologías. Por lo tanto, el equipo actual de creación rápida de prototipos es relativamente costoso. , lo que restringe la creación rápida de prototipos y la aplicación de tecnología de moldeo. 3) Función única.
Los sistemas de moldeo de máquinas de creación rápida de prototipos existentes solo pueden moldear un proceso, y la mayoría de ellos solo pueden moldear uno o varios materiales. Esto se debe principalmente a los problemas de protección de patentes de la tecnología de creación rápida de prototipos. Cada fabricante solo puede producir su propio equipo de moldeo para el proceso de creación rápida de prototipos. Con el avance de la tecnología, este sistema de protección se ha convertido en un obstáculo para la integración de la tecnología de creación rápida de prototipos. 4) Precisión del moldeo y problemas de calidad. Dado que el desarrollo de la tecnología de moldeo de prototipos rápidos aún no es perfecto, especialmente la investigación sobre la tecnología de software de creación de prototipos rápidos aún no está madura, la precisión y la calidad de la superficie de la mayoría de las piezas de prototipos rápidos actualmente no pueden satisfacer las necesidades de uso directo en proyectos y no se pueden utilizar. como piezas funcionales. Sólo se pueden utilizar como muestra. Para mejorar la precisión y la calidad de la superficie de las piezas moldeadas, se debe mejorar el proceso de moldeo y el software de creación rápida de prototipos. 5) Problemas de aplicación. Aunque la tecnología de creación rápida de prototipos se ha utilizado ampliamente en muchos campos, como el aeroespacial, los automóviles, la maquinaria, la electrónica, los electrodomésticos, la medicina, los juguetes, la arquitectura, el arte, etc., la mayoría de ellos sólo pueden utilizarse como prototipos para el desarrollo de nuevos productos y funciones. Las pruebas de cómo pasar la tecnología de creación rápida de prototipos para producir piezas que se puedan utilizar directamente es un tema importante. Con la mayor promoción y aplicación de la tecnología de creación rápida de prototipos, la fabricación directa de piezas es una tendencia inevitable en el desarrollo de la tecnología de creación rápida de prototipos. 6) Problemas de software. Con el desarrollo continuo de la tecnología de creación rápida de prototipos, los problemas de software de la tecnología de creación rápida de prototipos se están volviendo cada vez más prominentes. El sistema de software de creación rápida de prototipos no solo es una parte importante de la realización del moldeo discreto/acumulado, sino que también desempeña un papel fundamental en la velocidad de moldeo. , precisión del moldeado, calidad de la superficie de la pieza, etc. Tiene un gran impacto y los problemas de software se han convertido en un tema clave en el desarrollo de la tecnología de creación rápida de prototipos. 4.2 Problemas con los sistemas de software de tecnología de creación rápida de prototipos 1) La mayoría del software de creación rápida de prototipos se instala a voluntad y no se puede desarrollar de forma secundaria;
2) El software de cada empresa se desarrolla por sí mismo y no existe una interfaz de datos unificada; p>
3) El software de creación rápida de prototipos instalado aleatoriamente solo puede completar el procesamiento de datos y el control de un único proceso de moldeo.
4) El software de uso general comercializado es más caro y tiene una sola función; solo realiza una o más funciones, como visualización del modelo, agregar soporte, verificación y corrección de errores, y hay problemas con la interfaz de datos y no es fácil de integrar
5) El software comercial no es perfecto y no puede; cumplir con los requisitos actuales de creación rápida de prototipos Requisitos tecnológicos para la velocidad, precisión y calidad del moldeo;
6) Hay muchos defectos en la conversión de datos del modelo actual y la descripción del modelo CAD no es lo suficientemente precisa, lo que afecta la precisión del moldeo y la calidad de la creación rápida de prototipos. 5. Dirección de desarrollo de la tecnología de creación rápida de prototipos En la actualidad, la investigación y el desarrollo de la creación rápida de prototipos en el país y en el extranjero se centran en la teoría básica de la tecnología de creación rápida de prototipos, nuevos métodos de creación rápida de prototipos, desarrollo de nuevos materiales, tecnología de fabricación de moldes y fabricación directa de. piezas metálicas, biotecnología e ingeniería desarrollo y aplicación. Además, debemos buscar una velocidad de fabricación más rápida, una mayor precisión de fabricación y una mayor confiabilidad de RPM (fabricación rápida de prototipos), para que la instalación y el uso de equipos RPM sean periféricos e inteligentes en funcionamiento; Se vuelve muy sencillo y no requiere operadores especializados. Específicamente, existen los siguientes puntos: 1) El uso de materiales metálicos y materiales de alta resistencia para formar directamente piezas funcionales es una dirección de desarrollo importante de RPM. El uso de materiales metálicos y materiales de alta resistencia para fabricar directamente componentes funcionales es una dirección de desarrollo importante de. RPM (fabricación rápida de prototipos). Manzumd de la Universidad de Michigan utiliza soldadura de metales por láser de alta potencia para formar directamente moldes de acero; Print de la Universidad de Stanford. El metal se sinteriza directamente mediante un método que combina acumulación capa por capa y mecanizado CNC de cinco coordenadas, y el moldeado por láser puede lograr una precisión similar al mecanizado CNC. 2) Los diferentes objetivos de fabricación se desarrollan de forma relativamente independiente. Desde la perspectiva de los objetivos de fabricación, RPM (fabricación rápida de prototipos) se utiliza principalmente para el moldeo y fabricación rápidos de diseños conceptuales, el moldeo y fabricación rápidos de moldes, el moldeo y fabricación rápidos de pruebas funcionales y la fabricación rápida de componentes funcionales. Dado que la fabricación rápida basada en conceptos y la fabricación rápida basada en moldes tienen una enorme viabilidad técnica y de mercado, estos dos aspectos serán el foco de la investigación y comercialización futuras. Debido a la gran brecha en las características entre sí, los dos mostrarán una tendencia de desarrollo relativamente independiente, y la rápida fabricación experimental dependerá de la rápida fabricación conceptual. La fabricación rápida de componentes funcionales será una importante dirección de desarrollo, pero la tecnología es difícil y seguirá limitada al campo de la investigación durante mucho tiempo. 3) Desarrollo hacia la manufactura y micromanufactura a gran escala. Debido a la dificultad de la fabricación de moldes a gran escala y las ventajas de RPM (creación rápida de prototipos) en la fabricación de moldes, es previsible que una cierta proporción del futuro mercado de RPM esté ocupada por la fabricación de prototipos a gran escala.
En marcado contraste, RPM (fabricación rápida de prototipos) avanzará hacia el campo de la microfabricación con tecnología SL. Su importante dirección de desarrollo es la microlitografía (Microlithography), que se utiliza para fabricar piezas micrométricas (Microseale Parts). En vista de las condiciones nacionales específicas de mi país, las principales direcciones de desarrollo de la tecnología de creación rápida de prototipos en el futuro son 1) I + D y mejora de la tecnología de moldeo, equipos de moldeo y materiales de moldeo 2) tecnología de fabricación directa de prototipos rápidos de moldes metálicos; creación de prototipos rápidos descentralizados, investigación sobre creación de prototipos rápidos, creación de prototipos rápidos de moldes y tecnología de fabricación en red 4) combinación con biotecnología 5) mejora adicional de las funciones de software; 6 Conclusión La aparición de la creación rápida de prototipos ha llevado el procesamiento tradicional a un nuevo campo digital. Para que la tecnología de fabricación de creación rápida de prototipos se utilice de manera más amplia y profunda, se deben llevar a cabo mejoras y desarrollos sistemáticos en todos los aspectos para ampliar aún más el alcance de esta tecnología. alcance.
Red de Charla de Secretaria