3D-прототипирование — это процесс создания физического прототипа объекта на основе его цифровой модели путем послойной 3D-печати. Такая технология изготовления изделий через наращивание объекта слой за слоем и взаимодействие со специальным программным обеспечением называется — аддитивной. Additive Manufacturing (от англ. additive — прибавляемый, послойный).
Сферы применения прототипирования 3D-моделей
Перед тем как начать производство нового изделия, компании предварительно проводят тестирование технического образца. 3D-прототипирование способствует сокращению расходов и поэтому нашло применение во многих отраслях:
- авиация
- архитектура
- космонавтика
- машиностроение
- судостроение
- медицина (в основном хирургия и стоматология)
- образование
- производство предметов быта, игрушек, сувениров и т.д.
- промышленность: литейное производство, металлургия и т.д.
- реклама и event-маркетинг
- сельское хозяйство
- строительство
- фармакология
- ювелирная индустрия
Перечислить все сферы, где используются 3D-прототипы, практически невозможно. Технологии трехмерного прототипирования улучшаются, оборудование и программное обеспечение совершенствуется. Многие предприниматели малого бизнеса приобретают принтеры для трехмерной печати, так как это менее трудоемко и экономически выгодно.
Какие бывают прототипы? Виды прототипов
Прототипы можно классифицировать:
- 1. По областям применения:
- промышленные — прототипы деталей механизмов и оборудования
- товарные — производство продукции и ее упаковки
- демонстрационные — реклама, строительство, производство мебели и ювелирных украшений, архитектура и т.д.
- транспортные — создание моделей различных ТС
- медицинские и стоматологические — планирование хирургических операций, обучение, ортопедия
- 2. По способу печати
- SLA (Laser Stereolithography) — послойное отвердевание жидкого полимера
- FDM (Fused deposition modeling) — послойное формирование из пластиковой нити
- SLS (Selective Laser Sintering) — лазерного запекание
- MJM (MultiJet Modeling) — многоструйное 3D-моделирование
- CJP (ColorJet printing) — склеивание порошка, состоящего из гипса
- 3. По использованным материалам:
- воск
- фотополимеры
- пластик
- полиамид и полистирол
- гипс
- металл
Технологии быстрого прототипирования (ТБП)
Раньше образец создавался вручную на основе 2D-чертежей. С появлением аддитивных технологий временные затраты сократились в разы и стало возможным быстро и качественно сделать прототип детали.
Этапы прототипирования 3D-моделей
- 1. Построение 3D-модели в специальном программном обеспечении
- 2. Изготовление первого (чернового) 3D-прототипа
- 3. Тестирование прототипа, корректировка цифровой модели
- 4. Изготовление тестовой (пилотной) партии изделий посредством 3D‑печати
- 5. Запуск полномасштабного производства
Преимущества 3D‑прототипирования
Перед запуском в массовое производство с помощью прототипа и технического образца можно оценить различные характеристики будущего изделия (функциональность, прочность, внешний вид, эргономичность и т.д.)
Основные преимущества перед традиционными способами:
- быстрота и качество исполнения
- экономия времени
- универсальность
- экономия материалов
- исключение ошибок, связанных с человеческим фактором