Le développement du fabricant de prototypes

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Rudgley M définit la fabrication rapide comme :"la technologie de fabrication pour la fabrication du produit pratique final par la méthode de fabrication additive", qui utilise la technologie de fabrication de prototypes pour produire le produit souhaité pour la production. La fabrication rapide est une direction de développement de la technologie de prototypage rapide, mais il reste encore de nombreux domaines à améliorer.

SLA, SLS, FDM sont les principales technologies pour les fabricants de prototypes, et leurs caractéristiques communes sont la séparation de la pièce en couches séparées et la création de couches indépendantes.

Géométrie complexe

La caractéristique la plus tentante des produits de prototypage rapide est qu'ils sont presque illimités en termes de géométrie. Avec ce processus, des articles avec une grande indépendance et une grande liberté de géométrie peuvent être produits, tels que des formes concaves inversées, en surplomb, libres et diverses formes géométriques de base. Par exemple, le processus SLS ne nécessite aucun support et les pièces peuvent être placées dans n'importe quelle position de la position d'usinage sans avoir besoin d'une pince, ce qui signifie que le SLS peut offrir des possibilités géométriques presque infinies à la pièce.

D'autre part, divers produits de micro à grande taille peuvent être fabriqués avec une technologie de prototypage rapide. La taille du produit dépend du choix du procédé :SLS, SLA et FDM sont généralement utilisés pour la fabrication de pièces de taille moyenne, en raison de l'exécution du procédé et du coût économique, ainsi que des performances des pièces de grande taille. La taille de ces processus est très limitée lorsqu'il s'agit de gros produits.

Étant donné que la technologie de prototypage rapide des polymères ne nécessite pas de moule similaire à la méthode de traitement conventionnelle, le produit défini par le client fabriqué par prototypage rapide est nettement plus économique que le processus conventionnel. Cette caractéristique, combinée à la géométrie complexe que le produit peut réaliser conjointement, ouvre la voie à un prototypage rapide dans le domaine médical. Dans le même temps, la grande flexibilité géométrique offre également la possibilité de combiner RP avec des méthodes de traitement traditionnelles, et s'est rapidement développée dans l'une des directions de développement de la technologie RP actuelle. Par exemple, la fabrication précédente de pièces longues et étroites à parois minces ne pouvait être réalisée qu'avec le procédé EMD (Electro-Sparking), et maintenant RP peut également fournir une solution complète pour la fabrication de telles pièces.

DLM et ingénierie inverse

Grâce au processus de prototypage rapide, les pièces présentant des caractéristiques (telles que concaves, angles vifs intérieurs, longues parois minces, etc.) qui ne peuvent pas être usinées ou difficiles à usiner avec les méthodes d'usinage conventionnelles peuvent être facilement fabriquées. Dans le même temps, pour que la technologie RP fonctionne, les concepteurs doivent repenser leur façon de concevoir les pièces afin de démontrer les caractéristiques de conception libre de ces processus.

Il convient de noter que toutes les questions ci-dessus sur la conception libre nécessitent un développement ultérieur du logiciel de CAO professionnel pour la technologie RP. La combinaison d'améliorations des outils de conception et de changements dans les concepts de conception des concepteurs peut exploiter le potentiel de la technologie RP.

En plus de concevoir directement le modèle du produit requis, les ingénieurs conçoivent souvent en fonction de la conception physique existante, appelée rétro-ingénierie. Les techniques de détection rapide et de reconstruction CAO 3D permettent d'obtenir des modèles CAO directement à partir d'objets physiques.

Vitesse

La raison pour laquelle la technologie RP est appelée "technologie de prototypage rapide" est qu'elle produit des produits avec un cycle plus court que le traitement traditionnel. La sensibilité du RP à la conception est très faible. C'est-à-dire que le degré de flexibilité de la production est élevé et que le problème de forme du produit est à peine pris en compte au moment de la fabrication, ce qui permet de gagner beaucoup de temps. Compte tenu de cela, de nombreuses entreprises utilisent la technologie RP pour fabriquer des pièces d'essai de produits afin de comprendre rapidement les performances et d'autres paramètres du produit.

Économie et autres contraintes

Bien que la productivité de divers processus RP ait augmenté, les exigences de production pour la productivité RP n'ont pas été satisfaites. De plus, en raison de l'extrême inégalité que le processus RP peut fournir, il conduit également à une exagération considérable des pertes d'équipement et de matériel.

À l'heure actuelle, bien que la technologie RP présente de grands avantages dans le prototypage de produits et la production d'essais de produits, le prix élevé et la perte de matériel d'équipement et la différence de productivité avec les procédés traditionnels limitent la fabrication à grande échelle du procédé RP. Bien sûr, l'économie n'est qu'une des raisons pour lesquelles les procédés RP sont rarement utilisés pour fabriquer des pièces durables. Les autres facteurs majeurs sont la résistance du produit, le matériau, la répétabilité du processus, etc.

Le développement de la technologie de fabrication de prototypes

En ce qui concerne le développement de la technologie RP, il existe toujours un écart entre les produits fabriqués et les méthodes de fabrication traditionnelles en termes de rugosité de surface, de précision, de répétabilité et de qualité des produits. On peut dire que le processus RP existant et la chaîne de processus doivent subir une période de développement pour parvenir à une technologie fiable et sûre pour atteindre la précision et la qualité requises par le processus. Le processus RP mentionné ci-dessus a presque la même précision (0,1-0,2 mm/100 mm) et la même rugosité (Ra 5-20 μm), et la répétabilité est relativement faible. D'autres améliorations doivent être apportées du côté de la conception mécanique, ce qui peut être réalisé grâce à un système de rétroaction technique. Il est prévisible que pour améliorer la qualité des produits, il y aura un équipement de procédé composite combinant procédé RP et procédé traditionnel.

Du point de vue de l'équipement lui-même et des matériaux, les principaux axes de recherche sont axés sur les méthodes de traitement, les équipements de traitement, les générateurs laser et les matériaux, visant à améliorer la résistance, la durabilité et la précision des produits, ainsi que le cycle des produits. Ces études fourniront à terme une impulsion puissante pour la transition rapide du prototypage vers la fabrication rapide.

Dans le domaine des composants, la technologie d'impression 3D permet de produire rapidement des produits complexes. Dans le domaine de la fabrication automobile traditionnelle, le développement de pièces automobiles nécessite souvent une recherche, un développement et une vérification à long terme. De la R&D à la phase de test, il est également nécessaire de réaliser un moule de pièce, ce qui est non seulement long mais également coûteux. En cas de problème, la modification de la structure de la pièce, etc. nécessite également le même cycle long. Et la technologie d'impression 3D permet de fabriquer rapidement des pièces complexes. Lorsqu'il y a un problème dans le test, modifiez le fichier 3D et réimprimez-le pour tester à nouveau. On peut dire que la technologie d'impression 3D rend le développement des futures pièces moins cher et plus efficace.