¿Qué es la creación rápida de prototipos?

La creación rápida de prototipos (rp) también se conoce como fabricación rápida de prototipos (rpm).

La creación rápida de prototipos nació a fines de la década de 1980 y es una tecnología de fabricación de alta tecnología basada en el método de acumulación de materiales.Se considera un logro importante en el campo de la fabricación en los últimos 20 años.

Integra ingeniería mecánica, cad, tecnología de ingeniería inversa, tecnología de fabricación en capas, tecnología de control numérico, ciencia de materiales y tecnología láser.

Puede transformar ideas de diseño de forma automática, directa, rápida y precisa en prototipos con ciertas funciones o piezas fabricadas directamente, a fin de proporcionar un método de realización de alta eficiencia y bajo costo para la creación de prototipos de piezas y la verificación de nuevas ideas de diseño.

Es decir, la tecnología de creación rápida de prototipos consiste en utilizar datos CAD tridimensionales, a través de la máquina de creación rápida de prototipos, capa por capa de materiales se apilan en un prototipo sólido.

Ya sea que trabaje de forma independiente o como miembro de un equipo, la acción rápida es la clave.Esta es la razón por la que se recomienda la creación rápida de prototipos, un proceso de diseño que incluye la ideación, la creación de prototipos y las pruebas.Puede ayudar a los diseñadores a descubrir y verificar rápidamente sus mejores ideas.

Principios básicos de la creación rápida de prototipos

Creación rápida de prototipos tecnología es un término general para prototipos de productos hechos con el principio de capas discretas.Su principio es:

→ producto modelo CAD tridimensional

→ proceso discreto en capas y acumulación de materias primas capa por capa de acuerdo con la información geométrica del plano discreto

→ generar un modelo sólido.

Esta tecnología integra tecnología informática, tecnología de procesamiento láser y nueva tecnología de materiales.

Se basa en el software CAD para establecer un modelo sólido tridimensional en la computadora y dividirlo en una serie de información geométrica plana para controlar la dirección de exploración y la velocidad del rayo láser.Las materias primas se procesan selectivamente capa por capa mediante unión, sinterización, polimerización o reacción química, para construir rápidamente un modelo sólido del producto.

Ventajas de la creación rápida de prototipos

Tecnología de creación rápida de prototipos rompe con el modo tradicional de procesamiento de piezas de 'blanco→corte→producto terminado', creando un precedente para fabricar piezas sin usar herramientas, y es un método de procesamiento superpuesto de capa delgada sin precedentes.En comparación con los métodos de corte tradicionales, la creación rápida de prototipos tiene las siguientes ventajas:

(1) Las superficies de forma libre y las piezas más complejas se pueden fabricar rápidamente, como ranuras, hombros y piezas huecas en las piezas, lo que reduce en gran medida el costo de desarrollo y el ciclo de desarrollo de nuevos productos.

(2) Pertenece al mecanizado sin contacto, que no requiere herramientas y accesorios necesarios para el corte de la máquina herramienta, y no tiene influencia en el desgaste de la herramienta ni en la fuerza de corte.

(3) Sin vibraciones, ruidos ni residuos de corte.

(4) Se puede realizar una producción completamente automatizada por la noche.

(5) La eficiencia de procesamiento es alta y el modelo sólido y el molde del producto se pueden producir rápidamente.

Introducción al modelo de creación rápida de prototipos

A.El modelo de prototipado rápido requiere la construcción rápida de un prototipo de software ejecutable para comprender y aclarar problemas, de modo que los desarrolladores y usuarios puedan llegar a un consenso y, finalmente, desarrollar productos de software satisfechos con el cliente en función de las necesidades determinadas del cliente.

B. El modelo de creación rápida de prototipos permite un análisis y una definición preliminares en lugar de completos de los requisitos de software en la etapa de análisis de requisitos, y diseñar y desarrollar rápidamente un prototipo del sistema de software, que muestra a los usuarios todas o parte de las funciones y el rendimiento del software para ser desarrollado.

C. El usuario prueba y evalúa el prototipo, y da sugerencias específicas de mejora para enriquecer y refinar los requisitos del software.Los desarrolladores modifican y mejoran el software en consecuencia, hasta que el usuario está satisfecho y aprobado, completan la implementación, las pruebas y el mantenimiento del software.

Ventajas del modelo de creación rápida de prototipos:

• Las ventajas del modelo son reducir los riesgos de desarrollo causados ​​por requisitos de software poco claros.

defecto:

• La tecnología y las herramientas de desarrollo seleccionadas pueden no estar en línea con el desarrollo principal;

• La estructura del sistema establecida rápidamente junto con la modificación continua puede conducir a una baja calidad del producto;

Se puede ver en la descripción anterior.El método de creación rápida de prototipos es un método comúnmente utilizado cuando los requisitos no están claros.

Breve descripción del modelo de prototipado rápido

Prototipo se refiere al modelo original que simula un determinado producto, que a menudo se usa en otras industrias.El prototipo en el desarrollo de software es una versión ejecutable temprana del software, que refleja las características importantes del sistema final.

El modelo de creación rápida de prototipos también se denomina modelo prototipo, que es otra forma del modelo incremental;construye un prototipo antes de desarrollar el sistema real y completa gradualmente el desarrollo de todo el sistema sobre la base del prototipo.

El primer paso del modelo de creación rápida de prototipos es construir un prototipo rápido para realizar la interacción entre el cliente o futuro usuario y el sistema.El usuario o cliente evalúa el prototipo y afina aún más las necesidades del software a desarrollar.

Al ajustar gradualmente el prototipo para cumplir con los requisitos del cliente, el desarrollador puede determinar cuáles son las necesidades reales del cliente;el segundo paso es desarrollar un producto de software con el que el cliente esté satisfecho basándose en el primer paso.

Donde se utiliza el método de creación rápida de prototipos?

Utilice la creación rápida de prototipos para hacer un molde maestro y cera fundida, caucho de silicona, resina epoxi, poliuretano y otros materiales blandos para formar un molde blando.Por ejemplo, el material mixto de metal y resina epoxi es coloidal a temperatura ambiente y se puede verter y curar a temperatura ambiente, por lo que es particularmente adecuado para replicar moldes.

La vida útil del molde de inyección de este material sintético puede llegar a 50-5000 piezas.Cuando se usa caucho de silicona de curado a temperatura ambiente para fabricar moldes de inyección, la vida útil generalmente es de solo 10 a 25 piezas.Cuando se utilizan moldes de caucho de silicona vulcanizado para fundición de bajo punto de fusión, la vida útil del molde es generalmente de 200 a 500 piezas.

El uso de prototipos rápidos para hacer moldes maestros o moldes blandos combinados con procesos tradicionales como fundición de precisión, fundición de cerámica de precisión, electroformado, pulverización en frío, etc., se puede convertir en moldes duros, que pueden producir piezas de plástico o metal en lotes.Los moldes duros suelen tener un buen rendimiento de mecanizado, se pueden cortar parcialmente para obtener una mayor precisión y se pueden incrustar en insertos, componentes de refrigeración y canales de combustión.

(1) El molde de silicona utiliza el prototipo como pieza original y se vierte con caucho de silicona vulcanizado para fabricar directamente el molde de caucho de silicona, y debido a que el caucho de silicona tiene un ángulo de inclinación invertido y una parte con una ranura profunda, la producción puede ser completado y el casting puede ser completado.Sáquelo directamente, lo cual es único en comparación con otros moldes.

El proceso es:

→ hacer un prototipo, tratar la superficie del prototipo para que tenga una buena rugosidad superficial

→ fijación del prototipo y el marco del molde, aplicación de un agente de desmoldeo en la superficie del prototipo

→ colocando la mezcla de caucho de silicona en el dispositivo de vacío, saque las burbujas de aire, vierta la mezcla de caucho de silicona para obtener un curado de caucho de silicona de molde de silicona

→ corte el caucho de silicona a lo largo de la superficie de separación y saque el prototipo para obtener el caucho de silicona.Si se encuentra que el molde tiene algunos defectos, se puede reparar con caucho de silicona nuevo.

(2) Molde compuesto de resina Este método se basa en el compuesto de resina epoxi líquida y materiales orgánicos o inorgánicos como material de matriz, y un método de fabricación de moldes basado en el prototipo.El proceso es:

→producción de prototipos y tratamiento de superficies: diseño y producción de marcos de moldes

→ selección y diseño de la superficie de separación

→ agente desmoldeante (incluida la superficie de separación) en la superficie del prototipo

→ cepillo gel coat resina.

El propósito es evitar que la superficie del molde sufra fricción, colisión, envejecimiento atmosférico y corrosión media, para que el molde sea seguro y confiable en el uso real.Fundición del molde cóncavo: cuando se completa el molde cóncavo, se invierte y también se requieren la superficie del prototipo y la superficie de separación.

Aplique uniformemente el agente de liberación y la resina de capa de gel una vez que se separa el molde, y el molde vertido a temperatura ambiente básicamente se curará y se formará en 1-2 días, es decir, el molde se puede dividir, el prototipo se puede sacar, y el molde se puede reparar.

En comparación con las resinas metálicas con alta resistencia al calor y al desgaste, las resinas epoxi curadas a temperatura ambiente a menudo no pueden cumplir con los requisitos.Por este motivo, se deben utilizar en primer lugar resinas epoxi curadas a altas temperaturas.

Esto seguramente causará problemas a los prototipos hechos con resina fotosensible.Debido a que comienza a ablandarse en 70-80, se necesita un núcleo de transición para esto.La resina epoxi, el yeso, el caucho de silicona, el poliuretano, etc. se usan comúnmente como núcleos de molde de transición, y los núcleos de molde de yeso y caucho de silicona son más comunes.

Este tipo de tecnología de fabricación de moldes de resina epoxi tiene las características de un proceso simple, alta conductividad del molde, alta resistencia y superficie de moldeo sin procesar, y es adecuado para moldes de refracción de plástico, moldes de estirado de láminas, películas de ampollas y moldes de formación de espuma de poliuretano.

(3) El molde de pulverización por arco se basa en el prototipo.El metal fundido se atomiza por completo y se rocía sobre la superficie del molde de muestra a cierta velocidad para formar la superficie de la cavidad del molde.El respaldo está lleno de materiales compuestos y se utiliza resina epoxi o silicona con relleno de aluminio.El soporte de goma separa la carcasa del prototipo para obtener un molde preciso, y agrega un sistema de compuerta y un sistema de enfriamiento, etc., junto con la estructura del molde para formar un molde de inyección.

Se caracteriza por un proceso simple y un ciclo corto;los patrones finos de la cavidad y la superficie se forman al mismo tiempo;elimina la necesidad de procesos costosos y lentos, como el estirado en el procesamiento de moldes tradicional y el tratamiento térmico del mecanizado CNC, y no requiere mecanizado;la precisión del tamaño del molde es alta, el ciclo se acorta y se ahorra el costo.

(4) El proceso de molde de cavidad de vertido de cerámica químicamente unido:

→ use un sistema de creación rápida de prototipos para hacer un molde maestro

→ verter materiales blandos como caucho de silicona, resina epoxi, poliuretano, etc. para formar un molde blando

→ retire el molde maestro, en el molde blando Cavidad de vertido de cerámica unida químicamente (CBC, material compuesto a base de cerámica).

→ curar la cavidad CBC a 205 ℃

→ pulir la superficie de la cavidad

→ agregar un molde de inyección de producción de lotes pequeños, como un sistema de vertido y un sistema de enfriamiento.

La vida útil de esta cavidad de cerámica unida químicamente es de unas 300 piezas.

(5) Use moldes de cerámica o yeso para moldear por inyección acero o cavidades de hierro.El proceso es:

→ use un sistema de creación rápida de prototipos para hacer un molde maestro

→ vierta materiales blandos como caucho de silicona, resina epoxi, poliuretano para formar un molde blando

→ quitar molde maestro

→ en el vertido de moldes de cerámica o yeso en moldes blandos-vertido, acero o hierro cavidad-cavidad superficie pulido-procesamiento sistema de vertido y sistema de refrigeración, etc.

→ molde de inyección para la producción en masa.

La ventaja de la fundición de moldes cerámicos es que el equipo de proceso es simple y el molde obtenido tiene una excelente reproducibilidad, una rugosidad superficial pequeña y una alta precisión dimensional.Es especialmente adecuado para la producción de piezas en lotes pequeños, la fabricación integral de piezas de forma compleja, la fabricación de herramientas y troqueles, y la formación de materiales de procesamiento macho.

(6) Método de fundición a la cera perdida para la fabricación de moldes de hierro y acero.

①Sólo el proceso de fabricación de una sola pieza de hierro y acero alveolar es:

→ use el sistema de creación rápida de prototipos para hacer el molde maestro

→ sumerja el molde maestro en el líquido de arena de cerámica para formar la carcasa del molde

→ solidificar la carcasa del molde en el horno y quemar el molde maestro

→ precalentar el molde maestro en el horno Carcasa del molde caliente

→ vertido de acero o cavidad de hierro en la carcasa del molde

→ pulir la superficie de la cavidad y agregar el molde de inyección para la producción en masa, como el sistema de fundición y el sistema de enfriamiento.

②El proceso de fabricación de múltiples cavidades de hierro y acero es:

→ utilizando un sistema de creación rápida de prototipos para hacer un molde maestro

→ rociado con superficie de metal o material sintético a base de aluminio, caucho de silicona, resina epoxi, método de fundición de poliuretano, formación de una película de cera que forma el molde

→En el molde de formación, moldee la película de cera con cera fundida

→ coloque la película de cera en el líquido de arena de cerámica para formar la carcasa del molde

→ solidificar la carcasa del molde en el horno y derretir la película de cera

→ precalentar la carcasa del molde en el horno

→ acero fundido en la carcasa del molde o cerebro en forma de hierro: la superficie de la cavidad se pule y se agrega al molde de inyección para la producción en masa, como el sistema de compuerta y el sistema de enfriamiento.

Su ventaja es que puede usar prototipos para fabricar piezas con formas muy complejas.

(7) El proceso de molde de cavidad de vertido de polvo de acero químicamente unido es:

→ use un sistema de creación rápida de prototipos para hacer moldes maestros de papel que viertan materiales blandos como caucho de silicona, resina epoxi, poliuretano, etc., para formar moldes blandos

→ separado del molde maestro

→ en el vertido de la cavidad de polvo de acero unido químicamente en el molde blando, quemando el aglutinante en la cavidad, vertido de polvo de acero

→ infiltración de cobre en la cavidad-pulido de la superficie de la cavidad

→ agregar sistema de vertido y sistema de enfriamiento, etc.

→ molde de inyección de producción en masa.