Qu'est-ce que le prototypage rapide ?

Le prototypage rapide (rp) est également connu sous le nom de fabrication de prototypes rapides (tr/min).

Le prototypage rapide est né à la fin des années 1980 et est une technologie de fabrication de haute technologie basée sur la méthode d'accumulation de matière.Il est considéré comme une réalisation majeure dans le domaine de la fabrication au cours des 20 dernières années.

Il intègre l'ingénierie mécanique, la CAO, la technologie d'ingénierie inverse, la technologie de fabrication en couches, la technologie de contrôle numérique, la science des matériaux et la technologie laser.

Il peut transformer automatiquement, directement, rapidement et avec précision des idées de conception en prototypes avec certaines fonctions ou en pièces fabriquées directement, afin de fournir une méthode de réalisation à haut rendement et à faible coût pour le prototypage de pièces et la vérification de nouvelles idées de conception.

Autrement dit, la technologie de prototypage rapide consiste à utiliser des données de CAO en trois dimensions, à travers la machine de prototypage rapide, couche par couche de matériaux sont empilés dans un prototype solide.

Que vous travailliez de manière indépendante ou en tant que membre d'une équipe, une action rapide est la clé.C'est pourquoi le prototypage rapide est préconisé, un processus de conception qui comprend l'idéation, le prototypage et les tests.Peut aider les concepteurs à découvrir et vérifier rapidement leurs meilleures idées.

Principes de base du prototypage rapide

Prototypage rapide La technologie est un terme général désignant les prototypes de produits fabriqués selon le principe de la stratification discrète.Son principe est :

→ modèle CAO en trois dimensions du produit

→ processus discret en couches et empiler les matières premières couche par couche en fonction des informations géométriques planes discrètes

→ générer un modèle solide.

Cette technologie intègre la technologie informatique, la technologie de traitement au laser et la nouvelle technologie des matériaux.

Il s'appuie sur un logiciel de CAO pour établir un modèle solide tridimensionnel dans l'ordinateur et le diviser en une série d'informations géométriques planes pour contrôler la direction et la vitesse de balayage du faisceau laser.Les matières premières sont traitées sélectivement couche par couche au moyen d'un collage, d'un frittage, d'une polymérisation ou d'une réaction chimique, afin de construire rapidement un modèle solide du produit.

Avantages du prototypage rapide

Technologie de prototypage rapide rompt avec le mode de traitement de pièces traditionnel de 'ébauche → découpe → produit fini ', créant un précédent pour la fabrication de pièces sans utiliser d'outils, et est une méthode de traitement superposée en couche mince sans précédent.Par rapport aux méthodes de découpe traditionnelles, le prototypage rapide présente les avantages suivants :

(1) Des surfaces de forme libre et des pièces plus complexes peuvent être fabriquées rapidement, telles que des rainures, des épaulements et des pièces creuses dans les pièces, ce qui réduit considérablement le coût de développement et le cycle de développement de nouveaux produits.

(2) Il appartient à l'usinage sans contact, qui ne nécessite pas d'outils et de montages nécessaires pour la coupe de la machine-outil, et n'a aucune influence sur l'usure de l'outil et la force de coupe.

(3) Pas de vibrations, de bruit et de déchets de coupe.

(4) Une production entièrement automatisée la nuit peut être réalisée.

(5) L'efficacité de traitement est élevée et le modèle solide et le moule du produit peuvent être produits rapidement.

Introduction au modèle de prototypage rapide

A.Le modèle de prototypage rapide nécessite la construction rapide d'un prototype de logiciel exécutable afin de comprendre et de clarifier les problèmes, afin que les développeurs et les utilisateurs puissent parvenir à un consensus, et enfin développer des produits logiciels satisfaits par le client en fonction des besoins déterminés du client.

B. Le modèle de prototypage rapide permet une analyse et une définition préliminaires plutôt que complètes des exigences logicielles au stade de l'analyse des exigences, et de concevoir et développer rapidement un prototype du système logiciel, qui montre aux utilisateurs tout ou partie des fonctions et des performances du logiciel pour être développé.

C. L'utilisateur teste et évalue le prototype, et donne des suggestions d'amélioration spécifiques pour enrichir et affiner les exigences logicielles.Les développeurs modifient et améliorent le logiciel en conséquence, jusqu'à ce que l'utilisateur soit satisfait et approuvé, terminent la mise en œuvre, les tests et la maintenance du logiciel.

Avantages du modèle de prototypage rapide :

• Les avantages du modèle sont de réduire les risques de développement causés par des exigences logicielles peu claires.

défaut:

• La technologie et les outils de développement sélectionnés peuvent ne pas être conformes au développement principal ;

• Une structure de système rapidement établie couplée à une modification continue peut conduire à une qualité médiocre du produit ;

Cela ressort de la description ci-dessus.La méthode de prototypage rapide est une méthode couramment utilisée lorsque les exigences ne sont pas claires.

Brève description du modèle de prototypage rapide

Le prototype fait référence au modèle original qui simule un certain produit, qui est souvent utilisé dans d'autres industries.Le prototype dans le développement de logiciels est une première version exécutable du logiciel, qui reflète les caractéristiques importantes du système final.

Le modèle de prototypage rapide est également appelé modèle prototype, qui est une autre forme du modèle incrémental ;il construit un prototype avant de développer le système réel, et achève progressivement le développement de l'ensemble du système sur la base du prototype.

La première étape du modèle de prototypage rapide consiste à construire un prototype rapide pour réaliser l'interaction entre le client ou futur utilisateur et le système.L'utilisateur ou le client évalue le prototype et affine davantage les besoins du logiciel à développer.

En ajustant progressivement le prototype pour répondre aux exigences du client, le développeur peut déterminer quels sont les besoins réels du client ;la deuxième étape consiste à développer un produit logiciel dont le client est satisfait sur la base de la première étape.

Où la méthode de prototypage rapide est utilisée?

Utilisez le prototypage rapide pour créer un moule maître et moulez de la cire, du caoutchouc de silicone, de la résine époxy, du polyuréthane et d'autres matériaux souples pour former un moule souple.Par exemple, le matériau mixte de métal et de résine époxy est colloïdal à température ambiante et peut être coulé et durci à température ambiante, il est donc particulièrement adapté à la reproduction de moules.

La durée de vie du moule d'injection en ce matériau synthétique peut atteindre 50 à 5000 pièces.Lors de l'utilisation de caoutchouc de silicone durcissant à température ambiante pour fabriquer des moules à injection, la durée de vie n'est généralement que de 10 à 25 pièces.Lorsque des moules en caoutchouc de silicone vulcanisé sont utilisés pour la coulée à bas point de fusion, la durée de vie du moule est généralement de 200 à 500 pièces.

L'utilisation du prototypage rapide pour fabriquer des moules maîtres ou des moules souples combinés à des procédés traditionnels tels que le moulage de précision, le moulage de précision en céramique, l'électroformage, la pulvérisation à froid, etc., peut être transformé en moules durs, qui peuvent produire des pièces en plastique ou en métal par lots.Les moules durs ont généralement de bonnes performances d'usinage, peuvent être partiellement coupés pour obtenir une plus grande précision et peuvent être intégrés dans des inserts, des composants de refroidissement et des canaux de combustion.

(1) Le moule en silicone utilise le prototype comme pièce d'origine et est coulé avec du caoutchouc de silicone vulcanisé pour fabriquer directement le moule en caoutchouc de silicone, et parce que le caoutchouc de silicone a un angle de dépouille inversé et une pièce avec une rainure profonde, la production peut être terminé et le casting peut être terminé.Sortez-le directement, ce qui est unique par rapport aux autres moules.

Le processus est :

→ faire un prototype, traiter la surface du prototype pour lui donner une bonne rugosité de surface

→ fixation du prototype et du cadre du moule, application d'un agent de démoulage sur la surface du prototype

→ placer le mélange de caoutchouc de silicone dans l'appareil à vide, retirer les bulles d'air, verser le mélange de caoutchouc de silicone pour obtenir un moule en caoutchouc de silicone-caoutchouc de silicone durcissant

→ couper le caoutchouc de silicone le long de la surface de séparation et sortir le prototype pour obtenir le caoutchouc de silicone.S'il s'avère que le moule présente quelques défauts, il peut être réparé avec du nouveau caoutchouc de silicone.

(2) Moule composite en résine Ce procédé est basé sur le composite de résine époxy liquide et de matériaux organiques ou inorganiques comme matériau de matrice, et un procédé de fabrication de moule basé sur le prototype.Le processus est :

→réalisation de prototypes et traitement de surface-conception et réalisation de cadre de moule

→ sélection et conception de la surface de joint

→ agent de démoulage de la brosse (y compris la surface de séparation) sur la surface du prototype

→ Résine gelcoat au pinceau.

Le but est d'empêcher la surface du moule contre les frottements, les collisions, le vieillissement atmosphérique et la corrosion moyenne, de sorte que le moule soit sûr et fiable en utilisation réelle.Moulage du moule concave - lorsque le moule concave est terminé, il est inversé, et la surface du prototype et la surface de séparation sont également nécessaires.

Appliquez uniformément l'agent de démoulage et la résine de gel coat une fois le moule séparé, et le moule versé à température ambiante sera essentiellement durci et façonné en 1-2 jours, c'est-à-dire que le moule peut être divisé, le prototype peut être retiré, et le moule peut être réparé.

Par rapport aux résines métalliques à haute résistance à la chaleur et à l'usure, les résines époxy durcies à température ambiante ne peuvent souvent pas répondre aux exigences.Pour cette raison, les résines époxy durcies à haute température doivent être utilisées en premier.

Ceci est lié à poser des problèmes pour les prototypes fabriqués avec de la résine photosensible.Parce qu'il commence à se ramollir à 70-80, un noyau de transition est nécessaire pour cela.La résine époxy, le gypse, le caoutchouc de silicone, le polyuréthane, etc. sont couramment utilisés comme noyaux de moules de transition, et les noyaux de moules en plâtre et en caoutchouc de silicone sont plus courants.

Ce type de technologie de fabrication de moules en résine époxy présente les caractéristiques d'un processus simple, d'une conductivité de moule élevée, d'une surface de moulage à haute résistance et non traitée, et convient aux moules de réfraction en plastique, aux moules d'étirage de feuilles, aux films blister et aux moules de formation de mousse de polyuréthane.

(3) Le moule de pulvérisation à l'arc est basé sur le prototype.Le métal fondu est entièrement atomisé et pulvérisé sur la surface du moule échantillon à une certaine vitesse pour former la surface de la cavité du moule.Le support est rempli de matériaux composites et de résine époxy ou de silicone chargée d'aluminium est utilisée.Le support en caoutchouc sépare la coque du prototype pour obtenir un moule précis, et ajoute un système de gating et un système de refroidissement, etc., ainsi que la structure du moule pour former un moule à injection.

Il se caractérise par un processus simple et un cycle court ;les motifs fins de la cavité et de la surface sont formés en même temps ;il élimine le besoin de processus coûteux et chronophages tels que le dessin dans le traitement de moule traditionnel et le traitement thermique de l'usinage CNC, et ne nécessite pas d'usinage ;la précision de la taille du moule est élevée, le cycle est raccourci et le coût est économisé.

(4) Le processus de moule à cavité de coulée en céramique chimiquement lié :

→ utiliser un système de prototypage rapide pour créer un moule maître

→ verser des matériaux souples tels que le caoutchouc de silicone, la résine époxy, le polyuréthane, etc. pour former un moule souple

→ retirer le moule maître, dans le moule souple Verser la cavité en céramique liée chimiquement (CBC, matériau composite à base de céramique. matériau)

→ durcissement de la cavité CBC à 205 ℃

→ polissage de la surface de la cavité

→ ajout d'un moule d'injection de production en petites séries tel qu'un système de coulée et un système de refroidissement.

La durée de vie de cette cavité en céramique liée chimiquement est d'environ 300 pièces.

(5) Utilisez un moule en céramique ou en plâtre pour mouler l'acier moulé par injection ou la cavité en fer.Le processus est :

→ utiliser un système de prototypage rapide pour créer un moule principal

→ verser des matériaux souples tels que le caoutchouc de silicone, la résine époxy, le polyuréthane pour former un moule souple

→ retirer le moule principal

→ dans le coulage de moules en céramique ou en plâtre dans des moules souples-coulage, polissage de surface de cavité en acier ou en fer-traitement de système de coulée et système de refroidissement, etc.

→ moule à injection pour la production de masse.

L'avantage du moulage en céramique est que l'équipement de traitement est simple et que le moule obtenu présente une excellente reproductibilité, une faible rugosité de surface et une précision dimensionnelle élevée.Il est particulièrement adapté à la production de pièces en petits lots, à la fabrication par formage intégral de pièces de forme complexe, à la fabrication d'outils et de matrices et au formage de matériaux de traitement mâles.

(6) Méthode de moulage à modèle perdu pour la fabrication de moules en fer et en acier

①Seul le processus de fabrication d'une seule pièce de cavité en fer et en acier est :

→ utiliser le système de prototypage rapide pour fabriquer le moule maître

→ faire tremper le moule maître dans le liquide de sable céramique pour former la coque du moule

→ solidifier la coque du moule dans le four et brûler le moule maître

→ préchauffer le moule maître dans le four Coque de moule chaude

→ verser de l'acier ou de la cavité en fer dans la coque du moule

→ polissage de la surface de la cavité et ajout du moule d'injection pour la production en série tel que le système de coulée et le système de refroidissement.

②Le processus de fabrication de plusieurs cavités fer-acier est :

→ utilisant un système de prototypage rapide pour fabriquer un moule principal

→ pulvérisation avec une surface métallique ou un matériau synthétique à base d'aluminium, caoutchouc de silicone, résine époxy, méthode de coulée de polyuréthane, formation d'un moule de formation de film de cire

→ Dans le moule de formage, couler le film de cire avec de la cire fondue

→ mettre le film de cire dans le liquide de sable céramique pour former la coque du moule

→ solidifier la coque du moule dans le four et faire fondre le film de cire

→ préchauffer la coque du moule dans le four

→ acier coulé dans la coque du moule Ou cerveau en forme de fer - la surface de la cavité est polie et ajoutée au moule d'injection pour la production en série, comme le système de porte et le système de refroidissement.

Son avantage est qu'il peut, à partir de prototypes, fabriquer des pièces aux formes très complexes.

(7) Le processus de moule à cavité de coulée de poudre d'acier chimiquement liée est :

→ utiliser un système de prototypage rapide pour fabriquer des matériaux souples tels que le caoutchouc de silicone, la résine époxy, le polyuréthane, etc., pour former un moule souple

→ séparé du moule maître

→ dans Verser la cavité de poudre d'acier chimiquement liée dans le moule souple, brûler le liant dans la cavité, verser la poudre d'acier

→ infiltration de cuivre dans la cavité-polissage de la surface de la cavité

→ ajout d'un système de coulée et d'un système de refroidissement, etc.

→ moule d'injection de production en série.