Longsheng

في بيئة الأعمال سريعة التغير اليوم ، الوقت هو المال والكفاءة هي الفرق بين النجاح والفشل. خاصة في المراحل الأولى من تطوير المنتجات ، يواجه المصممون والمهندسون تحديا كبيرا: كيف يمكنك تحويل الأفكار بسرعة وبدقة إلى ماديةالنماذجللتحقق من الصحة الوظيفية واختبار المستخدم وتعليقات السوق؟ ظهرت تقنية النماذج الأولية السريعة استجابة لمتطلبات العصر وقدمت مجموعة متنوعة من الحلول لهذه المشكلة. هذه المادة سوف الخوض في مختلفأنواعصب سريع وتكشف كيف تلعب دورا رئيسيا في سيناريوهات مختلفة وتعمل كجسر فعال بين الإبداع والواقع.

ما هي النماذج الأولية السريعة؟

النماذج الأولية السريعة ،إنه استخدام التصميم بمساعدة الكمبيوتر 3D (CAD) لتصنيع الأجزاء المادية أو النماذج أو التجميعات بسرعة. عادة ما يتم إنشاء الأجزاء أو النماذج أو التجميعات باستخدام التصنيع الإضافي ، وغالبا ما يشار إليه باسم الطباعة 3D. النماذج الأولية السريعة هي عملية إنشاء شيء يمكن استخدامه لتقييم المنتج بسرعة. في الهندسة ، النموذج الأولي هو نسخة مبكرة من المنتج. تمكن النماذج الأولية السريعة الشركات من اختبار التكنولوجيا وتحليلها.
عندما يتطابق التصميم بشكل وثيق مع المنتج النهائي المقترح ، يطلق عليه دقة عاليةالنموذج، وعلى العكس من ذلك ، فإن النموذج الأولي منخفض الدقة له فرق واضح بين النموذج الأولي والمنتج النهائي.

وبعبارة أخرى،النماذج الأولية السريعة هي طريقة اختبار. يمكنك تحليل التطور المستقبلي للمنتج ونجاحه مع العملاء. لذلك ، ستخبرك نتائج التحليل ما إذا كان يعمل أم لا. تستخدم الشركات هذه العملية في كل مرحلة من مراحل تطوير المنتج. الكفاءة تجعل العملية أرخص وأسرع. وهذا يوفر مرونة أكبر ومجالا للخطأ في تصنيع المنتجات. هذا أكثر فائدة من الطرق الأخرى على المدى الطويل.

كيف تعمل النماذج الأولية السريعة؟

1. إبداع التصميم:استخدم برنامج CAD لإنشاء نموذج 3D رقمي لكائن. هذه المرحلة حاسمة لوضع الأساس للنموذج الأولي.
2. إعداد البيانات:تتم معالجة نموذج CAD وتحويله إلى تنسيق مناسب لتقنية النماذج الأولية السريعة المختارة ، وعادة ما يكون ملف STL.
3. إعدادات الجهاز:التحضير والمعايرة والتحميلآلات النماذج الأولية السريعة مع المواد المناسبة(البلاستيك أو الراتنج أو مسحوق المعادن).
4. النماذج:تقوم الآلة ببناء النموذج الأولي طبقة تلو الأخرى وفقا لمواصفات نموذج CAD.
5. مرحلة ما بعد المعالجة:بعد عملية البناء ، غالبا ما تتطلب النماذج الأولية معالجة لاحقة لتحقيق تشطيب السطح المطلوب أو الخواص الميكانيكية. قد يشمل ذلك الصنفرة أو الطلاء أو التجميع.

ما هي أنواع النماذج الأولية السريعة؟

1.جيش تحرير السودان

جيش تحرير السودان هو الطباعة 3D الصناعية أو عملية التصنيع المضافةيستخدم الليزر الذي يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر لبناء جزء في كومة من البوليمرات الضوئية القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. يستخدم الليزر لتتبع ومعالجة المقاطع العرضية لتصميمات الأجزاء على أسطح الراتنج السائل. ثم يتم خفض الطبقة المعالجة مباشرة تحت سطح الراتنج السائل وتتكرر العملية. تلتصق كل طبقة معالجة حديثا بالطبقة الموجودة تحتها. تستمر هذه العملية حتى يكتمل الجزء.

• المواد المستخدمة:تستخدم SLA بشكل أساسي راتنجات حساسة للضوء كمواد خام. تتصلب المادة بسرعة عند تشعيعها بشعاع ليزر فوق بنفسجي.
• السرعه:تتميز تقنية SLA بسرعة معالجة سريعة ودورة إنتاج قصيرة للمنتج ولا تتطلب أدوات وقوالب.
• كلف:على الرغم من التكلفة العالية لبناء نظام SLA واستخدامه وصيانته ، فإن قدرته على التعامل مع النماذج الأولية والقوالب المعقدة تجعله لا يمكن الاستغناء عنه في بعض حالات الاستخدام.
• الصناعات:تستخدم تقنية SLA على نطاق واسع في صناعات مثل الفضاء والسيارات والرعاية الصحية لتصنيع أجزاء ونماذج أولية معقدة وعالية الدقة.

2.SLS

SLS هي واحدة من خمس عمليات تصنيع مضافة تقدمها Protolabs. في عملية SLS ، ثاني أكسيد الكربون الذي يتحكم فيه الكمبيوتر₂يتم سحب الليزر من الأسفل إلى الأعلى على الطبقة الساخنة للمسحوق القائم على النايلون ، حيث يقوم بتلبيد (دمج) المسحوق برفق إلى مادة صلبة. بعد كل طبقة ، تنشر الأسطوانة طبقة جديدة من المسحوق على السرير وتتكرر العملية. تستخدم SLS مساحيق TPU صلبة من النايلون أو المرنة تشبه اللدائن الحرارية الهندسية الفعلية ، لذلك تظهر الأجزاء صلابة ودقة أكبر ، ولكن لها أسطح خشنة وتفتقر إلى التفاصيل الدقيقة. تقدم SLS حجم بناء كبير يمكنه إنتاج أجزاء ذات أشكال هندسية معقدة للغاية وإنشاء نماذج أولية متينة.

• المواد المستخدمة:تستخدم تقنية SLS مساحيق مرتبطة حراريا كمواد خام ، مثل المعادن والسيراميك والبارافين ومساحيق البوليمر.
• السرعه:تتميز تقنية SLS بدورات إنتاج قصيرة ولا يوجد دعم مطلوب أثناء عملية التشكيل ، مما يتيح الإنتاج السريع للأجزاء الصلبة 3D المعقدة.
• كلف:SLS لديها مجموعة واسعة من استخدام المواد مقارنة ب SLA ، ويمكن إعادة استخدام المساحيق غير الملبدة ، مما يقلل التكاليف.
• الصناعات:تستخدم تقنية SLS على نطاق واسع في صناعات مثل الفضاء والسيارات والإلكترونيات والبناء للتصنيع السريع للنماذج الأولية والقوالب والأجزاء منخفضة الحجم.

3. FDM

يستخدم FDM طريقة بثق لإذابة وإعادة معالجة راتنج لدن بالحرارة(ABS ، البولي ، أو ABS / مزيج البولي) في طبقات لتشكيل نموذج أولي نهائي. نظرا لأنه يستخدم راتنجا لدن بالحرارة حقيقيا ، فهو أقوى من نفث الموثق وقد يكون ذا فائدة محدودة في الاختبارات الوظيفية.

• المواد المستخدمة:تستخدم تقنية FDM مواد خام غير سامة ، مثل اللدائن الحرارية. هذه المواد ليس لها تغييرات كيميائية أثناء عملية التشكيل ، وصفحة الاعوجاج للأجزاء ضئيلة.
• السرعه:سرعة التشكيل لتقنية FDM سريعة نسبيا ، ويتم التحكم في معايرة النظام تلقائيا ، مما يحسن كفاءة الإنتاج.
• كلف:تتميز تقنية FDM بمعدل استخدام مرتفع للمواد الخام وعمر طويل للمواد ، مما يقلل من التكاليف. ومع ذلك ، يمكن أن تكون إزالة الدعم معقدة نسبيا ، ويمكن أن تكون المواد الخام باهظة الثمن.
• الصناعات:تستخدم تقنية FDM على نطاق واسع في صناعات مثل السلع الاستهلاكية والتعليم والبناء والسيارات لتصنيع النماذج الأولية ونماذج التدريس وقطع الغيار.

4. DLP

DLP هي تقنية نماذج أولية سريعة ممتازة بسبب سرعتها وكفاءتها. يستخدم شاشة عرض رقمية لوميض صورة واحدة لكل طبقة عبر النظام الأساسي ، ومعالجة البوليمر الضوئي. DLP مفيد بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب سرعات عالية دون المساس بالدقة.

• المواد المستخدمة:تستخدم تقنية DLP عادة راتنجات حساسة للضوء أو مواد مماثلة تتصلب بسرعة عند تعرضها لمصدر ضوء معين.
• السرعه:تتميز تقنية DLP بدقة عالية وسرعة استجابة عالية ، والتي يمكنها توليد صور رقمية سلسة بسرعة ، وهي مناسبة لتصنيع نماذج أولية عالية الدقة.
• كلف:تعتمد تكلفة تقنية DLP على المعدات والمواد المستخدمة ، ولكن مزاياها في الدقة العالية والتباين العالي ومقاومة الغبار العالية تجعلها قادرة على المنافسة في تطبيقات معينة.
• الصناعات:تستخدم تقنية DLP في أنظمة العرض وتكنولوجيا العرض والنماذج الأولية ، خاصة عندما تكون الدقة العالية والتباين مطلوبين.

5.لوم

LOM هي تقنية نماذج أولية سريعة فريدة من نوعها تتضمن طبقات من الورق اللاصق أو البلاستيك أو الشرائح المعدنية ثم تقطيعها إلى شكل باستخدام الليزر أو السكين. يعتبر LOM مناسبا بشكل خاص للنماذج الأولية السريعة بسبب فعاليته من حيث التكلفة وقدرته على إنتاج أجزاء كبيرة.

• المواد المستخدمة:تستخدم مواد مثل الورق والصفائح المعدنية وألواح البوليمر بشكل أساسي.
• السرعهسريع نسبيا ، حيث يتم بناء النموذج عن طريق القطع واللصق طبقة تلو الأخرى.:
• كلف:منخفضة ، ويرجع ذلك أساسا إلى استخدام مواد منخفضة التكلفة وعمليات بسيطة نسبيا.
• الصناعات:تستخدم لإنشاء نماذج أولية مرئية ودعائم تسويقية للفضاء والسيارات والرعاية الصحية والمزيد.

6. النفث الموثق

النفث الموثق هو عملية نماذج أولية سريعة تتضمن ترسيب طبقة لاصقة سائلة تلو الأخرى على طبقة مسحوق لإنشاء كائن. تقدر قيمة التكنولوجيا لتعدد استخداماتها في اختيار المواد وقدرتها على إنشاء نماذج أولية بالألوان الكاملة.

• المواد المستخدمة:مواد المسحوق مثل المعادن والسيراميك وما إلى ذلك.
• السرعه:سريع ، حيث يمكن تقصير دورة التصنيع بشكل كبير.
• كلف:منخفضة نسبيا ، ولكن اعتمادا على نوع وتعقيد مسحوق المستخدمة.
• الصناعات:يستخدم على نطاق واسع في تصنيع النماذج الهيكلية 3D عالية الدقة مثل قطع غيار السيارات والأجهزة الطبية وقطع غيار الطيران.

7.DMLS

DMLS هي تقنية متقدمة للنماذج الأولية السريعة تستخدم الليزر لتلبيد مساحيق المعادن طبقة تلو الأخرى لإنشاء أجزاء معدنية. تشتهر DMLS بدقتها وقدرتها على إنتاج أشكال هندسية معقدة يصعب تصنيعها بالطرق التقليدية.

• المواد المستخدمة:مساحيق المعادن ، مثل سبائك النيكل والكوبالت والحديد ، إلخ.
• السرعه:سريع نسبيا ، لكنه يعتمد على تعقيد النموذج وحجمه.
• كلف:أعلى بسبب استخدام مساحيق المعادن ومعدات الليزر المتطورة.
• الصناعات:وهي تستخدم بشكل أساسي لتصنيع المكونات عالية الضغط والمكونات المعقدة والمكونات غير المنتظمة التي لا يمكن معالجتها بواسطة العمليات التقليدية ، مثل الفضاء والسيارات وتصنيع الأجزاء الطبية الشخصية ، إلخ.

8.EBM

EBM هي تقنية متقدمة تستخدم شعاع إلكترون عالي الطاقة لإذابة ودمج جزيئات مسحوق المعادن. هذه الطريقة مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب قوة عالية ومقاومة للحرارة.

• المواد المستخدمة:مساحيق المعادن ، مثل سبائك التيتانيوم ، سبائك الكوبالت والكروم ، إلخ.
• السرعه:عادة ما يكون أسرع من SLM لأن طبقة المسحوق أكثر سمكا ويتم مسح شعاع الإلكترون بشكل أسرع.
• كلف:أعلى ، ولكن قد يقلل من التكلفة الإجمالية بسبب الاستخدام العالي للمواد.
• الصناعات:يتم استخدامه في تصنيع الهياكل المتجانسة خفيفة الوزن والأجزاء المعقدة عالية الأداء في قطاعي الطيران والصناعة ، وكذلك في تصنيع غرسات العظام المسامية في القطاع الطبي.

9. SLM

SLM هي تقنية مهمة في عملية النماذج الأولية السريعة وتستخدم على نطاق واسع بشكل رئيسي بسبب دقتها وقوتها. تستخدم هذه التقنية ليزر عالي الطاقة لإذابة ودمج مسحوق المعدن تماما ، طبقة تلو الأخرى ، لإنشاء أجزاء معدنية قوية.

• المواد المستخدمة:مساحيق المعادن ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك التيتانيوم ، إلخ.
• السرعه:سريع نسبيا ، اعتمادا على تعقيد النموذج وحجمه.
• كلف:استخدام المواد عالية ، ولكن عالية ، والحد من النفايات.
• الصناعات:يستخدم على نطاق واسع في الفضاء والمعدات الطبية وتصنيع السيارات وغيرها من المجالات لتصنيع أجزاء معدنية عالية الدقة وعالية الأداء.

10. طباعة بوليجيت

طباعة PolyJet هي تقنية نماذج أولية سريعة معروفة بدقتها وتعدد استخداماتها. إنه يعمل عن طريق رش طبقة من البوليمر الضوئي السائل القابل للشفاء على صينية البناء ، ويتم معالجة هذه الراتنجات على الفور بواسطة ضوء الأشعة فوق البنفسجية. تسمح هذه الطريقة بإنشاء أجزاء ذات خصائص وألوان مادية متعددة في طباعة واحدة.

• المواد المستخدمة:راتنج فوتوبوليمير سائل يدعم مجموعة واسعة من الألوان والمواد.
• السرعه:يمكن تحقيق طباعة نماذج سريعة في مجموعة واسعة من الألوان والمواد في وقت قصير.
• كلف:يعتمد على المواد المستخدمة وتعقيد النموذج.
• الصناعات:نماذج عالية الدقة وأعمال فنية ونماذج معمارية ونماذج أولية لإنتاج قطع غيار السيارات في مجالات تصميم المنتجات والإبداع الطبي والفني والهندسة المعمارية وتصنيع السيارات.

11. حقن صب

على الرغم من أن القولبة بالحقن لم تصنف تقليديا على أنها نماذج أولية سريعة ، إلا أنها تطورت مع تطور تقنية النماذج الأولية السريعة. يتضمن حقن المواد المنصهرة في قالب لإنتاج أجزاء بكميات كبيرة. يمكن للأدوات السريعة إنشاء قوالب بسرعة ،جعل القولبة بالحقن طريقة قابلة للتطبيق للنماذج الأولية السريعة.

• المواد المستخدمة:المواد البلاستيكية مثل ABS والنايلون وما إلى ذلك.
• السرعه:سريع نسبيا ، ولكنه يتطلب تصميم القالب ووقت التصنيع.
• كلف:يعتمد على مدى تعقيد القالب وعدد الإنتاج.
• الصناعات:يستخدم على نطاق واسع في الإنتاج الضخم في السيارات والإلكترونيات ولعب الأطفال وغيرها من الصناعات.

12. التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي هو عملية تصنيع مطروحةهذا أمر ضروري في مجال النماذج الأولية السريعة. إنه ينطوي على استخدام أداة آلية يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر لإزالة الطبقات من كتلة صلبة من المواد لتشكيل الجزء المطلوب.

• المواد المستخدمة:المعادن والبلاستيك والخشب وغيرها من المواد.
• السرعه:يعتمد ذلك على مدى تعقيد المعالجة وقدرات الماكينة.
• كلف:أعلى بسبب الحاجة إلى آلات CNC والأدوات الدقيقة.
• الصناعات:يستخدم على نطاق واسع في تصنيع الأجزاء المعقدة في الفضاء والسيارات والرعاية الصحية وغيرها من المجالات.

13. قطع المياه النفاثة

القطع بنفث الماء هي تقنية مبتكرة في مجالالنماذج الأولية السريعةيستخدم تيارا عالي الضغط من الماء ، عادة ما يتم خلطه بجزيئات كاشطة ، لقطع المواد. تشتهر هذه التقنية بدقتها وتعدد استخداماتها في قطع مجموعة واسعة من المواد.

• المواد المستخدمة:المعادن والبلاستيك والزجاج وغيرها من المواد.
• السرعه:سريع نسبيا ، ولكن حسب نوع وسمك المادة.
• كلف:أقل ، ولكن يتطلب معدات تدفق المياه عالية الضغط وأدوات القطع.
• الصناعات:يتم استخدامه لقطع المواد ذات الأشكال المعقدة في مجالات تصنيع السيارات والفضاء والإبداع الفني.

لماذا تعتبر النماذج الأولية السريعة مهمة؟

الأسئلة الشائعة

1. ما هي الأنواع الأربعة لنماذج النموذج الأولي؟

تشمل الأنواع الأربعة الرئيسية للنماذج ما يلي:(1)جيش تحرير السودانهي عملية طباعة 3D صناعية ، أو تصنيع مضاف ، تبني أجزاء في مجموعة من راتنج البوليمر الضوئي القابل للشفاء بالأشعة فوق البنفسجية باستخدام ليزر يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر. يستخدم الليزر لتتبع ومعالجة مقطع عرضي لتصميم الجزء على سطح الراتنج السائل. ثم يتم خفض الطبقة الصلبة أسفل سطح الراتنج السائل مباشرة وتتكرر العملية. تلتصق كل طبقة معالجة حديثا بالطبقة الموجودة تحتها. تستمر هذه العملية حتى اكتمال الجزء.(2) SLSهي واحدة من خمس عمليات مضافة متوفرة في Protolabs. أثناء عملية SLS ، يتم التحكم في ثاني أكسيد الكربون بواسطة الكمبيوتر₂يسحب الليزر على طبقة ساخنة من مسحوق النايلون من الأسفل إلى الأعلى ، حيث يقوم بتلبيد (دمج) المسحوق برفق إلى مادة صلبة. بعد كل طبقة ، تضع الأسطوانة طبقة جديدة من المسحوق فوق السرير وتتكرر العملية. تستخدم SLS إما مساحيق TPU صلبة من النايلون أو المرنة تشبه اللدائن الحرارية الهندسية الفعلية ، لذلك تظهر الأجزاء صلابة أكبر ودقيقة ، ولكن لها سطح خشن وتفتقر إلى التفاصيل الدقيقة. تقدم SLS حجم بناء كبير ، ويمكنها إنتاج أجزاء ذات أشكال هندسية معقدة للغاية وإنشاء نماذج أولية متينة.(3)إف دي إميستخدم طريقة بثق تذوب وتعيد ترسيخ راتنج اللدائن الحرارية (ABS أو البولي كربونات أو ABS / مزيج البولي) في طبقات لتشكيل نموذج أولي نهائي. نظرا لأنه يستخدم راتنجات لدن بالحرارة حقيقية ، فهو أقوى من نفث الموثق وقد يكون ذا فائدة محدودة للاختبار الوظيفي.(4) DLPهي تقنية نماذج أولية سريعة ممتازة بسبب سرعتها وكفاءتها. يستخدم شاشة عرض رقمية لوميض صورة واحدة لكل طبقة عبر النظام الأساسي بأكمله ، ومعالجة راتنج البوليمر الضوئي. DLP مناسب بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب سرعة عالية دون المساس بالدقة.

2. ما هي مزايا النماذج الأولية السريعة؟

المزايا الرئيسية للنماذج الأولية السريعة هي: دورة التطوير المختصرة ، وانخفاض تكاليف الإنتاج ، وتكامل التكنولوجيا العالية ، والاختيار الواسع للمواد ، ودرجة عالية من التخصيص ، وسهولة التعديل والتحسين ، إلخ. قد تختلف المزايا المذكورة أعلاه اعتمادا على تقنية النماذج الأولية السريعة المحددة وسيناريوهات التطبيق. في التطبيقات العملية ، يجب اختيار تقنية النماذج الأولية السريعة المناسبة وفقا للاحتياجات والظروف المحددة.

3. ما هو مثال على النماذج الأولية السريعة؟

النماذج الأولية السريعة لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في صناعات محددة. على سبيل المثال: النماذج الأولية للأجهزة الطبية: من خلال تقنية النماذج الأولية السريعة ، يمكن لمصنعي الأجهزة والأدوات الطبية إنتاج نماذج أولية بسرعة للاختبار الوظيفي والتحسين المريح. قطع غيار السيارات: في صناعة السيارات ، يتم استخدام تقنية النماذج الأولية السريعة لتصنيع أجزاء معقدة الشكل ، مثل أجزاء المحرك وأجزاء الجسم وما إلى ذلك ، لاختبار الأداء والتحقق منه.

4. ما هي أفضل المواد للنماذج الأولية السريعة؟

بالنسبة لأنواع مختلفة من النماذج الأولية السريعة ، يعد اختيار المادة المناسبة أمرا بالغ الأهمية. ABS: له خصائص ميكانيكية جيدة ومرونة حرارية ، وهو مناسب لتقنيات قولبة البثق مثل FDM. النايلون: لديها قوة عالية ومقاومة التآكل ، وهي مناسبة لتقنيات تلبيد المسحوق مثل SLS. المعادن: مثل سبائك التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ وما إلى ذلك ، وهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب قوة عالية ومقاومة درجات الحرارة العالية ، وعادة ما يتم إنتاجها من خلال تقنيات مثل SLS أو DED.

ملخص

توفر تقنية النماذج الأولية السريعة للمصممين والمهندسين وسيلة فعالة ومنخفضة التكلفة لتحويل أفكار التصميم بسرعة إلى نماذج أولية مادية أو تصنيع الأجزاء مباشرة. الأنواع المختلفة من تقنيات النماذج الأولية السريعة لها مزاياها وعيوبها وهي مناسبة لمراحل التصميم وأنواع المنتجات المختلفة. يجب على المصممين اختيار طرق النماذج الأولية المناسبة بناء على الاحتياجات المحددة لتسريع دورة تطوير المنتج وتحسين جودة المنتج ورضا المستخدم.

اخلاء المسؤوليه

المحتوى الموجود في هذه الصفحة هو للإشارة فقط. لا تقدم Longsheng أي تمثيل أو ضمان صريح أو ضمني فيما يتعلق بدقة المعلومات أو اكتمالها أو صحتها. لا ينبغي استنتاج أي معلمات أداء أو تفاوتات هندسية أو ميزات تصميم محددة أو جودة المواد ونوعها أو صنعتها فيما يتعلق بما سيقدمه مورد أو مصنع تابع لجهة خارجية من خلال شبكة Longsheng. تقع على عاتق المشتري الذي يسعى للحصول على عرض أسعار للأجزاء تحديد المتطلبات المحددة لتلك الأجزاء.يرجى الاتصال بنا للحصول على مزيد من المعلومات.

فريق لونغشينغ

تمت كتابة هذه المقالة من قبل العديد من المساهمين في Longsheng. Longsheng هي مورد رائد في قطاع التصنيع ، معالتصنيع باستخدام الحاسب الآلي,تصنيع الصفائح المعدنية,الطباعة 3D,حقن صب,ختم المعادن، وأكثر من ذلك.