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오늘날과 같이 빠르게 변화하는 비즈니스 환경에서 시간은 돈이며 효율성은 성공과 실패를 가르는 요소입니다. 특히 제품 개발의 초기 단계에서 디자이너와 엔지니어는 아이디어를 어떻게 빠르고 정확하게 실제 아이디어로 전환할 것인가에 대한 큰 도전에 직면해 있습니다프로토 타입기능 검증, 사용자 테스트 및 시장 피드백을 위해? 신속한 프로토 타이핑 기술은 시대의 요구에 부응하여 등장했으며이 문제에 대한 다양한 솔루션을 제공했습니다. 이 기사에서는 다양한의 종류신속한 성형 그리고 그들이 어떻게 다양한 시나리오에서 중요한 역할을 하고 창의성과 현실 사이의 효과적인 다리 역할을 하는지 보여줍니다.

래피드 프로토 타이핑이란 무엇입니까?

신속한 프로토 타이핑,3D CAD(Computer-Aided Design)를 사용하여 물리적 부품, 모델 또는 어셈블리를 신속하게 제조할 수 있습니다. 부품, 모델 또는 어셈블리의 생성은 일반적으로 3D 프린팅이라고 하는 적층 제조를 사용하여 수행됩니다. 신속한 프로토 타이핑은 제품을 신속하게 평가하는 데 사용할 수있는 것을 만드는 프로세스입니다. 엔지니어링에서 프로토타입은 제품의 초기 버전입니다. 신속한 프로토 타이핑을 통해 기업은 기술을 테스트하고 분석 할 수 있습니다.
설계가 제안된 최종 제품과 밀접하게 일치하는 경우 이를 충실도(high-fidelity)라고 합니다프로토타입반대로, 저충실도 프로토타입은 프로토타입과 최종 제품 간에 뚜렷한 차이가 있습니다.

즉,신속한 프로토 타이핑은 테스트 방법입니다. 고객과 함께 제품의 향후 개발 및 성공을 분석할 수 있습니다. 따라서 분석 결과를 통해 작동 여부를 알 수 있습니다. 기업은 제품 개발의 모든 단계에서 이 프로세스를 사용합니다. 효율성은 프로세스를 더 저렴하고 빠르게 만듭니다. 이는 제품 제조에서 더 큰 유연성과 오류의 여지를 제공합니다. 이것은 장기적으로 다른 방법보다 더 유익합니다.

신속한 프로토 타이핑은 어떻게 작동합니까?

1. 디자인 창조:CAD 소프트웨어를 사용하여 물체의 디지털 3D 모델을 만들 수 있습니다. 이 단계는 프로토타입의 토대를 마련하는 데 매우 중요합니다.
2. 데이터 준비:CAD 모델은 처리되어 선택한 래피드 프로토타이핑 기술에 적합한 형식(일반적으로 STL 파일)으로 변환됩니다.
3. 기계 설정:준비, 교정 및 로드적절한 재료를 사용한 신속한 프로토 타이핑 기계(플라스틱, 수지 또는 금속 분말).
4. 프로토 타입:기계는 CAD 모델의 사양에 따라 프로토 타입을 층별로 제작합니다.
5. 사후 처리:제작 프로세스 후 프로토타입은 원하는 표면 마감 또는 기계적 특성을 얻기 위해 후처리가 필요한 경우가 많습니다. 여기에는 샌딩, 페인팅 또는 조립이 포함될 수 있습니다.

신속한 프로토 타이핑의 유형은 무엇입니까?

1.슬라

SLA는 산업용 3D 프린팅 또는 적층 제조 공정입니다컴퓨터 제어 레이저를 사용하여 UV 경화 광중합체 스택에 부품을 만듭니다. 레이저는 액체 수지 표면에서 부품 설계의 단면을 추적하고 경화하는 데 사용됩니다. 그런 다음 경화된 층을 액체 수지의 표면 바로 아래로 내리고 공정을 반복합니다. 새로 경화된 각 층은 그 아래의 층에 부착됩니다. 이 프로세스는 부품이 완료될 때까지 계속됩니다.

• 사용 된 재료 :SLA는 주로 감광성 수지를 원료로 사용합니다. 이 물질은 자외선 레이저 빔을 조사하면 빠르게 응고됩니다.
• 속도:SLA 기술은 가공 속도가 빠르고 제품 생산 주기가 짧으며 도구와 금형이 필요하지 않습니다.
• 비용:SLA 시스템을 구축, 사용 및 유지 관리하는 데 드는 높은 비용에도 불구하고 복잡한 프로토타입 및 금형을 처리할 수 있는 능력으로 인해 일부 사용 사례에서는 대체할 수 없습니다.
• 산업:SLA 기술은 항공 우주, 자동차 및 의료와 같은 산업에서 복잡하고 고정밀 부품 및 프로토타입을 제조하는 데 널리 사용됩니다.

2.에스엘에스

SLS는 Protolabs에서 제공하는 5 가지 적층 제조 공정 중 하나입니다. SLS 공정에서 컴퓨터 제어 CO₂레이저는 나일론 기반 분말의 핫 베드 위로 아래에서 위로 그려져 분말을 고체로 부드럽게 소결(융합)합니다. 각 층 후에 드럼은 침대에 새로운 분말 층을 펴고 과정을 반복합니다. SLS는 실제 엔지니어링 열가소성 수지와 유사한 경질 나일론 또는 엘라스토머 TPU 분말을 사용하므로 부품의 인성과 정확성이 더 높지만 표면이 거칠고 미세한 디테일이 부족합니다. SLS는 매우 복잡한 형상의 부품을 생산하고 내구성 있는 프로토타입을 제작할 수 있는 대규모 제작 볼륨을 제공합니다.

• 사용 된 재료 :SLS 기술은 금속, 세라믹, 파라핀 및 고분자 분말과 같은 열 접착 분말을 원료로 사용합니다.
• 속도:SLS 기술은 생산 주기가 짧고 성형 공정 중에 지원이 필요하지 않아 복잡한 3D 솔리드 부품을 신속하게 생산할 수 있는 것이 특징입니다.
• 비용:SLS는 SLA에 비해 재료 활용 범위가 넓으며 소결되지 않은 분말을 재사용할 수 있어 비용을 절감할 수 있습니다.
• 산업:SLS 기술은 항공 우주, 자동차, 전자 및 건설과 같은 산업에서 프로토타입, 금형 및 소량 부품의 신속한 제조를 위해 널리 사용됩니다.

3. 에프엠

FDM은 압출 방법을 사용하여 열가소성 수지를 녹이고 재경화합니다(ABS, 폴리카보네이트 또는 ABS/폴리카보네이트 혼합물)을 레이어로 만들어 완성된 프로토타입을 만듭니다. 실제 열가소성 수지를 사용하기 때문에 바인더 분사보다 강하며 기능 테스트에서 제한적으로 사용될 수 있습니다.

• 사용 된 재료 :FDM 기술은 열가소성 수지와 같은 무독성 원료를 사용합니다. 이러한 재료는 성형 공정 중에 화학적 변화가 없으며 부품의 변형이 최소화됩니다.
• 속도:FDM 기술의 성형 속도는 상대적으로 빠르며 시스템 보정이 자동으로 제어되어 생산 효율성이 향상됩니다.
• 비용:FDM 기술은 원료 활용률이 높고 재료 수명이 길어 비용이 절감됩니다. 그러나 지지대 제거는 상대적으로 복잡할 수 있으며 원자재 비용이 많이 들 수 있습니다.
• 산업:FDM 기술은 소비재, 교육, 건설 및 자동차와 같은 산업에서 프로토타입, 교육용 모델 및 부품을 제조하는 데 널리 사용됩니다.

4.DLP (영문)

DLP는 속도와 효율성으로 인해 탁월한 신속한 프로토 타이핑 기술입니다. 디지털 프로젝터 스크린을 사용하여 플랫폼 전체에서 각 층의 단일 이미지를 플래시하여 포토폴리머를 경화합니다. DLP는 해상도 저하 없이 빠른 속도가 필요한 애플리케이션에 특히 유용합니다.

• 사용 된 재료 :DLP 기술은 일반적으로 특정 광원에 노출되면 빠르게 응고되는 감광성 수지 또는 유사한 재료를 사용합니다.
• 속도:DLP 기술은 고해상도와 빠른 응답 속도가 특징이며 원활한 디지털 이미지를 빠르게 생성할 수 있으며 고정밀 프로토타입 제조에 적합합니다.
• 비용:DLP 기술의 비용은 사용되는 장비 및 재료에 따라 다르지만 고화질, 고대비 및 높은 방진성의 장점으로 인해 특정 응용 분야에서 경쟁력이 있습니다.
• 산업:DLP 기술은 프로젝션 시스템, 디스플레이 기술 및 프로토타이핑에 사용되며, 특히 고화질과 명암비가 필요한 경우에 사용됩니다.

5.롬

LOM은 접착된 종이, 플라스틱 또는 금속 라미네이트를 층층이 쌓은 다음 레이저나 칼로 모양을 자르는 고유한 래피드 프로토타이핑 기술입니다. LOM은 비용 효율성과 대형 부품을 생산할 수 있는 능력 때문에 신속한 프로토타이핑에 특히 적합합니다.

• 사용 된 재료 :종이, 판금 및 폴리머 시트와 같은 재료가 주로 사용됩니다.
• 속도: 모델이 층별로 자르고 붙이는 방식으로 제작되기 때문에 상대적으로 빠릅니다.
• 비용:주로 저렴한 재료와 상대적으로 간단한 공정을 사용하기 때문에 낮습니다.
• 산업:항공 우주, 자동차, 의료 등을 위한 시각적 프로토타입 및 마케팅 소품을 만드는 데 사용됩니다.

6. 바인더 분사

바인더 제팅은 액체 접착제를 파우더 베드에 층별로 증착하여 물체를 만드는 신속한 프로토타이핑 프로세스입니다. 이 기술은 재료 선택의 다양성과 풀 컬러 프로토 타입을 만들 수있는 능력으로 높이 평가됩니다.

• 사용 된 재료 :금속, 도자기 등과 같은 분말 재료
• 속도:제조 주기를 크게 단축할 수 있으므로 빠릅니다.
• 비용:상대적으로 낮지만 사용되는 분말의 유형과 복잡성에 따라 다릅니다.
• 산업:자동차 부품, 의료 기기 및 항공 우주 부품과 같은 고정밀 3D 구조 모델의 제조에 널리 사용됩니다.

7.DMLS

DMLS는 레이저를 사용하여 금속 분말을 층별로 소결하여 금속 부품을 만드는 고급 래피드 프로토타이핑 기술입니다. DMLS는 기존 방법으로는 제조하기 어려운 복잡한 형상을 생산할 수 있는 정밀도와 능력으로 유명합니다.

• 사용 된 재료 :니켈 기반, 코발트 기반, 철 기반 합금 등과 같은 금속 분말
• 속도:상대적으로 빠르지만 모델 복잡성과 크기에 따라 다릅니다.
• 비용:금속 분말과 정교한 레이저 장비를 사용하기 때문에 더 높습니다.
• 산업:주로 항공 우주, 자동차, 의료 맞춤형 부품 제조 등과 같은 기존 공정으로 처리할 수 없는 고응력 부품, 복잡한 부품 및 불규칙한 부품을 제조하는 데 사용됩니다.

8.EBM

EBM은 고에너지 전자빔을 사용하여 금속 분말 입자를 녹이고 융합하는 첨단 기술입니다. 이 방법은 높은 강도와 내열성이 필요한 응용 분야에 특히 적합합니다.

• 사용 된 재료 :티타늄 합금, 코발트-크롬 합금 등과 같은 금속 분말
• 속도:분말 층이 더 두껍고 전자빔이 더 빨리 스캔하기 때문에 일반적으로 SLM보다 빠릅니다.
• 비용:더 높지만 높은 재료 활용도로 인해 총 비용을 줄일 수 있습니다.
• 산업:항공 우주 및 산업 부문의 경량 모놀리식 구조 및 고성능 복합 부품 제조와 의료 부문의 다공성 정형외과용 임플란트 제조에 사용됩니다.

9.에스엘

SLM은 신속한 프로토 타이핑 프로세스에서 중요한 기술이며 주로 정밀도와 강도 때문에 널리 사용됩니다. 이 기술은 고출력 레이저를 사용하여 금속 분말을 층별로 완전히 녹이고 융합하여 강력한 금속 부품을 만듭니다.

• 사용 된 재료 :스테인레스 스틸, 티타늄 합금 등과 같은 금속 분말
• 속도:모델 복잡성과 크기에 따라 상대적으로 빠릅니다.
• 비용:높지만 재료 활용도가 높아 폐기물을 줄입니다.
• 산업:항공 우주, 의료 장비, 자동차 제조 및 기타 분야에서 고정밀 및 고성능 금속 부품을 제조하는 데 널리 사용됩니다.

10.PolyJet 인쇄

PolyJet 프린팅은 정밀도와 다양성으로 잘 알려진 신속한 프로토타이핑 기술입니다. 경화 가능한 액체 포토폴리머 층을 빌드 트레이에 분사하여 작동하며 이러한 수지는 UV 광선에 의해 즉시 경화됩니다. 이 방법을 사용하면 한 번의 인쇄로 여러 재료 속성과 색상을 가진 부품을 만들 수 있습니다.

• 사용 된 재료 :다양한 색상과 재질을 지원하는 액체 포토폴리머 수지입니다.
• 속도:다양한 색상과 재료로 빠른 모델 인쇄가 단시간에 이루어질 수 있습니다.
• 비용:사용된 재료와 모델의 복잡성에 따라 다릅니다.
• 산업:제품 디자인, 의료, 예술 창작, 건축 및 자동차 제조 분야의 자동차 부품 생산을 위한 충실도가 높은 모델, 예술 작품, 건축 모델 및 프로토타입.

11. 사출 성형

사출 성형은 전통적으로 신속한 프로토 타이핑으로 분류되지 않았지만 신속한 프로토 타이핑 기술의 발전과 함께 발전했습니다. 여기에는 용융 재료를 금형에 주입하여 부품을 대량으로 생산하는 것이 포함됩니다. 신속한 툴링은 금형을 빠르게 만들 수 있습니다.사출 성형을 신속한 프로토타이핑을 위한 실행 가능한 방법으로 만듭니다.

• 사용 된 재료 :ABS, 나일론 등과 같은 플라스틱 재료
• 속도:상대적으로 빠르지만 금형 설계 및 제조 시간이 필요합니다.
• 비용:금형의 복잡성과 생산 횟수에 따라 다릅니다.
• 산업:그것은 자동차, 전자, 장난감 및 기타 산업의 대량 생산에 널리 사용됩니다.

12. CNC 가공

CNC 가공은 절삭 제조 공정입니다이는 신속한 프로토 타이핑 분야에서 필수적입니다. 여기에는 컴퓨터 제어 공작 기계를 사용하여 단단한 재료 블록에서 층을 제거하여 원하는 부품을 형성하는 것이 포함됩니다.

• 사용 된 재료 :금속, 플라스틱, 목재 및 기타 재료.
• 속도:가공의 복잡성과 기계의 기능에 따라 다릅니다.
• 비용:CNC 기계 및 정밀 공구가 필요하기 때문에 더 높습니다.
• 산업:그것은 항공 우주, 자동차, 건강 관리 및 기타 분야의 복잡한 부품 제조에 널리 사용됩니다.

13. 워터 제트 절단

워터젯 절단은 다음 분야의 혁신적인 기술입니다.신속한 프로토 타이핑일반적으로 연마 입자와 혼합된 고압의 물줄기를 사용하여 재료를 절단합니다. 이 기술은 다양한 재료를 절단할 수 있는 정밀도와 다양성으로 유명합니다.

• 사용 된 재료 :금속, 플라스틱, 유리 및 기타 재료.
• 속도:상대적으로 빠르지만 재료의 유형과 두께에 따라 다릅니다.
• 비용:더 낮지만 고압의 수류 장비와 절삭 공구가 필요합니다.
• 산업:자동차 제조, 항공 우주 및 예술 창작 분야에서 복잡한 형상의 재료를 절단하는 데 사용됩니다.

신속한 프로토 타이핑이 중요한 이유는 무엇입니까?

이점	묘사
개발 주기 단축	디자인 아이디어는 특정 기능이나 부품을 직접 제조한 프로토타입으로 빠르게 변환할 수 있어 제품 개발 프로세스를 가속화할 수 있습니다.
생산 비용 절감	시험 생산 횟수를 줄이고 대량 생산으로 인한 위험을 피함으로써 생산 비용을 효과적으로 절감할 수 있습니다.
높은 수준의 기술 통합	기계 공학, CAD, 리버스 엔지니어링 기술, 적층 제조 기술, CNC 기술, 재료 과학, 레이저 기술 등과 같은 다양한 기술을 통합합니다.
다양한 재료 선택	플라스틱, 금속, 세라믹 등을 포함한 다양한 금속 및 비금속 재료를 사용하여 제조할 수 있습니다.
간편한 수정 및 최적화	디지털 설계 및 제조 프로세스로 인해 제품 설계를 쉽게 수정하고 최적화할 수 있습니다.
높은 수준의 사용자 정의	다양한 시장 수요를 충족시키기 위해 고객의 특정 요구에 따라 맞춤형 생산을 수행할 수 있습니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

1.프로토타입 모델의 4가지 유형은 무엇입니까?

모델의 네 가지 주요 유형은 다음과 같습니다.(1)증권 시세 표시기컴퓨터 제어 레이저를 사용하여 UV 경화 포토폴리머 수지 풀에 부품을 제작하는 산업용 3D 프린팅 또는 적층 제조 공정입니다. 레이저는 액체 수지 표면에서 부품 설계의 단면을 추적하고 경화하는 데 사용됩니다. 그런 다음 응고된 층을 액체 수지의 표면 바로 아래로 낮추고 공정을 반복합니다. 새로 경화된 각 층은 그 아래의 층에 부착됩니다. 이 프로세스는 부품이 완료될 때까지 계속됩니다.(2)SLSProtolabs에서 사용할 수 있는 5가지 첨가제 공정 중 하나입니다. SLS 프로세스 중에 컴퓨터 제어 CO₂레이저는 나일론 기반 분말의 핫 베드를 아래에서 위로 끌어당겨 분말을 고체로 가볍게 소결(융합)합니다. 각 층이 끝나면 롤러가 침대 위에 새로운 분말 층을 깔고 과정이 반복됩니다. SLS는 실제 엔지니어링 열가소성 수지와 유사한 경질 나일론 또는 엘라스토머 TPU 분말을 사용하므로 부품의 인성이 더 크고 정확하지만 표면이 거칠고 미세한 디테일이 부족합니다. SLS는 큰 빌드 볼륨을 제공하고 매우 복잡한 형상의 부품을 생산할 수 있으며 내구성 있는 프로토타입을 만들 수 있습니다.(3)증권 시세 표시기열가소성 수지(ABS, 폴리카보네이트 또는 ABS/폴리카보네이트 혼합물)를 층으로 녹이고 재응고시키는 압출 방법을 사용하여 완성된 프로토타입을 만듭니다. 실제 열가소성 수지를 사용하기 때문에 바인더 분사보다 강하고 기능 테스트에 제한적으로 사용될 수 있습니다.(4)DLP속도와 효율성 때문에 우수한 신속한 프로토 타이핑 기술입니다. 디지털 프로젝터 스크린을 사용하여 전체 플랫폼에서 각 레이어의 단일 이미지를 플래시하여 포토폴리머 수지를 경화합니다. DLP는 해상도 저하 없이 빠른 속도가 필요한 애플리케이션에 특히 적합합니다.

2.래피드 프로토타이핑의 장점은 무엇입니까?

신속한 프로토 타이핑의 주요 장점은 개발 주기 단축, 생산 비용 절감, 첨단 기술 통합, 다양한 재료 선택, 높은 수준의 사용자 정의, 쉬운 수정 및 최적화 등입니다. 위의 장점은 특정 신속한 프로토 타이핑 기술 및 응용 프로그램 시나리오에 따라 달라질 수 있습니다. 실제 응용 분야에서는 특정 요구 사항과 조건에 따라 적절한 신속한 프로토 타이핑 기술을 선택해야합니다.

3.신속한 프로토 타이핑의 예는 무엇입니까?

신속한 프로토 타이핑은 특정 산업 분야에서 광범위하게 응용 분야가 있습니다. 예: 의료 기기 프로토타입: 래피드 프로토타이핑 기술을 통해 의료 기기 및 기기 제조업체는 기능 테스트 및 인체 공학적 최적화를 위한 프로토타입을 신속하게 제작할 수 있습니다. 자동차 부품: 자동차 산업에서 래피드 프로토타이핑 기술은 성능 테스트 및 검증을 위해 엔진 부품, 차체 부품 등과 같은 복잡한 모양의 부품을 제조하는 데 사용됩니다.

4. 신속한 프로토 타이핑에 가장 적합한 재료는 무엇입니까?

다양한 유형의 신속한 프로토 타이핑의 경우 올바른 재료를 선택하는 것이 중요합니다. ABS: 기계적 성질과 열가소성이 우수하여 FDM과 같은 압출 성형 기술에 적합합니다. 나일론: 강도와 내마모성이 높으며 SLS와 같은 분말 소결 기술에 적합합니다. 금속: 티타늄 합금, 스테인리스강 등과 같이 고강도 및 고온 저항이 필요한 응용 분야에 적합하며 일반적으로 SLS 또는 DED와 같은 기술을 통해 생산됩니다.

요약

신속한 프로토 타이핑 기술은 설계자와 엔지니어에게 설계 아이디어를 물리적 프로토 타입으로 신속하게 변환하거나 부품을 직접 제조 할 수있는 효율적이고 저렴한 수단을 제공합니다. 다양한 유형의 신속한 프로토 타이핑 기술에는 고유 한 장점과 단점이 있으며 다양한 설계 단계 및 제품 유형에 적합합니다. 설계자는 제품 개발 주기를 단축하고 제품 품질과 사용자 만족도를 개선하기 위해 특정 요구 사항에 따라 적절한 프로토타이핑 방법을 선택해야 합니다.

면책 조항

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Longsheng 팀

이 기사는 여러 Longsheng 기고자에 의해 작성되었습니다. Longsheng은 제조 부문의 주요 자원입니다.CNC 가공,판금제조,3D 프린팅,사출 성형,금속 스탬핑, 그리고 더.