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래피드 프로토타이핑 기술은 처음부터 효율성, 유연성 및 정확성으로 인해 제품 개발, 설계 검증 및 제조 공정에서 없어서는 안될 도구가 되었습니다. 이 기술의 핵심은 CAD(Computer-Aided Design) 데이터를 사용하여 계층 중첩을 통해 3차원 솔리드 모델을 직접 생성하는 것입니다. 이 프로세스를 달성하는 열쇠는 사용되는 다양한 재료에 있습니다. 이 기사는 다양한 탐구를 목표로 합니다.에서 이용되는 물자신속한 프로토 타이핑, 그들의 특성과 다양한 응용 분야에 대한 적합성을 분석합니다.

래피드 프로토 타이핑이란 무엇입니까?

신속한 프로토 타이핑간단히 말해서 제품 개발의 초기 단계에서 고급 제조 기술 또는 설계 소프트웨어를 사용하여 예비 모델을 생성하거나신속한 프로토 타입더 낮은 비용과 더 짧은 시간에 제품의. 이러한신속한 프로토 타입 기능적, 미용적 또는 이 둘의 조합일 수 있으며 테스트, 디자인 개념 검증, 사용자 경험 평가, 투자자에게 프레젠테이션 또는 마케팅에 사용됩니다.

원칙은 "구축-테스트-학습-피드백"의 주기를 통해 제품 설계를 지속적으로 수정하고 개선하는 것입니다. 전통적인 제품 개발 과정과 비교하여, 신속한 프로토 타이핑속도와 유연성에 더 중점을 둡니다.이를 통해 설계자와 엔지니어는 제품 개발 초기에 문제를 발견하고 해결할 수 있으며 나중에 비용과 시간이 많이 소요되는 수정을 피할 수 있습니다.

신속한 프로토 타이핑에 일반적으로 사용되는 재료는 무엇입니까?

이신속한 프로토 타입 재료의프로토타입 모델는 다음 범주로 통합됩니다.

1. 플라스틱

플라스틱은 많은 분야에서 사용되며 내구성, 유연성 및 저렴한 것과 같은 많은 이점을 제공하기 때문에 일반적인 프로토타이핑 재료입니다. 그들은 다양한 모양과 크기로 성형할 수 있는 합성 폴리머입니다. 따라서 복잡한 형상의 부품을 제조하는 데 이상적입니다.

플라스틱은 일 수 있습니다프로토타입화다양한 프로세스 사용, 사출 성형, 3D 프린팅 및 CNC 가공을 포함합니다. 때문에프로토타이핑 모델, 다양한 플라스틱을 사용할 수 있습니다. 플라스틱의 가장 일반적인 유형은 다음과 같습니다.

ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌):ABS는 아크릴로니트릴, 부타디엔, 스티렌의 세 가지 주요 성분으로 만든 플라스틱입니다. 장난감, 가전 제품, 자동차 부품 등을 만드는 데 일반적으로 사용되는 강하고 내구성이 뛰어난 플라스틱 소재입니다. 내구성, 내열성 및 내충격성으로 유명합니다. ABS 플라스틱은 저렴하고 성형 및 가공이 쉬워 3D 프린팅 및 사출 성형에 널리 사용됩니다.

PC(폴리카보네이트):PC는 강도, 내구성 및 투명도가 우수한 열가소성 폴리머입니다. 자동차 부품, 전자 부품, 안전 장비, 방탄 유리 및 기타 보호 재료를 만드는 데 자주 사용됩니다. 폴리카보네이트는 복잡한 모양으로 쉽게 성형하고 성형할 수 있기 때문에 3D 프린팅 필라멘트를 만드는 데에도 사용됩니다. 충격과 열에 강한 적응력이 뛰어난 소재로 자동차 및 항공 우주를 포함한 다양한 응용 분야에서 널리 사용됩니다.

PE(폴리에틸렌):폴리에틸렌은 내구성, 유연성, 내화학성 및 내충격성으로 알려진 플라스틱 유형입니다. 그것은 포장재, 용기 및 파이프와 같은 품목의 제조뿐만 아니라 장난감 및 기타 소비재의 제조에 널리 사용됩니다. 폴리에틸렌은 성형 및 가공이 쉬운 다용도 재료로 사출 성형 및 기타 제조 공정에 적합한 재료입니다. 또한 복잡한 모양으로 쉽게 성형할 수 있는 능력으로 인해 3D 프린팅 필라멘트를 만드는 데 널리 사용됩니다.

나일론:고강도, 내구성 및 내마모성을 가진 합성 고분자입니다. 그것은 기어, 베어링, 자동차 부품, 섬유 및 기타 산업 자재의 생산에 널리 사용됩니다. PA는 복잡한 모양으로 쉽게 성형하고 성형할 수 있기 때문에 3D 프린팅 필라멘트를 만드는 데에도 널리 사용됩니다. 그것은 다재다능하고 내구성이 뛰어나며 유연한 소재로 실크, 고무 및 라텍스의 저렴한 대안으로 자주 사용됩니다.

PP (폴리 프로필렌) :PP는 폴리올레핀 또는 포화 폴리머입니다. PP는 가장 유용한 폴리머 중 하나이며 HDPE보다 우수한 내화학성, 내피로성, 고온 저항 및 낮은 밀도를 제공합니다. PP는 포장, 배럴, 그릇, 상자, 장난감, 의료 부품, 자동차 부품, 세탁기 드럼, 배터리 상자 및 병 뚜껑에 일반적으로 사용되는 가볍고 유연한 플라스틱입니다. PP는 범퍼를 만들기 위해 엘라스토머를 수정하고 활석으로 채워 고온에서 더 어렵게 만들 수 있습니다.

폴리옥시메틸렌(POM):는 강성이 증가하고 마찰이 적은 다양성 및 우수한 치수 안정성을 가진 부품을 만드는 데 사용되는 열가소성 엔지니어링 재료입니다. POM은 높은 인장 강도, 내마모성, 크리프 저항, 뒤틀림 저항, 인성 및 내구성으로 강하고 내구성이 있습니다. POM은 자동차 부품, 스포츠 장비, 기어, 베어링, 컨베이어 부품, 전기 부품, 슬라이딩 및 가이드 부품 등의 생산에 널리 사용됩니다.

PEEK (폴리 에테르 에테르 케톤) :PEEK는 무색 유기 열가소성 폴리머입니다. 강도와 인성이 필요한 다양한 응용 분야에 사용되는 엔지니어링 플라스틱입니다. PEEK는 내화학성이 있으며 최대 260°C의 온도를 견딜 수 있습니다.

2.수지

수지 재료는 주로 래피드 프로토타이핑, 특히 SLA(광조형) 인쇄의 고정밀 모델에 사용됩니다. 수지 재료는 우수한 성형 특성과 표면 품질을 가지고 있어 복잡한 형상과 미세한 디테일을 가진 제품을 가능하게 합니다. 일반적인 수지 재료에는 프로토타입 아크릴, 엘라스토머 폴리우레탄(EPU), 유연한 폴리우레탄, VeroWhite 및 VeroClear와 같은 컬러 3D 프린팅 수지가 포함됩니다.

3.금속

알루미늄:알루미늄은 은빛의 저밀도 금속입니다다양한 상업적 응용 프로그램에 사용됩니다. 대부분의 경우 합금되지 않은 알루미늄은 연성이 있고 적당히 강하며 부식에 매우 강합니다. 알루미늄의 특성은 적절한 합금 원소(구리, 마그네슘, 망간, 실리콘 등)와 후속 열/가공을 사용하여 크게 향상될 수 있습니다. 알루미늄은 밀도가 낮고 내식성이 높기 때문에 항공기, 운송, 건설, 식품 및 화학 가공에 널리 사용됩니다.

구리:구리 합금은 부식에 강하고 열전도율이 높으며 전기를 잘 전도하기 때문에 가장 유용한 금속 중 하나입니다. 구리 합금은 많은 전기, 건설, 운송 및 소비재 산업에 매우 적합합니다. 구리는 건축 부품, 동전, 응축기/열교환기, 파이프, 라디에이터 코어, 악기, 잠금 장치, 패스너, 경첩, 탄약 부품 및 전기 커넥터를 만드는 데 사용됩니다.

놋쇠:황동은 구리와 아연의 합금이며 구리와 동일한 특성을 가지고 있습니다. 황동은 내구성이 있고 작업 가능한 금속입니다. 이 합금은 또한 부식에 강하고 전기 전도성이 있으며 마찰 계수가 낮습니다. 황동은 배관, 전기, 예술 및 의학을 포함한 다양한 응용 분야에서 사용되는 다용도 금속입니다.

타이타늄:가장 귀중한 금속으로 간주되는 티타늄은 다른 금속이 고장날 수 있는 혹독한 환경에서 잘 작동합니다. 티타늄 합금은 티타늄 및 기타 화학 원소로 구성된 합금입니다. 티타늄 합금은 가볍고 인장 강도와 인성이 매우 높으며 부식에 강하고 극한의 온도를 견딜 수 있습니다.

합금강:합금강의 주요 합금 원소는 탄소가 아닙니다. 그것은 망간, 실리콘, 니켈, 티타늄, 구리, 크롬 및 알루미늄과 같은 소량의 합금 원소를 포함합니다. 합금강은 탄소강보다 내식성, 용접 가능, 내열성 및 연성이 있습니다. 그러나 탄소강은 합금강보다 강합니다. 저렴한 비용, 광범위한 가용성, 가공 용이성 및 우수한 기계적 특성으로 인해 합금강은 산업 응용 분야, 가전 제품, 은식기, 조리기구 및 자동차에 일반적으로 사용됩니다.

스테인리스:스테인리스강은 탄소강/합금강보다 내식성이 뛰어난 강철 합금입니다. 304, 316, 416 및 17-4 PH 스테인리스강 등급은 일반적으로 CNC 가공에 사용됩니다. 스테인리스강은 천연 보호 산화물 층이 있는 강력한 소재로 어려운 상황에 적합합니다. 스테인리스강 등급을 구성하는 합금 조성은 그들을 다르게 만듭니다.

연강:연강은 탄소 함량이 낮은 탄소강입니다. 그것은 종종 "연강"이라고 불립니다. 연강은 고탄소강 및 합금강보다 인장 강도가 낮은데, 이는 결정 구조의 전위를 방지하는 탄소 및 기타 합금 원소를 덜 함유하기 때문입니다. 연강은 용접성과 가공성이 높기 때문에 소비재에 일반적으로 선택됩니다.

공구강:공구강은 탄소 합금강입니다. 수공구 및 기계 금형을 제작, 수정 또는 수리하는 데 자주 사용됩니다. 공구강은 단단하고 내마모성이 있으며 굽힘에 강한 것으로 알려져 있습니다. 공구강은 종종 절단, 압착, 스탬핑 또는 압출을 통해 다른 재료로 성형됩니다. 이는 강철이 매우 높은 온도에서 절삭날을 유지할 수 있기 때문입니다. 공구강은 일반적으로 스탬핑 또는 압출 다이, 절단, 제조 다이 및 해머와 같은 충격 응용 분야에 사용됩니다.

래피드 프로토타이핑에는 주로 어떤 기술이 사용됩니까?

빠른프로토타이핑 의미중요한 역할을 합니다.다양한 분야에서, 그래서 무엇입니까신속한 프로토 타이핑 방법?

기술	약어	자료	이점
스테레오리소그래피	증권 시세 표시기	열가소성 유사 광중합체	높은 정밀도와 우수한 표면 마감
선택적 레이저 소결	증권 시세 표시기	나일론, TPU	지지 구조가 필요하지 않아 다양한 재료에 적합
융합 증착 모델링(Fused Deposition Modeling)	증권 시세 표시기	아BS, PC, PC/ABS, 조달청	재료의 다양성, 사용 편의성 및 접근성
Direct Metal Laser 소결	디엠스	스테인레스 스틸, 티타늄, 크롬, 알루미늄, 인코넬	고정밀, 고강도, 기능성 부품 및 복잡한 설계에 적합
디지털 광 처리	증권 시세 표시기	감광성 수지	빠르고 뛰어난 해상도와 표면 마감을 가진 부품을 생산합니다.
Laminated Object Manufacturing	롬	종이, 플라스틱 및 금속 호일.	낮은 재료 비용, 대형 부품 생산에 적합
컴퓨터 수치 제어 가공	증권 시세 표시기	대부분의 일반 및 엔지니어링 등급 열가소성 수지 및 금속	높은 정밀도와 다재다능한 재료. 엄격한 공차와 복잡한 세부 사항을 가진 부품을 생산하는 데 이상적입니다.
멀티 제트 퓨전	엠제이프	나일론	미세한 디테일과 일관된 기계적 특성을 가진 강력한 부품 생산

신속한 프로토 타이핑을위한 재료를 어떻게 선택합니까?

다음은 재료를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 요소입니다.신속한 프로토 타이핑 프로세스:

1. 재료 특성: 다양한 유형의 래피드 프로토타이핑 재료는 강도, 유연성 및 내열성과 같은 고유한 특성을 나타냅니다. 금형 및 기타 제품을 만들 때와 같은 많은 응용 분야에서 이러한 특성을 충족할 수 있습니다. 예를 들어, 기계 부품의 프로토타입을 만들 때 ABS와 같은 내구성 있는 재료를 선택하는 것이 현명한 결정이 될 수 있습니다.
2. 비용 효율성: 예산은 재료를 선택할 때 중요한 역할을 합니다. 대부분의 경우 자재 가격은 프로젝트 투자의 성공을 결정하는 핵심 요소 중 하나입니다. 효율적이고 빠르게 생산되는 재료는 우수한 특성을 나타낼 수 있지만 제조 비용이 많이 드는 경향이 있습니다. 이러한 재료의 생산 비용을 줄일 수 있는 적절한 방법을 찾을 수 있다면 회사에 큰 이익을 가져다 줄 것입니다. 비용과 편익 간의 균형을 유지하는 것이 중요합니다.
3. 사용 목적: 프로토타입의 기능을 고려합니다. 프로토 타입은 기술 또는 방법으로도 이해 될 수있는 개념으로, 여러 단계에서 목표를 분석하고 비교하여 특정 기능의 디자인 아이디어를 실현하는 것이 목적입니다. 주로 기능 테스트와 시각적 평가에 사용됩니까, 아니면 둘의 조합에 사용됩니까?프로토타입자료기능 테스트의 경우 최종 제품과 특성이 매우 유사한 물질이 필요할 수 있습니다.
4. 레이어 두께: 3D 프린팅 프로세스 중 각 레이어의 실제 두께입니다. 일반적으로 층 두께가 클수록 성형 효과가 좋아집니다. 이 매개변수는 프로토타입의 품질과 정확성에 큰 영향을 미칩니다.
5. 세부 사항 대 인쇄 시간: 얇은 레이어 두께는 더 미세한 디테일과 더 부드러운 표면을 얻는 데 도움이 되지만 이로 인해 인쇄 시간이 길어지는 경우가 많습니다. 일부 복잡한 구조의 프린터의 경우 빠른 인쇄 출력 요구 사항을 충족하려면 인쇄 프로세스 중에 세부 수준의 변경을 줄여야 합니다. 시간 제약을 관리하는 동시에 필요한 특정 세부 사항을 보장하는 것 사이의 균형을 찾는 것이 중요합니다.
6. 지지 구조: 돌출된 형상이나 복잡한 형상이 있는 복잡한 설계의 경우 지지 구조가 필요한 경우가 많습니다. 신속한 제조를 달성하기 위해 3D 모델을 2D 그래픽으로 직접 변환하여 임시 구조물을 구축하는 간단하면서도 효과적인 방법을 제안합니다. 이렇게 생성된 임시 구조는 프린팅 중 안정성을 보장하고 3D 프린팅 필라멘트 프로토타입의 변형을 방지합니다.
7. 안정성 및 정확성: 지지 구조는 특히 복잡한 형상이 있는 영역에서 프로토타입이 인쇄 프로세스 전반에 걸쳐 구조적 무결성을 유지하도록 하여 처짐 또는 뒤틀림과 같은 문제를 방지합니다.
8. 인쇄 후 제거: 프로토타입이 완료된 후에는 지지 구조를 제거해야 하며 추가 작업이 필요할 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
9. 후처리 필요성: 프로토타입의 최종 모양과 기능을 향상시키는 것은 종종 후처리 기술을 통해 달성하여 프로토타입의 미학과 기능을 개선할 수 있습니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

1. 프로토 타입에 가장 적합한 재료는 무엇입니까?

만들기에 가장 적합한 재료프로토 타입주로 다음을 포함합니다 : ABS 재료 : 기존 제품의 프로토 타이핑에 일반적으로 사용되는 재료, 가공하기 쉽고 아름답습니다. 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(나일론): 고온 저항이 필요한 응용 분야에 적합프로토 타입; 폴리옥시메틸렌 수지(POM) 또는 폴리아미드(나일론): 내마모성 제품용 프로토타이핑 재료; 나일론(PA) 또는 폴리프로필렌(PP): 고인성 제품 프로토타입을 만드는 데 사용됩니다. PMMA(아크릴), 투명 ABS 및 투명 폴리카보네이트(PC): 투명도가 필요한 프로토타이핑에 적합합니다.

2. 신속한 프로토 타이핑에 사용할 수있는 것은 무엇입니까?

신속한 프로토 타이핑 기술특정 재료와 공정에 의존하는 경우가 많습니다. 수지 또는 이와 유사한 엔지니어링 플라스틱: 중소형 공작물의 프로토타입을 신속하게 생산할 수 있는 SLA(광조형) 기술에 적합합니다. 얇은 시트 재료 (예 : 종이, 금속 호일, 플라스틱 필름 등) : LOM (layered solid manufacturing) 기술에 사용,프로토 타입층별로 자르고 쌓음으로써; 다양한 분말 재료: 레이저 스캐닝을 사용하여 분말 표면을 국부적으로 또는 부분적으로 녹여 단일 레벨 처리를 완료하고 층별로 성형하는 SLS(Selective Laser Sintering) 기술에 적합합니다. 3차원 솔리드.

3. 엔지니어링 프로토 타입에는 어떤 재료가 사용됩니까?

엔지니어링 프로토타입 특정 응용 분야 환경 및 기능 요구 사항에 따라 재료를 선택해야 하는 경우가 많습니다. 공통 엔지니어링프로토 타입재료는 주로 강철, 알루미늄 등과 같은 금속 재료를 포함하며 고강도와 내식성이 필요한 엔지니어링 프로토 타입에 사용됩니다. 플라스틱 재료: ABS, 나일론, 폴리카보네이트 등과 같이 가볍고 내마모성 또는 투명한 엔지니어링이 필요한 응용 분야에 적합합니다.프로토 타입. 복합 재료: 서로 다른 두 개 이상의 재료로 구성된 새로운 재료속성물리적 또는 화학적 방법을 통해. 특별한 특성(예: 고강도, 고인성, 고온 저항 등)이 필요한 엔지니어링 프로토타입에 적합합니다.

4. 프로토 타입 툴링에 사용되는 재료는 무엇입니까?

프로토타이핑 도구일반적으로 프로토 타입을 만드는 데 사용되는 장비 및 재료를 참조하십시오. (1) 손으로 그리는 도구: 연필, 지우개, 흰 종이 등과 같이 손으로 그린 프로토타입을 만드는 데 사용됩니다. 이러한 재료는 쉽게 구할 수 있으며 프로토타이핑의 예비 단계에 적합합니다. (2) 소프트웨어 도구: Axure 및 Ink Knife와 같은 온라인 프로토타이핑 및 협업 도구. 이러한 도구를 사용할 때프로토타입 재료주로 디지털 자산(예: 사진, 아이콘, 버튼 등)입니다. 이러한 자산은 소프트웨어에서 편집하고 결합하여 프로토 타입을 형성 할 수 있습니다. . (3) 3D 프린팅 재료: PLA 및 ABS와 같은 플라스틱 재료와 금속 분말, 세라믹 분말 등은 3D 프린팅 기술에 사용되어 프로토타입을 만드는 데 사용됩니다. 이러한 재료는 프로토 타입의 필요에 따라 선택하고 조정할 수 있습니다.

요약

 에서 이용되는 다양한 물자가 있습니다신속한 모형, 각각 고유한속성그리고 응용 프로그램의 범위. 재료를 선택할 때 요구 사항을 충족하는 프로토타입이 생산되도록 하기 위해 프로젝트 요구 사항, 비용, 가공 효율성 및 환경 보호와 같은 요소를 종합적으로 고려해야 합니다. 기술의 지속적인 발전과 재료의 지속적인 혁신으로 인해 향후 보다 고성능, 저비용 및 환경 친화적인 재료 옵션이 신속한 프로토타이핑에 등장할 것입니다.

면책 조항

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Longsheng 팀

이 기사는 여러 Longsheng 기여자가 작성했습니다. Longsheng은 제조 부문의 주요 자원입니다.CNC 가공,판금 제작,3D 프린팅,사출 성형,금속 스탬핑, 그리고 더.