Kas yra greitojo prototipo modelis?

Greitasis prototipo modelis paprastai yra plastikinė arba metalinė dalis, sukurta pagal kompiuterinį brėžinį, leidžianti klientui peržiūrėti kuriamą produktą. Nuo XX amžiaus pabaigos buvo sukurta kompiuterių programinė įranga, leidžianti dizaineriams kurti trimačius (3D) brėžinius. Lygiagretus įrangos, galinčios sukurti fizines struktūras iš šių brėžinių, kūrimas paskatino greito modeliavimo verslą.

Dalies projektavimas naudojant 3D programinę įrangą prasideda konceptualiu norimos detalės brėžiniu. Dizaineris gali paimti šį brėžinį ir sukurti programinės įrangos 3D modelį, kuris leidžia apžvelgti dalį iš skirtingų kampų ar orientacijų. Ši programinė įranga taip pat gali praktiškai išardyti dalį, kad parodytų klientui, kaip galima surinkti pramoninėje įmonėje. Programinės įrangos kūrimas dažnai apima galimybę „išbandyti“ dalį esant skirtingoms įtempių ar smūgių sąlygoms, kad būtų galima įvertinti dalies gedimus ar projektavimo trūkumus.

Spartus prototipų modelio kūrimas tapo realybe pristačius 3D spausdintuvus. Dvidešimtojo amžiaus pabaigoje išsivystė kelios skirtingos technologijos, tačiau visos buvo susietos su kompiuterinio projektavimo (CAD) programomis, kurios sukūrė programinės įrangos modelius. Visuose 3D spausdintuvuose naudojama nuosekli plastiko ar metalo sluoksnių kūrimo technika, kad būtų sukurtas fizinis dalies pavyzdys.

Vieno tipo spausdintuvuose spausdintuvo spintelėje buvo naudojami smulkūs milteliai. Kompiuterinė programinė įranga piešinį pavertė tūkstančiais itin smulkių sluoksnių, pavyzdžiui, labai plonai nupjauna vaizdą. Spausdintuvas apipurškė cheminį rišiklį ant miltelių žemiausio sluoksnio pavidalu. Tada ant šio sluoksnio buvo sumaišyti milteliai, o plokščias padėklas šiek tiek sumažėjo. Buvo dedamas kitas sluoksnis rišiklio ir miltelių ir taip toliau, kol buvo pagaminta 3D dalis. Atsižvelgiant į detalės sudėtingumą, spausdintuvui gali tekti veikti kelias dienas, kad būtų atliktas vienas pavyzdys.

Kitas greitojo prototipo modelio spausdintuvo tipas naudojo lydantį plastiką. Purkštukas ant spausdintuvo dėklo nuosekliais sluoksniais uždėjo mažus išsilydžiusios medžiagos taškelius, kad susidarytų dalis. Šios dalys dažnai buvo naudojamos tiesiai iš mašinos, nes plastiko sluoksniai sudarė vientisą plastiko prototipą. Tai buvo patobulinimas, palyginti su kai kuriais milteliniais spausdintuvais, kurie sukūrė dalis, kurias buvo galima tvarkyti, tačiau jos gali būti nepakankamai tvirtos bandymams ar faktiniam naudojimui.

Procesas, vadinamas metalo sukepimu, taip pat galėtų sukurti greitą prototipo modelį. Metalas, pavyzdžiui, aliuminis ar varis, kurio lydymosi temperatūra yra palyginti žema, gali būti naudojamas 3D spausdintuve panašiai kaip lydytas plastikas. Gatavos metalinės dalies dažnai nereikėjo tolesnio apdorojimo ir ją buvo galima naudoti tiesiai iš mašinos bandymams ar tolesniam vystymui.

Daugelis XXI amžiaus produktų buvo visiškai sukurti naudojant CAD programinę įrangą, todėl virtualus vaizdas tapo greitu prototipo modeliu, nereikalaujant fizinio pavyzdžio. Tai tapo įprasta didelėms pramoninėms mašinoms, orlaiviams ir didelėms transporto priemonėms, pavyzdžiui, laivams. Daugelis dalių buvo per didelės, kad būtų galima sukurti atskirus prototipus, arba būtų atidėtas galutinio produkto kūrimas.

Inžinieriai sukūrė programinės įrangos testavimą, galintį imituoti realias testavimo sąlygas, todėl nebereikėjo prototipų bandymų. Pirmasis komercinis lėktuvas buvo sukurtas tokiu būdu XX amžiaus pabaigoje. Komercinis reaktyvinis orlaivis buvo visiškai sukonstruotas kompiuteryje, nuo konstrukcijos tiesiogiai pereinant prie skraidyti galinčio orlaivio be tarpinių prototipų.