النماذج الأولية السريعة: كل ما تحتاج إلى معرفته

النماذج الأولية السريعة هي مصطلح جديد نسبيًا. ومع ذلك ، فقد تمكنت من اكتساب شعبية خلال فترة قصيرة. تميل الصناعات في جميع أنحاء العالم نحو استخدام النماذج الأولية السريعة. بعد كل شيء ، فإنه يوفر عددًا من الفوائد مثل التكلفة المنخفضة ، والإنتاج الخالي من الأخطاء ، وما إلى ذلك.

تتضمن الطريقة عددًا من تقنيات التصنيع. أكثر هذه التقنيات شيوعًا هو التصنيع الإضافي. ومع ذلك ، هناك تقنيات أخرى يستخدمها المصنعون في RP تشمل القولبة ، والبثق ، والصب ، والمعالجة عالية السرعة.

لذلك ، في منشور المدونة هذا ، سنتحدث عن النماذج الأولية السريعة وأنواعها ومزاياها.

مقدمة للنماذج الأولية السريعة

ربما سمعت عن مصطلح النماذج الأولية في مجال البرمجيات. يستخدمونها لإنشاء برامج بطريقة فعالة وفعالة. تنطبق نفس قاعدة النماذج الأولية في مجالات أخرى أيضًا.

في أبسط شكل ، يمكننا تعريف النماذج الأولية السريعة على أنها إنشاء نماذج أولية بكفاءة. يستخدم المهندسون هذه النماذج الأولية لاختبار صحة تصميم منتجاتهم. علاوة على ذلك ، فهم قادرون على رؤية كيف سيبدو المنتج النهائي ويعمل.

التعريف الأكثر رسمية هو: النموذج الأولي هو نسخة أولية من المنتج النهائي. يجعل من الممكن تقييم التصميم وتحليل عمله واختبار تقنيته. ينتج عن هذا منتج له المواصفات التي من شأنها أن تعمل في نظام العالم الحقيقي.

لا يمكن إنكار أهمية النماذج الأولية في تصميم المنتج. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يلعب دورًا حيويًا في دورة التطوير الشاملة للمنتج. الشيء الجيد في النماذج الأولية السريعة هو أنه يمكنك استخدامها في أي مرحلة من مراحل دورة تطوير المنتج.

علاوة على ذلك ، يمكنك استخدامه لمكون معين أو مكون فرعي للمنتج. تعدد الاستخدامات من حيث الإنتاج يجعل RP خيارًا ممتازًا. ما هو أكثر من ذلك هو أنه يمكنك إجراء العديد من التغييرات على النموذج الأولي كما تريد.

The endless iterations are not expensive especially when you compare them with the rework you might have to do in case of design error with the entire product batch.

Rapid-Prototyping: Different Techniques

Below, we have listed different types of Rapid-prototyping.

Vat Photopolymerization or Stereolithography

Vat photopolymerization is an inexpensive, yet efficient technique. Being the first fruitful marketable 3D printing technique, it became very popular in a short time. The technique uses a photosensitive liquid to make the prototype. The ultra-violet light monitored by a computer solidifies this liquid layer by layer to achieve the respective results.

Selective Laser Sintering -- (SLS)

SLS is an effective technique for both plastic and metal prototyping. It uses a powder bed to create one layer of the prototype at one time. To sinter and heat the powder material, SLS uses a high-power laser. Although, it can manipulate two different materials, it lacks the robustness of the SLA.

The prototypes created using SLS are not steady. Furthermore, most products require secondary work to achieve the surface of a finished product.

Fused Deposition Modelling

Another inexpensive rapid-prototyping technique is fused deposition. You will find this technique part of many non-industrial 3D printers. The procedure requires a spool of thermoplastic filament. It melts the material inside the nozzle barrel of the printer.

الآن ، يقوم برنامج ترسيب الكمبيوتر بوضع طبقة المواد المنصهرة طبقة تلو الأخرى وفقًا للمتطلبات. في البداية ، قدمت نمذجة الترسيب المنصهرة منتجات منخفضة الجودة وضعيفة. ومع ذلك ، فقد أدى التقدم التكنولوجي إلى تحسين العملية برمتها.

لا يزال سعره معقولاً ، ومع ذلك فقد تحسنت جودة النموذج الأولي بشكل كبير.

ذوبان الليزر الانتقائي

إذا كان النموذج الأولي الذي تطلبه معقدًا ويجب أن يكون شديد التحمل ، فإن النماذج الأولية لـ SLM هي أفضل لقطة لك. كثيرًا ما تستخدم صناعات مثل السيارات والطب والدفاع والفضاء SLM.

يستخدم الإجراء مسحوق معدني ناعم. يذوب مسحوق طبقة بعد طبقة ، وبالتالي بناء النموذج الأولي تدريجيا. يستخدم المصنعون أيضًا هذه التقنية لبناء مكونات قوية وقوية. لإذابة الطاقة ، فإنه يستخدم إما شعاع إلكتروني أو ليزر عالي الطاقة.

سبائك الكروم الكوبالت والألمنيوم والتيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ هي مواد الصهر الانتقائي بالليزر الشائعة.

تصفيح الورقة

على عكس SLS و SLM ، يفتقر تصنيع الكائن الرقائقي إلى الصلابة. ليست هناك حاجة لظروف خاضعة للرقابة الخاصة. تستخدم التقنية الأقل تعقيدًا عدة شرائح. هذه السلسلة من الشرائح تكون دائمًا رقيقة. ثم تستخدم أشعة الليزر لقص أكوام الصفائح لإنتاج تصميم CAD.

لبناء الجزء ، يتم دمج كل طبقة فوق الطبقة السابقة. تستمر العملية حتى يتحقق الشكل المطلوب.

بيندر النفث

يوفر Binder jetting إمكانية طباعة عدة أجزاء في نفس الوقت. أنها تقدم الإنتاج الضخم ؛ ومع ذلك ، فإن جودة النموذج الأولي ليست قوية جدًا. تستخدم التقنية طبقة من البودرة. لربط جزيئات المسحوق معًا ، يتم رش قطرات من السائل عبر فتحات.

هذه القطرات السائلة دقيقة للغاية. تتكرر هذه العملية لكل طبقة من الجزء. علاوة على ذلك ، من المهم ضغط الطبقة باستخدام الأسطوانة قبل البدء بالطبقة التالية من المسحوق.

القيام بذلك يقوي العملية برمتها. لتعزيز متانة المنتج ، يتم معالجته في الفرن. يساعد هذا العلاج على حرق عامل الربط. في الوقت نفسه ، يساعد في صهر المسحوق في الأجزاء المتماسكة الصحيحة فقط.

معالجة الضوء الرقمي

تستخدم معالجة الضوء الرقمي نفس آلية SLA. ومع ذلك ، فإنه لا يتطلب طريقة معقدة للغاية لعلاج بلمرة الراتنجات. يستخدم مصدر ضوء تقليدي لعلاج الراتنجات.

على الرغم من أنها أرخص وأسرع مقارنة باتفاقية مستوى الخدمة (SLA) ، إلا أن هذه التقنية تتطلب معالجة ما بعد البناء. بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة إلى هياكل الدعم.

النموذج الأولي في تصميم المنتج

من الممكن تصنيف النماذج الأولية . ومع ذلك ، فإن هذا يعتمد بشكل كبير على الدقة التي يطلبها المستهلك. في الكلمات الرسمية ، يمكنك تصنيف النماذج الأولية بناءً على الإخلاص.

1. أنواع الإخلاص
2. نموذج أولي منخفض الدقة

هذه الأنواع من النماذج لا تشبه المنتج النهائي. قد تختلف إلى درجة معينة. يعتمد الاختلاف على ما يريد مصمم المنتج تحقيقه من النموذج الأولي.

منخفضة الدقة

المنتجات منخفضة الدقة بسيطة للغاية. من الممكن إنتاجها في فترة قصيرة. الفكرة الأساسية هي اختبار المفاهيم الأوسع ، على سبيل المثال ، نماذج من الورق المقوى أو الرسومات التخطيطية الورقية.

عالية الدقة

المنتجات عالية الدقة تشبه إلى حد بعيد منتجات المنتج النهائي. فهي لا تبدو فقط مثل المنتج النهائي ولكنها تقدم أيضًا معظم وظائفه.

لماذا النماذج الأولية السريعة مهمة؟

لكي تظل شركة ما واقفة على قدميها في السوق الاستهلاكية الحديثة سريعة الحركة ، يجب أن تكون مبتكرة. ليس هذا فحسب ، بل تحتاج الشركة أيضًا إلى ابتكار منتجات أفضل ومتقدمة ومتطورة بسرعة لضمان القدرة التنافسية.

Since technology innovation and faster product development plays a vital role in the company’s success, therefore, the rapid prototyping becomes an important part of the development cycle of the product.

With rapid prototyping, it is possible to achieve the following.

• Prototyping makes it possible to create newer products efficiently. It tends to speed up the entire product development cycle.
• It is possible for the engineers to determine whether their product idea will work or not well before stepping into the production phase. With RP, you can actually validate your product design idea.
• It also offers the final stage product verification against the business objectives and the technical requirement.
• With prototyping, the end-users, customers, clients can give feedback in real-time as they would have a tangible product to work with.

يبعد

تساعد النماذج الأولية السريعة على الابتكار التكنولوجي بكل طريقة ممكنة. يتيح للمطورين والمهندسين التحقق من صحة فكرة المنتج. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يتيح لك العثور على أي خطأ في تصميم المنتج ، قبل مرحلة الإنتاج بوقت طويل.

باستخدام النماذج الأولية السريعة ، يمكنك بالفعل تحويل فكرتك إلى شيء ملموس. يمكنك تقديم الفكرة للمستثمرين بثقة أكبر وزيادة فرص هبوطهم.