Главная / Блог / Применение / 3D-печать в прототипировании

3D-печать в прототипировании

17.03.2020

Мы продолжаем серию статей о применении 3D-печати в разных областях. В этой статье мы рассмотрим самую, на сегодняшний день, популярную сферу применения – прототипирование или создание моделей будущих промышленных продуктов.

3D-печать в прототипировании

Прототипирование — это быстрая «черновая» реализация базовой функциональности для анализа работы системы в целом. Прототипирование, по мнению разработчиков, является самым важным этапом создания нового продукта. На этапе изготовления прототипа малыми усилиями создается изделие, работающее в реальной жизни, возможно, неэффективно, с ошибками и не в полной мере, но в процессе становится видна более детальная картина. Все вещи, которые нас окружают, кем-то и когда-то были созданы. И во время их создания возникали разные решения по дизайну этих изделий. До появления 3D-печати для этих задач использовалось множество различных методов: фрезеровка, отливка, гипсовые формы и т.д.

3D-печать в прототипировании

Создание 3D-модели

Как обычно в 3D-печати начинать надо с создания 3D-модели. В случае с прототипированием с этим нет никаких проблем, так как конструкторы и инженеры в любом случае создают ее на первом этапе разработки нового продукта.

Если продукт создается на базе существующей модели, то на помощь может прийти 3D-сканер. 3D-модель, полученная в результате сканирования, становится основой для создания нового дизайна.

Сайты, предлагающие готовые модели на платной или бесплатной основе, вряд ли будут полезны, в основном они заполнены декоративными моделями или моделями, созданными в ходе реверс-инжиниринга.

3D-печать в прототипировании

Для чего вам нужен прототип?

Когда у вас уже есть 3D-модель, необходимо понять, какую именно задачу вы ставите перед тем прототипом, которые хотите напечатать. Я бы разделил их на 3 категории: декоративные, частично функциональные и полнофункциональные.

3D-печать в прототипировании
  • Легче всего дело обстоит с печатью декоративных прототипов, хотя они тоже могут обладать высокой сложностью изготовления. Плюсом здесь является неограниченный выбор пластиков и полимеров для 3D-печати. Обычно для таких задач используются наиболее простые материалы с точки зрения печати. В любом случае вы получите нужный вам объект и сможете произвести необходимые замеры, проверки, демонстрации и прочие действия, для которых данный прототип изготавливался.

    Самым простым примером может служить корпус электронного устройства, который предполагается изготавливать из прочной пластмассы или металла. Прототип нужен для того, чтобы понять, как расположить внутри все компоненты устройства. Как правило, в процессе разработки таких изделий создает 10-20 подобных макетов.

    3D-печать в прототипировании

    3D-печать в прототипировании
  • Вторым случаем является частично функциональный прототип. Для простоты понимания можно привести пример прототипа тары.

    3D-печать в прототипировании

    Сегодня в процессе разработки новой упаковки, например бутылки, повсеместно используется 3D-печать. Но недостаточно просто напечатать модель бутылки любым видом пластика и использовать в качестве прототипа. Модель должна обладать такими свойствами, как прозрачность, имитирующая стекло или пластик, из которого впоследствии будет производиться такая тара. Таким образом, необходимо будет подобрать материал для печати максимально близкий к искомому по прозрачности. Если же, например, это макет баночки для йогурта, материал печати должен быть достаточно эластичным, чтобы можно было согнуть одну часть.

    В случаях, когда модель должна обладать частичной функциональностью, важно правильно выбрать материалы, которые решают эту задачу, и технологию 3D-печати, которая справится с этими материалами. И наконец, выбрать модель принтера, который сможет решить поставленную задачу, исходя из размеров, сложности и материала печати.

    3D-печать в прототипировании
  • Самым сложным является создание полностью функционального прототипа. Он должен в полной мере соответствовать конечному изделию, которое будет запущено в серийное производство. 3D-печать готова справиться и с этой задачей, но в данном случае стоимость изготовления модели будет очень сильно зависеть от того функционала, которым должно обладать конечное изделие.

    3D-печать в прототипировании

    В большинстве случаев речь идет о нагреве, устойчивости к трению, ударной прочности, воздействию кислот или других агрессивных жидкостей. Идеальным является изготовление данной модели именно из того материала, который будет использоваться в серийном изделии, но зачастую с помощью 3D-печати это сделать невозможно, так как далеко не все материалы можно использовать в 3D-принтерах. В этом случае, можно попробовать подобрать аналогичный материал, который будет близок по физическим и механическим свойствам к искомому. Тогда модель будет близка к нужному функционалу, хотя, возможно и не сможет быть настолько же долговечной, как серийная деталь.

    Таким образом, можно смело утверждать, что 3D-печать является отличным инструментом для прототипирования, прежде всего за счет высокой скорости изготовления модели и их относительно низкой стоимости.

    3D-печать в прототипировании

Каким же образом стоит подойти к выбору 3D-принтера для прототипирования?

В начале стоит определиться с материалом печати, технологией и бюджетом. Нужно выбрать ту технологию 3D-печати, которая лучше подойдет под ваши задачи. В той или иной степени все технологии подходят, но я бы выделил несколько.

Прежде всего SLS – селективное лазерное спекание, а также FDM - моделирование методом наплавления и SLA - лазерная стереолитография. Подробно о каждой из этих технологий написано много статей и нет смысла на этом останавливаться здесь. Главное, на что нужно обратить внимание, – это возможность печатать на выбранном вами принтере теми материалами, которые подходят вам в качестве основы для прототипов по ряду характеристик. Кроме того, надо учитывать потенциальную сложность и размер ваших изделий для грамотного выбора. Как и во всех других случаях, мы советуем делать тестовую печать перед покупкой, это поможет определиться с выбором модели 3D-принтера, а также понять соответствует ли 3D-печать вашим ожиданиям.

3D-печать в прототипировании

Говоря о конкретных моделях, я бы обратил ваше внимание на принтеры Raise3D серии Pro2, которые являются наиболее подходящими для создания прототипов по FDM-технологии. На официальном сайте компании представлено масса интересных кейсов по применению этих принтеров в прототипировании деталей различной сложности.

3D-печать в прототипировании

3D-печать в прототипировании

Также я бы обратил ваше внимание на модель Phrozen Transform, которая работает по технологии SLA. Большая камера и дисплей 4K делает его уникальным настольным принтером для создания прототипов.

3D-печать в прототипировании

И наконец, переходя к промышленным 3D-принтерам, стоит отметить линейку принтеров HP JetFusion 500/300. Эти модели обладают рядом достоинств, прежде всего высокой производительностью и низкой себестоимостью печати, а так же возможностью создавать полноцветные модели.

3D-печать в прототипировании

Мы будем рады вам помочь в выборе необходимого 3D-оборудования под ваши задачи. Вы всегда можете ознакомиться с популярными моделями в нашем шоу-руме и получить квалифицированную консультацию у инженеров компании.

Александр Корнвейц,
Эксперт рынка 3D-печати

© А. И. Корнвейц, 2020

#Применение
Все материалы

Остались вопросы?

Наши специалисты помогут с выбором 3D-оборудования или аксессуаров, проконсультируют по любым вопросам.

Нашли дешевле?

Нашли дешевле?

Ваш запрос успешно отправлен.

Как только он будет обработан, менеджеры нашей компании свяжутся с вами.

Купить в один клик

Запросить КП

Форма программы Trade-in

Добавить отзыв

Заполните форму