Tehnici de prototipare rapidă

Introducere

Crearea noului tip de produs – este un process de lungă dutăta şi complixitate sporită, necesită mai multe etape de proiectare şi analiză pînă la momentul, cîd începe producerea în masă. Trecerea acestor etape mai repede este posibilă cu implimentarea metodelor de modelare 3D. Sistemele moderne de proiectare (CAD) permit considerabil de a micşora timpul de proiectare şi modelare a produsului nou şi sinecostul lui. Însă problema de confecţionare a primului model real sau a unui element a piese cu o complexitate a formei rămăne pe primul loc, deoarece crearea procesului tehnologic de fabricarea a piesei şi a elementelor ce contribuie la acest proces necesită cheltuieli care sunt în valoare cu cheltuielile proceselor de proiectare a piesei.

În procesul de lucru asupra unui proiect nou, mai ales la faza iniţială de proiectare, e greu de dipistat neajunsurile şi greşelele, folosind doar imaginea de pe desktop. Avînd modelul real a viitoarei piesei se pot depista si înlătura diferite neajunsuri şi de corejat căiele procesului de proiectare. Prototipul piesei poate fi folosit ca modelul concept pentru vizualizare şi analiză; prototipul permite proiectanţelor de a efectua unele teste funcţiionale şi modificări.

Modelele prototip micşoreza cheltuielele la proiactare, timpul le lansare a produsului în masă pe baza depistarii la fazele iniţiale a greşelilor posibele, lărgesc dialogul între proiectanţi şi comandatar, micşorează timpul de lansare a produsului pe piaţă.

Sfîrşitul anilor 80 începe cu dezvoltarea tehnologiilor de formare a obiectelor 3D, nu conform metodelor tradiţionale de înlăturare a adausului (strungirea,frezarea, prelucrarea prin erodare) sau schimbarea formei semifabricatului (laminarea , matriţarea), dar prin calea creşterii (adăugării) a materialului sau schimbarea propriităţilor fizice în faza de prelucrare a materialului.

La momentul actual sunt înaintate tehnologii de formare strat cu strat a obiectelor 3D conform prototipului versiunii electronice 3D.

Aceste tehnologii sunt cunoscute sub denumirea de proiectare rapidă (RP-Rapid Prototyping). Schemele tradiţionale de obţinere a modelelor reale a viitoarelor piese necesită un timp de aproximativ de 2 săptămîni pînă la cîteva luni, ce aduce nemijlocit surplus de cheltuieli la producerea noii piese şi tot odată creştera timpului de lansare a produsului nou.

Noţiunea de prototipare rapidă reprezintă o serie de procese care automat crează modelele complicate 3D a pieselor fără obţinerea lor prin intermediul sculelor de prelucrare, pe calea de prelucrare a datelor, ce sunt citite din sistema CAD. Apariţia sistemelor de confecţionare rapidă a prototipelor a produs schimbări radicale in tehnologiele de proiectare şi obţinerea piesei.

Tehnologia trototipării rapide şi-a găsit întrebuinţarea în aşa ramuri industriale ca: construcţii de maşini, electronică, medicină, unde sunt create masişini si mecanisme complexe, sunt confecţionate un şir de modele experimentale şi machetele pieselor, ce necesită un timp mai îndelungat la proiectare şi fabricare.

Diagrama ne arată domeniile de întrebuinţare a tehnologiilor prototipării rapide. Industria construcţiilor de maşini se află pe primul loc,pe locul doi se afla produsele de larg consum, sub compartimentul “altele” sunt, ca exemplu firmele ce produc produsele sportive.

Fig 1. Diagrama ramurilor principale de întrebuinţare a tehnologiilor prototipării rapide.

La timpul actual sunt cunoscute diferite sisteme de prototipare rapidă care produc modele conform diferitelor tehnologii şi din diferite materiale care au la bază obţinerea conform tehnologii de formare strat cu strat a modelelor, care constău în:

o Preluarea datelor 3D din sistema CAD, Fig. 2a;

o Divizarea modelului 3D pe straturi cu ajutorul programei, Fig. 2b;

o Formarea piesei divizate strat cu strat de jos în sus pînă la obţinerea modelului real.

Stratele se formiază de jos în sus unul peste altul şi sunt legate între ele. Formarea prototipului continuă atîta tip cît sunt preluate datale modelului divizat din sistema CAD-fig. 2b, fig. 3.