Навіщо використовувати 3D-друк для прототипування?

Четвер 11 січня, 2024
3D Way Переглядів: 328

​Сьогодні 3D-друк — це чудовий спосіб для створення прототипів і моделей продуктів, і на те є вагома причина. Він швидший, дешевший, точніший і має кращу презентаційну цінність, ніж вирізання з пінопласту, формування з глини чи будь-який інший ручний процес, який колись використовувався для створення концептуальних моделей, що виглядають дуже схожими на ручну роботу.

Створення прототипу є важливим кроком у процесі розробки продукту. Вже майже три десятиліття 3D-друк для створення прототипів широко використовується для створення фізичних прототипів з метою візуалізації, функціональних прототипів або тестування.


Прототип біонічного будинку використовує принципи біомімікрії, що означає, що його дизайн і архітектурні рішення натхнені природою та органічними формами. Це може включати згини, криві та інші елементи, що нагадують форми в природі. Такий підхід створює унікальну інтерпретацію будівельної архітектури, забезпечуючи естетичну привабливість та функціональність.

Хороший прототип надає вашому продукту більшої привабливості, що неодмінно вразить вашого клієнта, директора або інвесторів.

Прототипи для розробки продукту 

Lush Cosmetics створює прототипи нових дизайнів продуктів за допомогою 3D-друку на 3D-принтерах Formlabs (Джерело: Formlabs)

3D-друк дозволяє створювати не лише красиві моделі, але й повністю функціональні робочі прототипи, достатньо міцні, щоб їх можна було тестувати в реальних умовах. Практичне тестування – це важливий крок у виявленні проблем, з якими ви можете зіткнутися під час виробництва вашого продукту, а також того, як клієнти будуть використовувати ваш продукт. Тестування та аналіз у реальних умовах допомагають виводити на ринок кращі продукти.


Багато дизайнерів продуктів друкують на 3D-принтерах початкові прототипи дизайну з базового пластику, а потім переходять до інженерних матеріалів або навіть до 3D-друку з металу для функціонального тестування. 

Прототип розсіювача стане важливим елементом для ваших світлових джерел, забезпечуючи рівномірне розподілення світла та ефективне розсіювання.

Скоротіть цикл розробки продукту

3D-друк для створення прототипів використовується протягом останніх 30 років, оскільки це швидкий і надійний спосіб створення кількох ітерацій дизайну. Це ефективно мінімізує ризик і використання ресурсів на етапі розробки продукту. Також це прискорює процес прийняття рішень щодо отримання фізичних прототипів, особливо коли ви вибираєте між кількома різними дизайнами.

3D-друк дозволяє швидше вивести свою ідею на ринок. Залежно від продукту, ви можете надрукувати робочий прототип за лічені години, що дозволить вам протестувати його на функціональність та естетичну привабливість, переробити дизайн і надрукувати нові ітерації того ж дня.

Повнорозмірні та функціональні прототипи

Black Diamond Equipment виготовляє інноваційне спорядження для альпінізму, лижного спорту та гірських прогулянок, відоме своїм комфортом, довговічністю та продуктивністю. Всі їхні продукти проходять ретельний процес проєктування, тестування та ітерацій, перш ніж потрапляють на ринок.

Компанія вже багато років використовує 3D-друк у своєму робочому процесі для створення прототипів або зменшених моделей. Більші повномасштабні прототипи часто передавали на аутсорсинг фірмі, що займається створенням прототипів, оскільки стандартний розмір настільних 3D-принтерів був занадто малий, поки вони не знайшли Formlabs Form 3L – 3D-принтер для стереолітографії (SLA) з робочим об'ємом, що дозволяє створювати прототипи в людський зріст, такі як шоломи та альпіністські лопати.

Black Diamond випробував свою конструкцію слідової лопати у вигляді повнорозмірного прототипу, надрукованого на 3D-принтері Formlabs Form 3 (Джерело: Formlabs)
Наша компанія брала участь у важливому науковому проєкті, який має великий потенціал для розширення нашого розуміння космосу та пошуку позаземного життя. Проєкт "SETI" націлений на виявлення сигналів або інших доказів існування розумної цивілізації за межами нашої планети.

У рамках цього проєкту ми розробили та створили прототипи ключових елементів космічного навігатора, які відіграють важливу роль у виявленні та аналізі сигналів з простору.

3D-друк для створення прототипів змінює спосіб розробки продуктів

3D-друк надає нові можливості для створення оптимізованих продуктів з новими функціями, дизайном, оскільки складність дизайну не є проблемою для 3D-друку.

Компанії використовують адитивні технології, щоб пришвидшити трудомістку розробку продукту, заощадити витрати на інструменти, а також дозволити створювати запасні частини на вимогу. Технологія також використовується для малосерійного виробництва оптимізованих деталей кінцевого використання з чудовою продуктивністю.

Але кожен новий продукт починається з гарної ідеї. І в цьому 3D-друк довів свою неоціненну користь.

Вибір правильної технології 3D-друку та матеріалів для прототипування

Створення функціональних прототипів за допомогою 3D-друку спрощує розробку продукту, створюючи кілька ітерацій, перш ніж перейти до виробництв. Це дозволяє компаніям уникнути дорогих помилок, перш ніж виводити на ринок нові продукти. Функціональні прототипи можна надрукувати з матеріалів, дуже схожих на матеріали кінцевого продукту. Це означає, що функціональні прототипи також можна використовувати на етапі тестування нового продукту. Доступ до фізичних прототипів також дозволяє компаніям виявляти помилки або недоліки, перш ніж замовляти дорогі інструменти для лиття під тиском.

Існує широкий спектр різних матеріалів, що дозволяє командам розробників продукту тестувати прототипи та їх продуктивність у реальних умовах під впливом хімічних речовин, погодних умов або механічних навантажень. Також зростає кількість матеріалів, які імітують кінцевий продукт. Наприклад, гумоподібні матеріали або композити з деревним наповненням. Але якщо вам потрібні лише швидкі ітерації на ранніх стадіях, вашим матеріалом, ймовірно, буде PLA, поліамід або нейлон.

Коли справа доходить до того, яку технологію 3D-друку обрати для створення прототипу, все залежить від ваших потреб.
Більше про різноманітні матеріали читайте у нашому блозі.

Існує більше десятка видів 3D-друку. Усі вони використовуються для швидкого створення прототипів. Пошук ідеального варіанту для вашого продукту – це питання балансу між вартістю, швидкістю, матеріалом, складністю деталі, а також тим, чи хочете ви друкувати її самостійно, чи віддасте на аутсорсинг.


SLS

Цей прототип конструкції свердла, надрукований за допомогою технології SLS, виявився достатньо міцним для розміщення реальних механічних деталей і проведення функціональних випробувань (Джерело: Formlabs)
SLS — це метод 3D-друку, який використовує лазер для плавлення порошкових полімерів шар за шаром. До цього методу звертаються для створення функціональних прототипів, які ви збираєтеся встановити у двигуни або механізми й випробувати їх у роботі. SLS виробляє дрібні деталі з таких матеріалів, як нейлон, наповнений вуглецевим волокном, які можуть витримувати суворі умови експлуатації.

Принтери SLS можуть друкувати багато деталей одночасно, тому вони також є ідеальним вибором, коли вам потрібно надрукувати кілька десятків деталей або коли ви хочете надрукувати багато дещо різних ітерацій за один прохід. SLS використовується як для кінцевих деталей, так і для прототипів, що робить ці машини популярними в машинобудівних цехах і на виробництві.


FDM

FDM, що використовує котушки пластику як матеріал, є найбільш поширеним методом 3D-друку для прототипів через різноманітність доступних матеріалів і низьку вартість. Незалежно від того, чи купуєте ви 3D-принтер, чи замовляєте через сервіс, FDM є найбільш економічно вигідним.

Можливі недоліки FDM – це зазвичай видимі лінії шарів.


SLA


Для більш дрібних деталей дизайнери часто звертаються до 3D-принтерів, що використовують технологію стереолітографії (SLA), яку також називають 3D-друком фотополімерною смолою. Ці машини використовують рідку смолу як базовий матеріал і є найкращим вибором для створення прозорих виробів і деталей з тонкими контурами, таких як ювелірні прикраси.


Детальніше можете переглянути тут.

Фінальний варіант прототипу

Прототип електричного автомобіля Vision має 15 3D-друкованих деталей, включаючи носове крило і задні крила, які були виготовлені на широкоформатному 3D-принтері Bilder (Джерело: Builder)
Ви вдосконалили свій продукт. Він функціонує так, як очікувалося, і тепер настав час надрукувати його фінальну версію на 3D-принтері. Тут у гру часто вступає повноколірне прототипування, а також різні варіанти постобробки, щоб зробити ваш прототип максимально схожим на кінцевий продукт. 

Швидше за все, ваш кінцевий продукт буде одноколірним. На жаль, більшість методів 3D-друку дозволяють друкувати лише одним або двома матеріалами (одним або двома кольорами) одночасно.

Якщо вам потрібен повноколірний прототип, у вас є два варіанти: фарба або повноколірний 3D-друк.

У 3DWAY ви можете замовити послугу декоративного розфарбовування вашого прототипу. 

Сьогодні отримати 3D-друк вашого прототипу так само просто, як завантажити цифровий файл на сервіс і чекати, поки вам подзвонять у двері. Вам буквально нічого не потрібно знати про 3D-друк.

Менеджери нашої компанії детально проконсультують вас, підберуть найвідповідніший матеріал для вашого виробу, розкажуть про всі тонкощі виготовлення й дадуть відповіді на усі ваші питання.

У 3DWAY ви можете підписати договір NDA для захисту вашої інтелектуальної власності.


Якщо у вас є ідея продукту для створення прототипу, але ви не володієте навичками дизайну, вам знадобиться фахівець з автоматизованого проєктування (САПР) для створення цифрового файлу, необхідного для друку вашої деталі. 

Проєктування виробів і деталей для 3D-друку – це окремий набір навичок. На відміну від проєктування для інших типів виробництва або віртуальних середовищ, важливо працювати з дизайнером, який розуміє відмінності між сімома типами технологій 3D-друку, часто унікальними доступними матеріалами та вимогами 3D-друку. 

3D-проєктування в CAD-програмах – це не та навичка, яку легко і швидко набути. Насправді існує багато пасток, на які може натрапити навіть досвідчений дизайнер, якщо він не знайомий з 3D-друком. Занадто тонкі стінки деталі, які неможливо надрукувати обраним матеріалом, або занадто малі деталі, які неможливо надрукувати обраним методом 3D-друку, – це лише дві з найпоширеніших причин, чому деталь не може бути надрукована належним чином. 

Ми також пропонуємо послуги дизайну – від базового "виправлення" вашого STL-файлу до роботи з вами над створенням нового продукту з нуля.  

3D-друк не лише прискорює процес, але і забезпечує можливість внесення змін та вдосконалення на ранніх етапах розробки, що робить його ключовим компонентом у світі технологій та інновацій.

Для детальнішої інформації, консультації та замовлення послуг 3D-друку, 3D-моделювання та ін. пишіть нам на e-mail manager@3dway.com.ua, order@3dway.com.ua або звертайтесь за номерами телефону +380 63 845 79 23, +380 93 541 96 47.



Поділитися: