ການສ້າງຕົວແບບຢ່າງໄວ

ເຄື່ອງສ້າງຕົວແບບຢ່າງໄວໂດຍໃຊ້ laser sintering (SLS) ເລືອກ

ການ​ຕັດ​ຮູບ​ແບບ 3D​
ການສ້າງຕົວແບບຢ່າງລວດໄວແມ່ນກຸ່ມຂອງເຕັກນິກທີ່ໃຊ້ເພື່ອຜະລິດແບບຈໍາລອງຂະໜາດຂອງພາກສ່ວນທາງກາຍະພາບ ຫຼືການປະກອບຢ່າງໄວວາໂດຍໃຊ້ຂໍ້ມູນການອອກແບບຄອມພິວເຕີສາມມິຕິ (CAD).ການກໍ່ສ້າງຂອງພາກສ່ວນຫຼືການປະກອບປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນເຮັດໄດ້ໂດຍການພິມ 3D ຫຼືເຕັກໂນໂລຊີ "ການຜະລິດຊັ້ນເພີ່ມເຕີມ".

ວິທີການທໍາອິດສໍາລັບການສ້າງຕົວແບບຢ່າງໄວໄດ້ມີຢູ່ໃນກາງຊຸມປີ 1980 ແລະຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຜະລິດແບບຈໍາລອງແລະຊິ້ນສ່ວນຕົ້ນແບບ.ໃນມື້ນີ້, ພວກມັນຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ທີ່ກວ້າງຂວາງແລະຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຜະລິດຊິ້ນສ່ວນທີ່ມີຄຸນນະພາບການຜະລິດໃນຈໍານວນທີ່ຂ້ອນຂ້າງຫນ້ອຍຖ້າຕ້ອງການໂດຍບໍ່ມີພື້ນຖານເສດຖະກິດໄລຍະສັ້ນທີ່ບໍ່ເອື້ອອໍານວຍ.ເສດຖະກິດນີ້ໄດ້ຊຸກຍູ້ໃຫ້ຫ້ອງການບໍລິການອອນໄລນ໌.ການສໍາຫຼວດປະຫວັດສາດຂອງເທກໂນໂລຍີ RP ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການສົນທະນາກ່ຽວກັບເຕັກນິກການຜະລິດ simulacra ທີ່ໃຊ້ໂດຍຊ່າງແກະສະຫຼັກໃນສະຕະວັດທີ 19.ຊ່າງແກະສະຫຼັກທີ່ທັນສະໄຫມບາງຄົນໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີຂອງ progeny ເພື່ອຜະລິດງານວາງສະແດງແລະວັດຖຸຕ່າງໆ.ຄວາມສາມາດໃນການສ້າງແບບໃຫມ່ຈາກຊຸດຂໍ້ມູນໄດ້ເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາສິດທິ, ເນື່ອງຈາກວ່າມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະ interpolate ຂໍ້ມູນ volumetric ຈາກຮູບພາບຫນຶ່ງມິຕິລະດັບ.

ເຊັ່ນດຽວກັນກັບວິທີການລົບ CNC, ການອອກແບບຄອມພິວເຕີຊ່ວຍ - ການຜະລິດຄອມພິວເຕີຊ່ວຍໃນການເຮັດວຽກ CAD -CAM ໃນຂະບວນການສ້າງແບບລວດໄວແບບດັ້ງເດີມເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການສ້າງຂໍ້ມູນເລຂາຄະນິດ, ບໍ່ວ່າຈະເປັນ 3D ແຂງໂດຍໃຊ້ສະຖານີເຮັດວຽກ CAD, ຫຼືແຜ່ນ 2D ໂດຍໃຊ້ແຜ່ນ. ອຸປະກອນສະແກນ.ສໍາລັບການ prototyping ຢ່າງໄວວາຂໍ້ມູນນີ້ຕ້ອງເປັນຕົວແທນຂອງຮູບແບບເລຂາຄະນິດທີ່ຖືກຕ້ອງ;ຄື, ພື້ນທີ່ທີ່ມີຊາຍແດນຕິດກັບປະລິມານຈໍາກັດ, ບໍ່ມີຮູທີ່ເປີດເຜີຍພາຍໃນ, ແລະບໍ່ພັບກັບຕົວເອງ.ໃນຄໍາສັບຕ່າງໆອື່ນໆ, ວັດຖຸຕ້ອງມີ "ພາຍໃນ".ໂມເດວແມ່ນຖືກຕ້ອງຖ້າຫາກວ່າແຕ່ລະຈຸດໃນພື້ນທີ່ 3D ຄອມພິວເຕີສາມາດກໍານົດສະເພາະຈຸດນັ້ນຢູ່ພາຍໃນ, ຢູ່, ຫຼືນອກຂອບເຂດຂອງຕົວແບບ.CAD post-processors ຈະປະມານຮູບແບບເລຂາຄະນິດ CAD ພາຍໃນຂອງຜູ້ຂາຍແອັບພລິເຄຊັນ (ຕົວຢ່າງ: B-splines) ດ້ວຍຮູບແບບຄະນິດສາດທີ່ງ່າຍດາຍ, ເຊິ່ງສະແດງອອກໃນຮູບແບບຂໍ້ມູນທີ່ກໍານົດໄວ້ເຊິ່ງເປັນລັກສະນະທົ່ວໄປໃນການຜະລິດເພີ່ມເຕີມ: ຮູບແບບໄຟລ໌ STL, ມາດຕະຖານ de facto ສໍາລັບການໂອນຮູບແບບເລຂາຄະນິດແຂງກັບເຄື່ອງ SFF.

ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບ trajectories ການຄວບຄຸມການເຄື່ອນໄຫວທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອຂັບ SFF ຕົວຈິງ, prototyping ຢ່າງໄວວາ, ການພິມ 3D ຫຼືກົນໄກການຜະລິດເພີ່ມເຕີມ, ຮູບແບບເລຂາຄະນິດທີ່ກະກຽມໄດ້ຖືກຕັດເປັນຊັ້ນໆ, ແລະ slices ໄດ້ຖືກສະແກນເປັນສາຍ (ການຜະລິດ "ຮູບແຕ້ມ 2D" ທີ່ໃຊ້ເພື່ອສ້າງ. trajectory as in the toolpath ຂອງ CNC), mimicking in reverse the layer-to-layer physical building process.

1. ພື້ນທີ່ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ
ການສ້າງຕົວແບບຢ່າງໄວຍັງຖືກນຳໃຊ້ທົ່ວໄປໃນວິສະວະກຳຊອບແວເພື່ອທົດລອງຮູບແບບທຸລະກິດໃໝ່ ແລະສະຖາປັດຕະຍະກຳຂອງແອັບພລິເຄຊັນເຊັ່ນ: ການບິນອະວະກາດ, ຍານຍົນ, ການບໍລິການດ້ານການເງິນ, ການພັດທະນາຜະລິດຕະພັນ ແລະການດູແລສຸຂະພາບ.ທີມງານອອກແບບອະວະກາດ ແລະ ອຸດສາຫະກຳແມ່ນອີງໃສ່ການສ້າງແບບຢ່າງເພື່ອສ້າງວິທີການ AM ໃໝ່ໃນອຸດສາຫະກຳ.ການໃຊ້ SLA ເຂົາເຈົ້າສາມາດສ້າງໂຄງການຫຼາຍສະບັບໄດ້ໄວຂຶ້ນໃນສອງສາມມື້ ແລະເລີ່ມທົດສອບໄວຂຶ້ນ.Rapid Prototyping ອະນຸຍາດໃຫ້ນັກອອກແບບ / ນັກພັດທະນາສາມາດສະຫນອງຄວາມຄິດທີ່ຖືກຕ້ອງຂອງວິທີການຜະລິດຕະພັນສໍາເລັດຮູບກ່ອນທີ່ຈະເອົາເວລາແລະເງິນຫຼາຍເກີນໄປເຂົ້າໄປໃນຕົວແບບ.ການພິມ 3 ມິຕິທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການພິມແບບຢ່າງໄວເຮັດໃຫ້ການພິມ 3D ອຸດສາຫະກໍາເກີດຂຶ້ນ.ດ້ວຍນີ້, ເຈົ້າສາມາດມີແມ່ພິມຂະຫນາດໃຫຍ່ເພື່ອອາໄຫຼ່ທີ່ຖືກສູບອອກຢ່າງໄວວາພາຍໃນໄລຍະເວລາສັ້ນໆ.

2. ປະຫວັດສາດ
ໃນຊຸມປີ 1970, Joseph Henry Condon ແລະຜູ້ອື່ນໆທີ່ Bell Labs ໄດ້ພັດທະນາລະບົບການອອກແບບວົງຈອນ Unix (UCDS), ອັດຕະໂນມັດວຽກງານທີ່ຫຍຸ້ງຍາກ ແລະ ຜິດພາດໃນການປ່ຽນຮູບແຕ້ມດ້ວຍຕົນເອງເພື່ອຜະລິດແຜ່ນວົງຈອນເພື່ອຈຸດປະສົງການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ການພັດທະນາ.

ໃນຊຸມປີ 1980, ຜູ້ວາງນະໂຍບາຍຂອງສະຫະລັດແລະຜູ້ຈັດການອຸດສາຫະກໍາໄດ້ຖືກບັງຄັບໃຫ້ສັງເກດວ່າຄວາມເດັ່ນຂອງອາເມລິກາໃນດ້ານການຜະລິດເຄື່ອງມືເຄື່ອງຈັກໄດ້ລະເຫີຍໄປ, ໃນສິ່ງທີ່ເອີ້ນວ່າວິກິດການເຄື່ອງມືເຄື່ອງຈັກ.ໂຄງການຈໍານວນຫລາຍໄດ້ຊອກຫາວິທີຕ້ານແນວໂນ້ມເຫຼົ່ານີ້ຢູ່ໃນພື້ນທີ່ CNC CAM ແບບດັ້ງເດີມ, ເຊິ່ງໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນໃນສະຫະລັດ.ຕໍ່ມາໃນເວລາທີ່ Rapid Prototyping Systems ຍ້າຍອອກຈາກຫ້ອງທົດລອງເພື່ອເຮັດການຄ້າ, ມັນໄດ້ຖືກຮັບຮູ້ວ່າການພັດທະນາແມ່ນລະດັບສາກົນແລ້ວແລະບໍລິສັດ prototyping ຢ່າງໄວວາຂອງສະຫະລັດຈະບໍ່ມີຄວາມຫລູຫລາທີ່ຈະປ່ອຍໃຫ້ຜູ້ນໍາພາເລື່ອນໄປ.ມູນນິທິວິທະຍາສາດແຫ່ງຊາດແມ່ນເປັນຮົ່ມສໍາລັບອົງການບໍລິຫານການບິນ ແລະອາວະກາດແຫ່ງຊາດ (NASA), ກະຊວງພະລັງງານຂອງສະຫະລັດ, ກະຊວງການຄ້າສະຫະລັດ NIST, ກະຊວງປ້ອງກັນປະເທດສະຫະລັດ, ອົງການໂຄງການຄົ້ນຄວ້າຂັ້ນສູງດ້ານປ້ອງກັນປະເທດ (DARPA), ແລະຫ້ອງການຂອງ ການຄົ້ນຄວ້າກອງທັບເຮືອປະສານງານການສຶກສາເພື່ອແຈ້ງໃຫ້ຜູ້ວາງແຜນຍຸດທະສາດໃນການພິຈາລະນາຂອງພວກເຂົາ.ຫນຶ່ງໃນບົດລາຍງານດັ່ງກ່າວແມ່ນ 1997 Rapid Prototyping ໃນເອີຣົບແລະຍີ່ປຸ່ນ Panel Report ທີ່ Joseph J. Beaman ຜູ້ກໍ່ຕັ້ງຂອງ DTM Corporation ສະຫນອງທັດສະນະປະຫວັດສາດ:

ຮາກຂອງເຕັກໂນໂລຊີ prototyping ຢ່າງໄວວາສາມາດຕິດຕາມການປະຕິບັດໃນພູມສັນຖານແລະຮູບປັ້ນ.ພາຍໃນ TOPOGRAPHY Blanther (1892) ໄດ້ແນະນຳວິທີການເຮັດແມ່ພິມເປັນຊັ້ນໆສຳລັບແຜນທີ່ພູມສັນຖານຂອງເຈ້ຍທີ່ຍົກຂຶ້ນມາ.Matsubara (1974) ຂອງ Mitsubishi ໄດ້ສະເຫນີຂະບວນການທາງພູມສັນຖານທີ່ມີນ້ໍາຢາງ photopolymer ແຂງຂອງຮູບເພື່ອສ້າງເປັນຊັ້ນບາງໆ stacked ເພື່ອເຮັດໃຫ້ແມ່ພິມຫລໍ່.ການຖ່າຍຮູບເປັນເຕັກນິກໃນສະຕະວັດທີ 19 ເພື່ອສ້າງສິ່ງຂອງແບບຈຳລອງສາມມິຕິທີ່ແນ່ນອນ.Francois Willeme ທີ່ມີຊື່ສຽງທີ່ສຸດ (1860) ໄດ້ວາງກ້ອງຖ່າຍຮູບ 24 ໜ່ວຍຢູ່ໃນແຖວວົງມົນ ແລະຖ່າຍຮູບວັດຖຸພ້ອມໆກັນ.ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຮູບ silhouette ຂອງແຕ່ລະຮູບໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອແກະສະຫຼັກ replica ໄດ້.Morioka (1935, 1944) ໄດ້ພັດທະນາຮູບປັ້ນຮູບປະສົມ ແລະຂະບວນການທາງພູມສັນຖານໂດຍໃຊ້ແສງທີ່ມີໂຄງສ້າງເພື່ອສ້າງຮູບຊົງຮູບຊົງຂອງວັດຖຸ.ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ສາຍສາມາດຖືກພັດທະນາເປັນແຜ່ນແລະຕັດແລະ stacked, ຫຼື projected ໃສ່ອຸປະກອນຫຼັກຊັບສໍາລັບການແກະສະຫລັກ.ຂະບວນການ Munz (1956) ຜະລິດຮູບພາບສາມມິຕິລະດັບຂອງວັດຖຸໂດຍການເປີດເຜີຍ, ຊັ້ນໂດຍຊັ້ນ, ຮູບ emulsion ຢູ່ໃນລູກສູບຕ່ໍາ.ຫຼັງຈາກການແກ້ໄຂ, ກະບອກໂປ່ງໃສແຂງມີຮູບພາບຂອງວັດຖຸ.

— Joseph J. Beaman
"ຕົ້ນກໍາເນີດຂອງ Prototyping ຢ່າງໄວວາ - RP ແມ່ນມາຈາກອຸດສາຫະກໍາ CAD ທີ່ມີການຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ໂດຍສະເພາະ, ດ້ານການສ້າງແບບຈໍາລອງທີ່ແຂງຂອງ CAD.ກ່ອນການສ້າງແບບຈໍາລອງແຂງໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີໃນທ້າຍຊຸມປີ 1980′, ແບບສາມມິຕິລະດັບໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນດ້ວຍກອບສາຍແລະດ້ານ.ແຕ່ບໍ່ແມ່ນຈົນກ່ວາການພັດທະນາຂອງການສ້າງແບບຈໍາລອງແຂງທີ່ແທ້ຈິງສາມາດຂະບວນການປະດິດສ້າງເຊັ່ນ RP ໄດ້ຖືກພັດທະນາ.Charles Hull, ຜູ້ທີ່ຊ່ວຍຊອກຫາ 3D Systems ໃນປີ 1986, ພັດທະນາຂະບວນການ RP ທໍາອິດ.ຂະບວນການນີ້, ເອີ້ນວ່າ stereolithography, ກໍ່ສ້າງວັດຖຸໂດຍການປິ່ນປົວຊັ້ນຕິດຕໍ່ກັນບາງໆຂອງຢາງບາງໆທີ່ອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບແສງ ultraviolet ດ້ວຍເລເຊີທີ່ມີພະລັງງານຕ່ໍາ.ດ້ວຍການນໍາ RP, CAD ແບບແຂງສາມາດມີຊີວິດຢ່າງກະທັນຫັນ."

ເທັກໂນໂລຍີທີ່ເອີ້ນວ່າ Solid Freeform Fabrication ແມ່ນສິ່ງທີ່ພວກເຮົາຮັບຮູ້ໃນມື້ນີ້ວ່າເປັນການສ້າງແບບຕົ້ນແບບຢ່າງໄວວາ, ການພິມ 3D ຫຼືການຜະລິດເພີ່ມເຕີມ: Swainson (1977), Schwerzel (1984) ໄດ້ເຮັດວຽກກ່ຽວກັບໂພລີເມີໄຊເຊລຂອງໂພລີເມີທີ່ອ່ອນໄຫວຢູ່ຈຸດຕັດກັນຂອງສອງລໍາແສງເລເຊີທີ່ຄວບຄຸມດ້ວຍຄອມພິວເຕີ.Ciraud (1972) ພິຈາລະນາການຝາກແມ່ເຫຼັກສະຕິກ ຫຼື electrostatic ກັບ beam ເອເລັກໂຕຣນິກ, laser ຫຼື plasma ສໍາລັບ cladding sintered.ສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນໄດ້ຖືກສະເຫນີທັງຫມົດແຕ່ມັນຍັງບໍ່ຮູ້ວ່າເຄື່ອງຈັກເຮັດວຽກໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນ.Hideo Kodama ຈາກສະຖາບັນຄົ້ນຄວ້າອຸດສາຫະກໍາເທດສະບານ Nagoya ເປັນຜູ້ທໍາອິດທີ່ເຜີຍແຜ່ບັນຊີຂອງຮູບແບບແຂງ fabricated ໂດຍໃຊ້ລະບົບ prototyping ຢ່າງໄວວາ photopolymer (1981).ລະບົບຕົ້ນແບບແບບໄວ 3 ມິຕິທຳອິດທີ່ອີງໃສ່ຕົວແບບ Fused Deposition (FDM) ໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນໃນເດືອນເມສາ 1992 ໂດຍ Stratasys ແຕ່ສິດທິບັດບໍ່ໄດ້ອອກຈົນຮອດວັນທີ 9 ມິຖຸນາ 1992. Sanders Prototype, Inc ໄດ້ນຳສະເໜີເຄື່ອງພິມ 3D inkjet desktop (3DP) ທຳອິດໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງພິມ. invention ຈາກເດືອນສິງຫາ 4,1992 (Helinski), Modelmaker 6Pro ໃນທ້າຍປີ 1993 ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເຄື່ອງພິມ 3D ອຸດສາຫະກໍາຂະຫນາດໃຫຍ່, Modelmaker 2, ໃນປີ 1997. Z-Corp ໂດຍໃຊ້ MIT 3DP powder binding for Direct Shell Casting (DSP) invented 1993 ຕະຫຼາດໃນປີ 1995. ເຖິງແມ່ນວ່າໃນຕອນຕົ້ນຂອງເຕັກໂນໂລຊີໄດ້ຖືກເຫັນວ່າມີສະຖານທີ່ໃນການປະຕິບັດການຜະລິດ.ຜົນຜະລິດທີ່ມີຄວາມລະອຽດຕ່ໍາ, ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງຕ່ໍາມີມູນຄ່າໃນການກວດສອບການອອກແບບ, ການເຮັດ mold, jigs ການຜະລິດແລະພື້ນທີ່ອື່ນໆ.ຜົນ​ໄດ້​ຮັບ​ໄດ້​ກ້າວ​ຫນ້າ​ຢ່າງ​ຕໍ່​ເນື່ອງ​ໄປ​ສູ່​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ສະ​ເພາະ​ທີ່​ສູງ​ຂຶ້ນ​.Sanders Prototype, Inc. (Solidscape) ໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນເປັນຜູ້ຜະລິດການພິມ Rapid Prototyping 3D Printing ກັບ Modelmaker 6Pro ສໍາລັບການເສຍສະລະຮູບແບບ Thermoplas tic ຂອງແບບຈໍາລອງ CAD ໃຊ້ເທກໂນໂລຍີ Drop-On-Demand (DOD) inkjet single nozzle.

ນະວັດຕະກໍາໄດ້ຖືກຊອກຫາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ເພື່ອປັບປຸງຄວາມໄວແລະຄວາມສາມາດໃນການຮັບມືກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການຜະລິດຈໍານວນຫລາຍ.ການພັດທະນາຢ່າງຫຼວງຫຼາຍທີ່ RP ແບ່ງປັນກັບພື້ນທີ່ CNC ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງແມ່ນແຫຼ່ງເປີດ freeware ຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກລະດັບສູງເຊິ່ງປະກອບເປັນລະບົບຕ່ອງໂສ້ເຄື່ອງມື CAD-CAM ທັງຫມົດ.ນີ້ໄດ້ສ້າງຊຸມຊົນຂອງຜູ້ຜະລິດອຸປະກອນ res ຕ່ໍາ.Hobbyists ໄດ້ເຮັດເຖິງແມ່ນວ່າ foray ເຂົ້າໄປໃນຄວາມຕ້ອງການຫຼາຍການອອກແບບອຸປະກອນຜົນກະທົບ laser

ບັນຊີລາຍຊື່ທໍາອິດຂອງຂະບວນການ RP ຫຼື Fabrication Technologies ຈັດພີມມາໃນປີ 1993 ຖືກຂຽນໂດຍ Marshall Burns ແລະອະທິບາຍແຕ່ລະຂະບວນການຢ່າງລະອຽດ.ມັນຍັງຕັ້ງຊື່ບາງເຕັກໂນໂລຢີທີ່ເປັນຕົວຊີ້ບອກຂອງຊື່ໃນບັນຊີລາຍຊື່ຂ້າງລຸ່ມນີ້.ຕົວຢ່າງ: ບໍລິສັດ Visual Impact Corporation ພຽງແຕ່ຜະລິດເຄື່ອງພິມຕົ້ນແບບສໍາລັບການຝາກຂີ້ເຜີ້ງແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ອະນຸຍາດສິດທິບັດໃຫ້ Sanders Prototype, Inc ແທນ.BPM ໃຊ້ inkjets ແລະວັດສະດຸດຽວກັນ.