Кошик
6 отзыва

Особливості створення прототипів майбутніх виробів

Особливості створення прототипів майбутніх виробів
У середині 1990-х років конкуренція у світовій економіці досягла такого високого рівня, що споживачі почали буквально диктувати свої умови виробникам.

05.05.16

У середині 1990-х років конкуренція у світовій економіці досягла такого високого рівня, що споживачі почали буквально диктувати свої умови виробникам. Такі однакові речі як машини або годинник - перестали продаватися мільйонами штук. Оптимальною стала партія в кілька тисяч. Настала пора дрібносерійного виробництва. Однак підприємства зіткнулися з проблемою: виготовлення прототипів, лекал, різних форм, необхідних для випуску готової продукції, стало надто дорогим. У цей момент почався бум пристроїв, для виготовлення прототипів. Частина верстатів так і залишилася у виробничому секторі, але вгору простяглася еволюційна гілка, яка призвела до появи офісних принтерів твердотільних об’єктів. Як і у промислових систем створення прототипів, призначення цих пристроїв полягає у швидкому виготовленні зразків, що дозволяють побачити, як деталь буде виглядати в кінцевому варіанті. У процесі роботи важко виявити різні помилки і недоліки, використовуючи лише екран монітора, до того ж не всі здатні легко орієнтуватися в тривимірних проекціях. Але маючи реальну фізичну модель майбутнього виробу, можна виявити і усунути різні помилки, скорегувати процес. Крім того, прототип окремого виробу можна використовувати як концептуальну модель для візуалізації та аналізу загальної конструкції – аж до проведення деяких функціональних тестів (наприклад, продувки майбутнього автомобіля в аеродинамічній трубі), а загальна модель, в свою чергу, може знадобитися для виготовлення окремого інструментального оснащення. До того ж прототип може застосовуватися в маркетингових цілях, для реклами, при визначенні вартості виготовлення, а також для того, щоб швидше знайти взаєморозуміння між проектувальниками і замовниками, скорочуючи тим самим час виходу продукту на ринок. Прототипи представляють справді унікальні можливості для дослідження. Наприклад, компанія Porsche використовувала прозору пластикову модель трансмісії автомобіля 911 GTI для вивчення особливостей потоку мастила. 3D принтер, який «друкує» такі моделі, вирішує одну важливу проблему: економить час на реалізацію ідеї. Шлях від образу, що з'явився в голові інженера, до створення прототипу скоротився у кілька разів. В умовах конкурентної боротьби між промисловими гігантами виграш часу в кілька тижнів, означає випереджаючий вихід новинки. Крім виготовлення прототипів тривимірні принтери використовуються для швидкого малосерійного виробництва. Після колишніх методів прототипування, що існували до середини 80-х років, RP-системи ознаменували собою переворот в технології. Замість того щоб чекати появи моделі протягом декількох тижнів, конструктори тепер можуть отримувати їх через кілька годин або навіть хвилин за допомогою 3D друку. На професійному ринку пропонується цілий ряд RP-принтерів, які значно різняться за класами, цінами і можливостям. Найдешевше коштують монохроматичні 3d принтери, які роблять моделі невеликого об'єму для використання в концептуальному дизайні і швидкому прототипуванні. Ціни таких систем починаються з декількох десятків тисяч доларів. Найдорожчі – це виробничо-орієнтовані системи, які роблять точні кольорові моделі великого об'єму. Вартість таких машин – від сотні тисяч доларів. На жаль, техніка для швидкого прототипування поки не має побутового застосування, хоча й у пересічного користувача для тривимірного принтера знайшлося б чимало роботи. Однак якщо розвиток високих технологій буде йти з такою ж швидкістю (нагадаємо, що перший лазерний принтер теж коштував кілька сотень тисяч доларів), то, можливо, в найближчому майбутньому ми отримаємо побутовий 3d принтер і пакет 3D Paint на додачу. А поки вже почали вироблятися так звані принтери твердотільних об'єктів (Three Dimentional Printer, або 3d Printer) – недорогі системи, які будують фізичні моделі з доступного матеріалу за допомогою однієї або декількох струменевих головок подібно звичайному принтеру. Як і традиційні RP-машини, 3d принтери виготовляють реальні моделі по віртуальних, використовуючи в основному технології струминного моделювання (воскоподібні матеріали) і технології формування деталі з порошку, який твердне за допомогою зв'язуючої речовини. Нехай недорогі 3d принтери і не дають високої точності і міцності готового прототипу, але механічних властивостей таких моделей цілком достатні для візуалізації. Зате вартість об'єкта всього 5-10 дол. Для розміщення такого 3d принтера не потрібно ні спеціальних пристосувань, ні приміщень: вони можуть знаходитися безпосередньо в офісі, поблизу робочого місця художника або конструктора. Крім того, 3d принтери не використовують шкідливих матеріалів і процесів. Так, наприклад, копання Z Corporation застосовує в якості матеріалу спеціальний крохмально-целюлозний порошок і рідкий клей на водяній основі, який надходить із струменевої головки і пов'язує частки порошку, формуючи контур моделі. Для збільшення міцності моделі наявні порожнини можуть бути заповнені рідким воском. Висока швидкість є основною відмінністю цього концептуального пристрою, працюючи швидше конкурентів. Можливості 3d друку безмежні, компанія Lockheed продемонструвала на британському авіашоу в Фарнборо великий безпілотний літак, більша частина якого була виготовлена «методом тривимірного друку». Літак Polecat – це літаючий прототип, покликаний показати працездатність нової технології 3d друку. До переваг такого виготовлення деталей відноситься не тільки швидкість, але і порівняно низька вартість таких деталей, а це – головна мета. Ми стоїмо на порозі чергової революції, досі швидкість транспортування інформації значно перевершувала швидкість транспортування самої речовини. Висловлювалася думка, що нам ніколи не вдасться подолати цей бар'єр. Однак якщо припустити, що вже в недалекому майбутньому будь-хто зможе завантажити собі 3d модель будь-якого пристрою і тут же її роздрукувати, то ми в притик підійдемо до межі подолання цього бар'єру. Таким чином, найважливішими (і чи не єдиними) ресурсами, такими, що підлягатимуть продажу, залишаться джерела енергії та універсальна сировина для виробництва речей, ну і безпосередньо 3d принтери.
Попередні статті