Быстрое прототипирование
Бы́строе прототипи́рование, сокр. БП — технология быстрого «макетирования», быстрого создания опытных образцов или работающей модели системы для демонстрации заказчику или проверки возможности реализации. Прототип позже уточняется для получения конечного продукта.
Термин используется как в информационных технологиях для обозначения процесса быстрой разработки программного обеспечения (см. RAD), так и в технологиях, связанных с изготовлением физических прототипов деталей.
Содержание
Быстрое прототипирование в изготовлении физических объектов
Примерно с начала 1980-х начали интенсивно развиваться технологии формирования трёхмерных объектов не путём удаления материала (точение, фрезерование, электроэрозионная обработка) или изменения формы заготовки (ковка, штамповка, прессовка), а путём постепенного наращивания (добавления) материала или изменения фазового состояния вещества в заданной области пространства. На данный момент значительного прогресса достигли технологии послойного формирования трёхмерных объектов по их компьютерным образам. Эти технологии известны под разными терминами, например, SFF (Solid Freeform Fabrication), FFFF (Fast Free Form Fabrication) или CARP (Computer Aided Rapid Prototyping), однако наибольшее распространие получил термин RP&M (Rapid Prototyping and Manufaсturing) или просто RP (Rapid Prototyping) — быстрое прототипирование (БП).
Во многих отраслях промышленности (в автомобиле- и самолётостроении, электронике, приборостроении, промышленном и художественном дизайне, медицине) создаются сложные машины, оборудование или объекты сложной формы, для разработки которых изготавливается множество экспериментальных образцов, моделей и макетов деталей, требующих много времени для конструирования и изготовления. Технологии БП позволяют в десятки раз сократить время и затраты на разработку новых изделий, а также повысить качество разработки. Конструктор получает в свои руки рабочую модель почти так же легко и быстро, как чертёж с принтера или плоттера, что позволяет значительно повысить эффективность его работы.
Количество действующих установок БП измеряется десятками тысяч и их число быстро растёт. Крупные компании, как правило, эксплуатируют до десятка установок, более мелкие пользуются услугами специализированных центров быстрого прототипирования.
В настоящее время используется несколько технологий быстрого прототипирования. Среди них:
- стереолитография (STL — sterolithography);
- отверждение на твёрдом основании (SGC — Solid Ground Curing);
- нанесение термопластов (FDM — Fused Deposition Modelig);
- распыление термопластов (BPM — Ballistic Particle Manufacturing);
- технология многосопельного моделирования (MJM — Multi Jet Modeling)
- лазерное спекание порошков (SLS — Selective Laser Sintering);
- моделирование при помощи склейки (LOM — Laminated Object Modeling).
Все названные технологии предполагают наличие трёхмерной компьютерной модели детали. Большинство известных САПР обеспечивают экспорт моделей в стандартном для быстрого прототипирования формате STL формат.
Некоторые из установок БП называют трёхмерными принтерами.
Преимущества технологий БП
- Сокращение длительности технической подготовки производства новой продукции в 2-4 раза.
- Снижение себестоимости продукции, особенно в мелкосерийном или единичном производстве в 2-3 раза.
- Значительное повышение гибкости производства.
- Повышение конкурентоспособности производства.
- Сквозное использование компьютерных технологий, интеграция с системами САПР.
Недостатки технологий БП
- Относительно высокая цена установок и расходных материалов.
- Невысокая точность
- Относительное низкая прочность моделей
С течением времени недостатки постепенно устраняются - снижаются цены, увеличивается выбор технологий и материалов.
