Использование 3D-принтеров для прототипирования

Использование 3D принтеров для прототипирования

При проектировании новых моделей разнообразного оборудования порой трудно заранее предвидеть, как именно будут взаимодействовать между собой отдельные элементы конструкции. Еще сложнее точно рассчитать траекторию, по которой предстоит перемещаться движущимся узлам и определить характер влияния внешних сил. Чтобы не допустить грубой ошибки, выполняется прототипирование, то есть создание упрощённой модели разрабатываемого механизма. Упростить этот очень важный этап проектирования сегодня помогают 3D- принтеры, устройства, способные создавать трёхмерные объекты с помощью послойной печати.

От математической модели до макета

Обычный способ изготовления прототипа предусматривал использование чертежей с точным указанием размеров и какого-либо простого в обработке материала. В частности, при конструировании некоторых танков создавались деревянные макеты этих боевых машин, в том числе и в натуральную величину. Такая работа сама по себе отнимала немало времени – а ведь могло потребоваться и повторное выполнение прототипирования.

Между тем на основе чертежей совсем нетрудно построить математическую модель любого предмета, особенно в наши дни, когда проектирование осуществляется не на кульмане, а на компьютере. Полученные данные могут быть использованы трёхмерным принтером, который слой за слоем создаст задуманную конструктором деталь или целый механизм. Изготовление такого макета займёт совсем немного времени, более того, можно сразу же напечатать несколько различных вариаций одного и того же предмета.

Используемые материалы

Как известно, самые дешёвые 3D-принтеры могут создавать трёхмерные объекты только из специальных полимеров. Во многих случаях этого вполне достаточно, но далеко не всегда. Поэтому если от макета требуется высокий уровень прочности или строго определённый вес, который не может быть достигнут при использовании полимерных материалов, следует применить устройство, способное к работе с металлическим порошком. Такие принтеры оснащаются довольно мощным лазером, с помощью которого выполняется спекание отдельных частиц алюминия, никеля, бронзы или стали. Быстрее всего создаются трёхмерные макеты из легкоплавких металлов.