Материалы для быстрого прототипирования могут включать термопласты для FDM, фотополимерные смолы для SLA, нейлоновые материалы для SLS, сплавы для аддитивного производства металлов, металлы для обработки на ЧПУ, пластики для обработки на ЧПУ, листовые материалы и смолы для литья прототипов. Выбор материала зависит от процесса быстрого прототипирования и целей тестирования покупателя. Практическая проблема RFQ заключается в подборе материала прототипа, соответствующего внешнему виду, прочности, термостойкости, точности размеров, гибкости, электрическим свойствам, качеству поверхности и риску использования материала, идентичного серийному.
Покупатели должны выбирать материалы для прототипа, исходя из того, что должен подтвердить прототип. Визуальный прототип может требовать хорошего качества поверхности и цвета. Функциональный прототип может нуждаться в прочности, жёсткости, термостойкости или химической стойкости. Прототип, максимально приближенный к серийному, может требовать материал, близкий к конечному литьевому, механически обработанному, литому или изготовленному из листового материала.
В RFQ следует указать, требуется ли материал для оценки внешнего вида, посадки, механических испытаний, герметичности, термических испытаний, электроизоляции, проводимости, износа, коррозионной стойкости или для презентации заказчику. Это предотвращает выбор поставщиком удобного материала, который не отвечает на инженерный вопрос покупателя.
FDM 3D-печать обычно использует термопластичные филаменты для концептуальных моделей, приспособлений, проверки посадки и базовых функциональных прототипов. ABS, PLA, PETG, нейлон, TPU, смеси поликарбоната и наполненные материалы могут быть рассмотрены в зависимости от требований к прочности, гибкости, температуре, качеству поверхности и возможности печати.
FDM часто полезен, когда покупателю требуется быстрая итерация геометрии или прочная модель для манипуляций. Покупатель должен указать направление слоёв, ожидаемую нагрузку, качество поверхности и воздействие температуры, так как напечатанные термопласты могут вести себя иначе, чем литьевой пластик.
SLA 3D-печать использует фотополимерные смолы и часто выбирается для мелких деталей, гладких поверхностей, прозрачных моделей, маленьких элементов и прототипов внешнего вида. Стандартные, прочные, гибкие, термостойкие, литьевые и прозрачные семейства смол могут быть рассмотрены в зависимости от цели прототипа.
Прототипы из SLA смолы полезны для оценки внешнего вида и посадки, но поведение смолы может не соответствовать серийным термопластам. Покупатели должны указать, будет ли деталь подвергаться нагрузке, воздействию тепла, окраске, полировке или использоваться только для визуальной оценки.
SLS материалы, такие как нейлоновые порошки, полезны для сложных пластиковых прототипов, функциональных геометрий, живых шарниров в подходящих конструкциях, решётчатых структур, зажимов, воздуховодов, крышек и сборок, которые выигрывают от печати без поддержек. SLS часто рассматривается, когда покупателю требуется более функциональное поведение пластика, чем у визуальной модели из смолы.
В RFQ следует указать направление прочности, текстуру поверхности, цвет, требования к герметичности и необходимость последующей обработки, такой как окрашивание, сглаживание, покрытие или сборка. Если конечная деталь будет литься под давлением, покупатель также должен подтвердить, какие результаты прототипа могут быть перенесены в решения по литью.
Прототипирование на ЧПУ может использовать алюминий, нержавеющую сталь, углеродистую сталь, латунь, медь, титан, инженерные пластики, акрил, POM, нейлон, PC и другие обрабатываемые материалы, когда прототипу требуется механическое поведение, близкое к серийному, или точные функциональные элементы. Точный материал следует выбирать исходя из нагрузки, температуры, коррозионной стойкости, проводимости, веса и требований к отделке.
Обработка на ЧПУ часто лучше, чем 3D-печать, когда прототип включает резьбовые отверстия, обработанные базы, уплотнительные поверхности, посадочные места под подшипники, металлическую прочность или специфическое поведение инженерных пластиков. Покупатели должны указать марку материала, критические допуски, качество поверхности и требования к контролю в RFQ.
Прототипы из листового металла обычно используют алюминиевый лист, лист нержавеющей стали, лист углеродистой стали, оцинкованную сталь, латунь или медь в зависимости от прочности, коррозионной стойкости, веса и гибкости. Выбор материала влияет на лазерную резку, гибку металла, сварку, покрытие и точность сборки.
Быстрое литьё и литьё под давлением прототипов могут использовать термопласты, выбранные для имитации конечной литой детали. ABS, PC, нейлон, PP, POM, TPE и другие инженерные пластики могут быть рассмотрены в зависимости от толщины стенок, рёбер, бобышек, защёлок, теплового воздействия, химического воздействия и требований к внешнему виду. Покупатель должен подтвердить, является ли смола прототипа точным серийным материалом или только близким заменителем.
Свойство материала прототипа | Почему это важно | Детали для RFQ |
|---|---|---|
Прочность и жёсткость | Определяет нагрузку, работу защёлок, кронштейнов и корпусов. | Укажите нагрузку, усилие сборки и коэффициент запаса, если известны. |
Термостойкость | Определяет испытания вблизи двигателей, батарей, осветительных или тепловых систем. | Укажите рабочие температуры и температуры испытаний. |
Гибкость | Определяет работу уплотнений, зажимов, рукояток и эластомерных элементов. | Укажите твёрдость, прогиб и ожидаемую усталость. |
Качество поверхности | Определяет визуальную оценку, покрытие, герметизацию и оценку заказчиком. | Укажите видимую сторону и требования к отделке. |
Электрические свойства | Определяют изоляцию, проводимость, заземление и контроль зазоров. | Укажите, требуется ли проводимость или изоляция. |
Сходство с серийным | Определяет, можно ли использовать результаты испытаний прототипа для принятия решений по оснастке. | Укажите конечный серийный процесс и целевой материал. |
Покупатели должны отправлять CAD-файл, чертёж, целевой материал, допустимые альтернативные материалы, предпочтительный процесс прототипирования, количество, цель испытаний, критические размеры, качество поверхности, функциональные требования и ожидаемый серийный процесс. Если покупатель не знает наилучший материал, в RFQ следует описать условия испытаний, и поставщик сможет рекомендовать варианты.
Чёткий RFQ на материал помогает избежать выбора материала прототипа, который выглядит приемлемо, но не выдерживает испытаний. Лучший материал для быстрого прототипирования — это материал, который отвечает на конкретный вопрос покупателя по дизайну, функции или производственному риску.
Какие услуги быстрого прототипирования наиболее широко используются?
Что такое функциональный прототип в производстве быстрого прототипирования?
Какие материалы обычно используются в промышленной 3D-печати?
Какие материалы лучше всего подходят для обработки на ЧПУ в критических приложениях?
Какие материалы можно использовать в индивидуальном литье под давлением?