选择快速成型过程
比较各种3D打印、CNC加工和注塑技术，找到最适合您的项目的工艺beplay体育下载ios
使用快速原型制造部件来测试组件的适合性和功能，可以帮助您的产品比竞争对手更快地推向市场。根据您的测试和分析结果，可以对设计、材料、尺寸、形状、装配、颜色、可制造性和强度进行调整。
当今的产品设计团队可以使用许多快速的原型制作过程。一些原型工艺使用传统的制造方法来生产原型，而其他技术则是最近才出现的。
什么是快速原型?
快速原型设计是产品开发过程中常见的早期步骤，用于快速迭代初始设计。在产品开发的这一阶段，设计师或工程团队主要关注测试产品或组件的形式、适合性和功能。通常这种设计被称为最小可行产品(MVP)，因为它只包含测试和获得用户反馈所必需的基本功能。在产品开发的这个阶段，速度通常是最有价值的，因此首选快速转弯或3D打印或CNC加工等数字化制造工艺。这使得产品设计师可以在短时间内测试多次迭代或设计，并更快地完成设计。
快速成型的优势是什么?
快速原型的主要优势有两个方面。首先，它确保产品或组件实现其设计目标，因为它可以通过用户反馈或功能测试进行验证。其次，它有助于最小化成本，因为团队不需要对零件生产运行所需的工具或制造设备进行资本投资。相反，更低产量、更经济的制造工艺，如3D打印、CNC加工或铝模具注塑，可以以更低的成本满足快速原型的制造需求。beplay体育下载ios
制作原型的方法有很多种。随着原型制作过程的不断发展，产品设计师不断尝试确定哪种方法或技术最适合他们独特的应用。本白皮书探讨了目前可供设计师使用的主要原型制作过程的优点和缺点。它提供了过程描述，并讨论了每个特定的原型选项生产的部件的材料特性。此外，一个有用的树突出了设计师在选择原型过程时必须考虑的关键问题。最终，我们的目标是帮助您为产品开发周期选择最佳的原型制作过程。
比较原型制作过程
| SLA | 有限元 |
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SLA是一种工业3D打印或增材制造工艺，使用计算机控制的激光在一池可紫外线固化的光聚合物树脂中制造零件。激光用于在液体树脂表面描出并固化零件设计的横截面。然后将固化层降低到液态树脂表面以下，重复该过程。每个新固化的层都粘附在它下面的层上。这个过程一直持续到零件完成。
优点
对于概念模型、化妆品原型和复杂的设计，与其他添加剂工艺相比，SLA可以生产具有复杂几何形状和优异表面光洁度的部件。成本具有竞争力，技术可从多个来源获得。 缺点 |
| SLS | 选择性激光烧结 |
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SLS是Protolabs提供的五种添加剂工艺之一。在SLS过程中，由计算机控制的CO2激光从底部向上吸到尼龙基粉末的热床上，在那里它轻轻烧结(融合)粉末成固体。在每一层之后，一个滚筒在床的顶部铺上一层新的粉末，然后重复这个过程。SLS使用刚性尼龙或与实际工程热塑性塑料类似的弹性TPU粉末，因此零件表现出更大的韧性和精度，但表面粗糙，缺乏细节。SLS提供了一个大的构建量，可以生产具有高度复杂几何形状的部件，并创建耐用的原型。
优点
SLS部件往往比SLA部件更精确和耐用。该工艺可以制造具有复杂几何形状的耐用零件，适用于一些功能测试。
缺点
零件有颗粒状或沙质纹理，工艺有有限的树脂选择。 |
| 摘要 | 直接金属激光烧结 |
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DMLS是一种增材制造技术，生产金属原型和功能，最终用途部件。DMLS使用激光系统在雾化金属粉末的表面上作画。它把粉末焊接成固体。在每一层之后，刀片会添加一层新的粉末，并重复这一过程。DMLS可以使用大多数合金，使原型机成为全强度、功能硬件，使用与生产部件相同的材料。如果在设计时考虑到可制造性，如果需要增加产量，它也有可能过渡到金属注射成型beplay体育下载ios
优点
DMLS从各种金属中生产坚固(通常密度为97%)的原型，可用于功能测试。由于部件是一层一层地建造的，因此可以设计出无法铸造或以其他方式加工的内部特征和通道。零件的机械性能与常规成形零件相同。 缺点 |
| FDM | 熔融沉积模型 |
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FDM采用挤压法即熔融和重新固化热塑性树脂(ABS，聚碳酸酯，或ABS/聚碳酸酯混合物)在层形成成品原型。因为它使用真正的热塑性树脂，它比粘结剂喷射更强，可能在功能测试中使用有限。
优点
FDM部件价格适中，相对坚固，可以用于一些功能测试。该工艺可以制造具有复杂几何形状的零件。 缺点 |
| MJF | 多射流融合 |
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MJF使用喷墨阵列选择性地在尼龙粉床上应用融合和细化剂，然后通过加热元件融合成固体层。在每一层之后，粉末分布在床的顶部，这个过程重复直到零件完成。当构建完成时，整个粉末床与封装的部分被移动到加工站，在那里大部分松散的粉末被一个集成真空去除。然后，零件被喷珠以去除任何剩余的残余粉末，然后最终到达整理部门，在那里它们被染成黑色，以改善外观。
优点
MJF可以在一天内快速生产功能性尼龙原型和最终用途的生产部件。与SLS等工艺相比，最终零件表现出高质量的表面光洁度，精细的特征分辨率，以及更一致的机械性能。
缺点
目前MJF仅限于PA12尼龙，而SLS具有更好的小特征精度(小特征公差)。 |
| PJET | PolyJet |
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PolyJet使用一个打印头喷层光敏树脂固化，一个接一个，使用紫外线。层很薄，允许质量分辨率。该材料由凝胶基质支撑，该凝胶基质在零件完成后被移除。弹性体部件是可能的PolyJet。
优点
这个过程是适度定价，可以原型复模件与柔性和刚性材料可以生产多种颜色选择的零件，并轻松复制复杂的几何形状。
缺点
PolyJet零件有有限的强度(与SL相当)一个）并且不适合进行功能测试．虽然PolyJet可以制造具有复杂几何形状的零件，但它无法深入了解设计的最终可制造性。此外，随着时间的推移，颜色暴露在光线下会变黄。 |
| 数控 | 计算机数控加工 |
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在机械加工中，固体块(或杆料)由塑料或金属制成的模具被夹进数控铣床或车床分别并通过减法加工切割成成品。这个方法一般对任何添加剂都具有超强的强度和表面光洁度制造业的过程。它还具有塑料的完整、均匀性，因为它是由挤压或压缩成型的热塑性树脂固体块制成的，而大多数添加剂工艺使用类似塑料的材料，并且是分层建造的。材料选择的范围允许部件与所需的材料性能，如:拉伸强度，抗冲击性，热变形温度，耐化学性和生物相容性。良好的公差可以产生适合于配合和功能测试的零件，夹具和夹具，以及最终用途应用的功能组件．许多制造商，包括Protolabs，使用3轴铣削和5轴索引铣削工艺随着转弯制造零件一个工程级塑料和金属的范围。
优点
机加工零件具有良好的表面光洁度和相当强的强度，因为它们使用工程级热塑性塑料和金属。与3D打印一样，一些供应商可以在一天内交付定制原型。
缺点
数控加工可能会有一些几何限制，有时内部加工比3D打印工艺更昂贵。因为这个过程是去除材料而不是添加材料，所以铣削底边有时会很困难。 |
| 即时通讯 | beplay体育下载ios |
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快速注射成型beplay体育下载ios是通过将热塑性树脂注入模具，就像在生产注射成型一样。使这一过程“快速”的是用于生产模具的技术，模具通常由铝制成，而不是生产模具中使用的传统钢材。成型零件坚固，有优良的表面处理。它也是塑料零件的行业标准生产工艺，因此在情况允许的情况下，在相同的工艺中进行原型制作具有固有的优势。几乎所有的工程级别塑料或液体硅橡胶(LSR)可以使用，因此设计师不受原型制作过程的材料限制。
优点
模压部件由一系列工程级材料制成，具有优异的表面光洁度，并且是生产阶段可制造性的优秀预测器。 缺点 |
选择流程
使用下面的决策树，根据你在原型制作过程中的位置，缩小对你来说最重要的因素，根据需要参考这个决策树信息图下面的定义。
定义
定义不同，在不同的组织中可能有所不同，但下面的定义可以作为起点。
概念模型为证明一种思想而制作的物理模型。概念模型允许来自不同功能领域的人看到想法，激发思考和讨论，并推动接受或拒绝。
原型属性
速度:将计算机文件转换为物理原型的周转时间
外观:任何视觉属性:颜色、纹理、大小、形状等。
装配/适合测试:制造一个组件的部分或全部部件，把它们放在一起，看它们是否合适。在总体水平上，这将检查设计错误，例如在2英寸处放置两个制表符。间距和配合槽在1英寸。间距。在精细的层面上，这是一个微小的尺寸差异和公差问题。显然，任何涉及公差的测试都需要使用实际的制造工艺或具有类似公差的工艺。
原型属性
形状:零件的形状:特征和尺寸
配合:零件与其他零件的配合方式
功能测试:观察一个零件或组件在受到应力时如何工作，这代表了它在实际应用中所看到的情况。
原型属性
耐化学性:耐化学物质，包括酸，碱，碳氢化合物，燃料等。
机械性能:用抗拉强度、抗压强度、弯曲强度、冲击强度、抗撕裂强度等来衡量零件的强度。
电学性质:电场与零件的相互作用。这可能包括介电常数、介电强度、耗散因子、表面和体积电阻、静态衰减等。
热性能:随着温度的变化而发生的机械性能的变化。这些可能包括热膨胀系数，热变形温度，维卡软化点等。
光学特性:透射光的能力。可能包括折射率、透过率和雾度。
寿命测试:测试可能随时间而变化的特性，这些特性对于产品在预期寿命内保持功能非常重要。寿命测试通常涉及将产品置于极端条件下(例如，温度、湿度、电压、紫外线等)，以估计在较短的时间内，产品在其预期寿命内将如何反应。
原型属性
机械性能(疲劳强度):在各种应力水平下承受大量载荷循环的能力。
老化性能(紫外线，蠕变):能够承受紫外线照射，并具有可接受的降解量;能够承受对具有可接受的永久挠度水平的部件的长期施加的力。
管理测试:由监管或标准组织或机构规定的测试，以确保部件适合特定用途，如医疗、食品服务或消费者应用。例如，保险商实验室(UL)、加拿大标准协会(CSA)、美国食品和药物管理局(FDA)、美国联邦通信委员会(FCC)、国际标准组织(ISO)和欧盟委员会(EC)。
Prototyping属性
可燃性:树脂或零件在火焰存在时的耐燃性。
EMI/RFI特性:树脂、部件或组件屏蔽或阻挡电磁干扰或射频干扰的能力。
食品等级:用于在制备、供应或食用过程中与食品接触的树脂或部分的批准。
生物相容性:树脂或部分在体外或体内与人或动物身体接触而不引起不当不良反应(例如刺激、血液相互作用、毒性等)的能力。生物相容性对于外科器械和许多医疗设备都很重要。
总结
原型模型通过从这些原型的性能和反应中获得宝贵的数据，帮助设计团队做出更明智的决策。在产品开发周期的这一阶段收集的数据越多，预防潜在的产品或制造问题的机会就越大。如果遵循一个经过深思熟虑的原型设计策略，那么产品将有更大的机会按时推出市场，被接受，可靠地运行，并盈利。
制作原型的最佳方法是什么?答案取决于你所处的阶段以及你想要达到的目标。在设计过程的早期，当想法自由流动时，概念模型是有帮助的。随着设计的进行，具有预期最终产品的尺寸、光面、颜色、形状、强度、耐用性和材料特征的原型变得越来越重要。因此，使用正确的原型过程是至关重要的。为了最有效地验证您的设计，请密切关注设计的这三个关键元素:功能性、可制造性和可行性。
如果你的原型能够忠实地代表最终产品的属性，那么这就是定义功能 这些要求通常包括材料性能(例如，耐燃性)、配合部件的尺寸精度和外观的表面修饰。
如果你的原型设计能够以一种支持最终产品需求的方式重复且经济地生成，那么它就是定义上的原型设计可制造的 这些要求包括如上所述维持设计功能的能力，保持零件成本低于要求的水平，并支持生产计划。无论多么伟大的设计，如果不能被制造出来，它将无处可去。确保你的原型制作过程考虑到了这一点。
最后，即使你的原型设计是功能性的和可制造的，这并不意味着任何人都会想要使用它。 原型是验证的唯一正确方法生存能力在这个意义上的设计。 如果你的设计还能通过与市场试验(例如，贸易展览展示，可用性测试)和监管测试(例如，医疗设备的FDA测试)相关的挑战，那么你就在通往成功产品发布的道路上。
