快速原型:从晦涩的技术到主流服务

快速原型:从晦涩的技术到主流服务

快速原型:从晦涩的技术到主流服务

很久以前,这两个快速原型和快速制造看起来像是科幻小说里的术语。如今,它们都被高度利用,并提出了一种标准的方式,以快速和成本效益的方式生产零件。

从3D打印机到激光微加工设备,快速原型呈现出许多主流形式。引领这项技术的数学概念是由Herb Voelker教授提出的,他在20世纪70年代进行了计算机科学和实体建模研究,并在80年代研究了机床和数字计算机编程。20世纪90年代,卡尔•迪卡德将这些原理应用到一种制造技术——选择性激光烧结。因此,导致3D打印、激光微细制造和快速产品原型的技术进化道路开始了。

直到最近,这些概念对公众来说还是陌生的。如今,简单的3D打印机已经可以在消费者商店买到。巴拉克·奥巴马总统在2013年的国情咨文中赞扬了快速原型机的能力、革命性潜力和可用性。这项技术不再晦涩难懂。现在有几种技术,包括立体平版印刷,数控加工,注塑成型,钣金成型,铝和塑料挤出,等等。

当今的许多过程都涉及到3D计算机辅助设计(CAD)模型。这通常被转换成立体平版模型,并以数字方式切割成横截面。详细的几何学用于分析这些层,并将数据转换成形成物理对象的机械动作。

快速原型使公司能够快速开发和测试产品的初始迭代。然而,这个概念并不局限于原型。许多终端产品也通过这种方式制造出来,这要归功于选择性激光烧结技术,这种技术非常精确。高速飞秒激光正在增强微加工和微加工工具。这些可以加热一个非常小的区域(小到1微米),而不改变它周围的任何区域。这种超高的精度进一步得益于复杂、同步的光学和运动控制系统以及专门的软件。

诸如烧蚀激光微加工等技术已经非常成熟,适合主流工业生产。快速制造被用于制造燃油喷嘴和其他汽车部件,以及消费电子产品的有机发光二极管。微型制造也出现在三维空间中。增材微制造允许设计师在不移除实体材料的情况下,一层一层地构建微结构。因此,更有效地利用材料是可能的,电子、生物医学和装饰结构制造商从中受益。微电子机械系统的生产速度也在加快。

因此,快速成型和制造是当今科技、快节奏世界的主流。对于制造商来说,具有生产力、效率和竞争力的工具是唾手可得的。就在几十年前,专家们的工作开始了,使产品原型制作流程得以流线型地应用于今天的许多行业。