Rapid Prototyping, czyli szybkie prototypowanie.

FORUM NARZĘDZIOWE OBERON
F
NUMER 01 (42) 2010
N
Rapid Prototyping,
czyli szybkie prototypowanie.
Rapid Prototyping, czyli szybkie prototypowanie. Dla jednych
codzienność, a dla innych marzenie, na które (jeszcze) nie można
sobie pozwolić. Nie ma najmniejszej wątpliwości, że niezależnie od
naszego stosunku do Rapid Prototyping, nie zaszkodzi wiedzieć
o nim więcej. Dlaczego? O tym zaraz…
Skąd wzięła się sama idea? Po co nam prototyp na co dzień?
Powodów znowu jest więcej niż jeden. Prototyp pozwala nam pomóc
określić wygląd przyszłego wyrobu, poprawność konstrukcyjną,
a także ocenić jego funkcjonalność jeszcze PRZED rozpoczęciem
kosztownej i czasochłonnej produkcji. Tym samym umożliwia nam
dokonanie analizy i wyrugowanie błędów przed zaangażowaniem
w produkcję pieniędzy i - co w dzisiejszych czasach jeszcze cenniejsze
– czasu (kiedy wszystkie zamówienia (gdy już są) klienci pragną mieć
zrealizowane „na wczoraj”). Nie trzeba bowiem nikomu tłumaczyć,
że w realiach, na których kryzys odciska coraz mocniej swe piętno,
brakuje miejsca na popełnianie błędów, które mogą zniszczyć nie
tylko nas samych ale i naszego klienta.
Gdy mowa jest o szybkim prototypowaniu wypadałoby
sprecyzować, o jakim z rodzajów Rapid Prototyping będę pisał.
Podziału można bowiem dokonać na kilka sposobów, ze względu na
rodzaj techniki, którą prototypowanie jest wykonywane, materiału
– wykorzystywanego do tworzenia prototypu, grubości osiąganych
warstw w wydruku i wielu innych. „Skąd tak mało precyzyjny opis?”
– ktoś mógłby zapytać. Odpowiedź jest równie prosta, jak samo
Rapid Prototyping. Jest to stosunkowo nowa dziedzina dynamicznie
się rozwijająca i stąd funkcjonuje kilka systematyk, uwzględniających
coraz to nowsze metody szybkiego prototypowania.
Pisząc Rapid Prototyping mam na myśli jednak metody
addytywne. W przeciwieństwie do obróbki ubytkowej
10
(np. w centrach CNC) materiałów przypominających bardziej
piankę i rzadko kiedy spełniających wymagania wytrzymałościowe
docelowego produktu, metoda ta polega na „dokładaniu” materiału.
W skrócie? „Na początku było Słowo…”. U nas na początku jest
rysunek CAD, po przesłaniu którego maszyna wie, „o co nam
chodzi” i dosłownie drukuje w swoim wnętrzu odpowiadający
rysunkowi (i, jeśli taka jest konieczność – skali) wyrób. Na tym etapie
powinniśmy wiedzieć, jaki efekt chcemy otrzymać. Czy prototyp
ma spełniać założenia wytrzymałościowe? Jak bardzo zależy nam
na dokładności? Ma być jednobarwny, czy mienić się kolorami? Czy,
i które więzy mają być elastyczne? Te pytania pozwalają wybrać nam
jedną z wielu dostępnych metod. Nie ma niestety łatwej odpowiedzi
pomagającą wybrać „jedyną i słuszną”. W zależności od produkcji,
od celów, a także od nas samych zależy, czy wybierzemy maszynę
droższą z tańszymi materiałami eksploatacyjnymi, czy tańszą, której
użytkowanie jednak więcej nas będzie kosztować w czasie. Wiadomo
również nie od dziś, że za dokładność i przede wszystkim za bardziej
zaawansowane możliwości się… płaci.
Do dyspozycji mamy metody zgrzewające termoplastyczne
tworzywa, jak również proszki metalowe (stopy brązu, stali
narzędziowych i proszki tytanu to tylko kilka z możliwości – w dodatku
można je łączyć). Materiały mogą być zgrzewane (za pomocą wiązki
promienia laserowego (technologia DMLS i SLS)), utwardzane
(za pomocą promieni światła UV w przypadku fotopolimerów
(PolyJet)), lub też klejone ze sobą. Ilu producentów - tyle
opatentowanych metod, z których każda wyróżnia się jakimś
atutem. Same maszyny charakteryzuje znaczne zróżnicowanie
w zależności tak od ceny jak i przeznaczenia. Dostępne są niewielkie
„drukarki”, które z powodzeniem zmieszczą się obok komputera na
biurku. Oferując mało satysfakcjonującą dokładność jednych cieszą
się powodzeniem wśród innych ze względu na niskie ceny. Obok nich,
oferując grubości warstw rzędu kilkunastu mikronów plasują się
urządzenia oferujące prócz precyzji również inne możliwości: druk
wielokolorowy (24bitowa paleta kolorów), czy wspominane mieszanie
różnych polimerów dzięki którym otrzymujemy wiele syntetycznych
„materiałów” o różnych właściwościach tak wytrzymałościowych jak
użytkowych, różniących się od siebie powierzchnią, twardością, itp..
Kolejnym atutem droższych urządzeń jest możliwość „rozbieralnego”
i/lub ruchomego prototypu, czyli takiego, który posiadając części np.
rozkręcane będzie oferował ich rozłożenie podczas demonstracji.
„No dobra, ale ile za takie cuda?” – ktoś mógłby spytać. Ceny
wahają się podobnie, jak w przypadku samochodów; od kwot rzędu
kilku przez kilkanaście do kilkudziesięciu tysięcy Euro. Kiedy weźmiemy
NUMER 01 (42) 2010
FORUM NARZĘDZIOWE OBERON
F
N
jednak pod uwagę takie skutki „błędu w sztuce” produkcyjnej, jak
upadłość, wtedy inwestycja w (nawet niewielką) drukarkę drukującą
trójwymiarowe prototypy przestaje odstręczać nas aż tak bardzo.
Dobrze wiedzą o tym ci, którzy już takowe urządzenia posiadają
i planują inwestować w kolejne.
Rapid Prototyping to nie tylko zbiór technik. To pojęcie, które
również można by podciągnąć pod pojęcie filozofii zakładów
produkcyjnych naszych czasów. Rzadko kiedy wystarcza bowiem
sam rysunek 3D - wygodny, nie oszukujmy się - głównie dla nas
samych. Wizualizacje rozmaitej maści, choć praktyczne, nadal nie
odpowiadają na wszystkie pytania klienta. Często okazuje się,
że dotknięcie prototypu gotowego wyrobu pomogłoby rozwiać
ewentualne wątpliwości ze jego strony, pozwoliłoby również na
lepsze zrozumienie problemu przez nas samych.
Tym, których mogłaby od tematu odstręczyć sama cena warto
wspomnieć, że nie musimy od razu kupować drukarki 3D. Jeśli
zmuszeni sytuacją finansową lub powodowani zwykłą ostrożnością,
nie chcemy rzucać się od razu na „głęboką wodę” Rapid Prototyping,
szczerze polecam na samym początku skorzystanie z usług firm
zajmujących się prototypowaniem na zlecenie. Po drugim, trzecim
i jeszcze kolejnym prototypie sami będziemy znali mankamenty
i atuty stosowanych do ich wytworzenia technologii. Tym samym,
wybór (przed którym zapewne, po którejś kalkulacji kosztów
zleceń prototypowania, staniemy) naszego własnego urządzenia
drukującego w trzech wymiarach będzie bardziej trafiony i nie
będzie (jak to niestety czasem bywa) inwestycją kurzącą się
w kącie, o której wspomina się półgębkiem lub nawet wcale.
A drukowane przez nas prototypy nie tylko podbiją serca klientów
ale staną się niewątpliwym atutem, którym, dosłownie, konkurencji
będziemy mogli „pomachać przed nosem”.
Jan Dyrda
MASZYNY
• głębokość wiercenia
do 2100 mm
DO GŁĘBOKIEGO
• średnice wiercenia
od 3 do 65 mm
WIERCENIA
• od 3 do 6 osi sterowanych
numerycznie
PRZEDSTAWICIELST WO W POLSCE
TBI Technology Spółka z o.o.
47-400 Racibórz, ul. S. Batorego 7
tel. +48 32 777 43 61
www.tbitech.pl, [email protected]
* FirmaMAC-TECzajmujesię:
- sprzedażą używanych elektrodrążarek
erozyjnych od ok. 15 lat.
* Naszaofertaobejmuje:
- wycinarki drutowe,
- elektrodrążarki wgłębne oraz
- maszyny do otworów
* jakrównież:
- centra obróbcze,
- frezarki i HSC maszyny.
* Zajmujemysięrównież:
- kupnem używanych maszyn.
MACTECe.K.
Dahlienweg8
D-56281Emmelshausen
Tel.:+49-(0)6747-948001
Fax.:+49-(0)6747-948002
E-Mail:[email protected]
Internet:www.mac-tec.de
11