Τι είναι ένα γρήγορο πρωτότυπο μοντέλο;

Ένα γρήγορο πρωτότυπο μοντέλο είναι συνήθως ένα πλαστικό ή μεταλλικό τμήμα που δημιουργείται από ένα σχέδιο υπολογιστή, το οποίο επιτρέπει σε έναν πελάτη να αναθεωρήσει ένα προϊόν υπό ανάπτυξη.Ξεκινώντας από τα τέλη του εικοστού αιώνα, αναπτύχθηκε λογισμικό υπολογιστών που επέτρεψε στους σχεδιαστές να δημιουργήσουν τρισδιάστατα (3D) σχέδια.Η παράλληλη ανάπτυξη του εξοπλισμού που θα μπορούσε να δημιουργήσει φυσικές δομές από αυτά τα σχέδια οδήγησε στην επιχείρηση ταχείας μοντελοποίησης.

Ο σχεδιασμός ενός τμήματος που χρησιμοποιεί το λογισμικό 3D ξεκινά με ένα εννοιολογικό σχέδιο ενός επιθυμητού τμήματος.Ένας σχεδιαστής μπορεί να πάρει αυτό το σχέδιο και να δημιουργήσει ένα μοντέλο 3D που βασίζεται σε λογισμικό, το οποίο επιτρέπει την προβολή ενός μέρους από διαφορετικές γωνίες ή προσανατολισμούς.Αυτό το λογισμικό μπορεί επίσης να αποσυναρμολογήσει το μέρος για να δείξει έναν πελάτη πώς μπορεί να συμβεί συναρμολόγηση σε ένα βιομηχανικό εργοστάσιο.Ο σχεδιασμός λογισμικού περιλαμβάνει συχνά την ικανότητα να δοκιμάσουν το τμήμα υπό διαφορετικές συνθήκες άγχους ή αντίκτυπου για την εκτίμηση των αποτυχιών του τμήματος ή των ελαττωμάτων σχεδιασμού.

Η ανάπτυξη του μοντέλου Rapid Prototype έγινε πραγματικότητα με την εισαγωγή 3D εκτυπωτών.Αρκετές διαφορετικές τεχνολογίες εξελίχθηκαν στα τέλη του εικοστού αιώνα, αλλά όλα συνδέονταν με τα προγράμματα σχεδιασμού (CAD) που δημιούργησαν μοντέλα λογισμικού.Όλοι οι 3D εκτυπωτές χρησιμοποιούν μια τεχνική κατασκευής διαδοχικών στρωμάτων πλαστικών ή μετάλλων σε σειρά για να δημιουργήσουν ένα φυσικό δείγμα του τμήματος.

Ένας τύπος εκτυπωτή χρησιμοποίησε μια λεπτή σκόνη μέσα σε ένα ντουλάπι εκτυπωτή.Το λογισμικό υπολογιστών γύρισε το σχέδιο σε χιλιάδες εξαιρετικά λεπτά στρώματα, όπως το τεμαχισμό της εικόνας εξαιρετικά λεπτή.Ο εκτυπωτής ψεκάστηκε ένα χημικό συνδετικό υλικό πάνω από τη σκόνη με το σχήμα του χαμηλότερου στρώματος.Η σκόνη στη συνέχεια αναμίχθηκε σε αυτό το στρώμα και ο επίπεδος δίσκος μείωσε μια μικρή ποσότητα.Το επόμενο στρώμα του συνδετικού υλικού και της σκόνης προστέθηκε και ούτω καθεξής, μέχρι να γίνει ένα 3D μέρος.Ανάλογα με την πολυπλοκότητα του τμήματος, ο εκτυπωτής μπορεί να χρειαστεί να τρέξει για ημέρες για να ολοκληρώσει ένα δείγμα.Ένα ακροφύσιο τοποθετούσε μικροσκοπικές κουκίδες του λιωμένου υλικού στο δίσκο του εκτυπωτή σε διαδοχικά στρώματα για να δημιουργηθεί ένα μέρος.Αυτά τα μέρη ήταν συχνά χρησιμοποιήσιμα απευθείας από το μηχάνημα, επειδή τα στρώματα του πλαστικού σχημάτισαν ένα συμπαγές πλαστικό πρωτότυπο.Αυτή ήταν μια βελτίωση σε σχέση με ορισμένους εκτυπωτές σκόνης, οι οποίοι δημιούργησαν μέρη που θα μπορούσαν να αντιμετωπιστούν, αλλά ίσως να μην είναι αρκετά ισχυρά για δοκιμές ή πραγματική χρήση.Ένα μέταλλο όπως το αλουμίνιο ή ο χαλκός με σχετικά χαμηλό σημείο τήξης θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε έναν 3D εκτυπωτή με παρόμοιο τρόπο με ένα λιωμένο πλαστικό.Το τελικό μεταλλικό τμήμα συχνά δεν απαιτούσε περαιτέρω επεξεργασία και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί απευθείας από το μηχάνημα για δοκιμή ή περαιτέρω ανάπτυξη.

Πολλά προϊόντα στον 21ο αιώνα σχεδιάστηκαν πλήρως σε λογισμικό CAD, καθιστώντας την εικονική εικόνα ένα γρήγορο πρωτότυπο μοντέλο, χωρίς τοανάγκη να γίνει φυσικό δείγμα.Αυτό έγινε κοινό για μεγάλα βιομηχανικά μηχανήματα, αεροσκάφη και μεγάλα οχήματα όπως πλοία.Πολλά μέρη ήταν πολύ μεγάλα για να δημιουργήσουν ξεχωριστά πρωτότυπα ή θα είχαν καθυστερήσει την ανάπτυξη τελικών προϊόντων.

Οι μηχανικοί ανέπτυξαν δοκιμές λογισμικού που θα μπορούσαν να προσομοιώσουν πραγματικές συνθήκες δοκιμών, οι οποίες εξάλειψαν την ανάγκη για δοκιμές πρωτότυπου.Το πρώτο εμπορικό αεροσκάφος σχεδιάστηκε με αυτόν τον τρόπο στα τέλη του 20ου αιώνα.Ένα εμπορικό αεροσκάφος Jet χτίστηκε εξ ολοκλήρου σε έναν υπολογιστή, πηγαίνοντας από ένα σχέδιο απευθείας σε ένα αεροσκάφος με δυνατότητα πτήσης χωρίς ενδιάμεσα πρωτότυπα.