แบบจำลองต้นแบบอย่างรวดเร็วคืออะไร?

แบบจำลองต้นแบบอย่างรวดเร็วมักจะเป็นส่วนพลาสติกหรือโลหะที่สร้างขึ้นจากการวาดภาพคอมพิวเตอร์ซึ่งอนุญาตให้ลูกค้าตรวจสอบผลิตภัณฑ์ที่อยู่ภายใต้การพัฒนาเริ่มต้นในช่วงปลายศตวรรษที่ยี่สิบซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ได้รับการพัฒนาซึ่งนักออกแบบอนุญาตให้สร้างภาพวาดสามมิติ (3D)การพัฒนาแบบขนานของอุปกรณ์ที่สามารถสร้างโครงสร้างทางกายภาพจากภาพวาดเหล่านี้นำไปสู่ธุรกิจของการสร้างแบบจำลองอย่างรวดเร็ว

การออกแบบส่วนหนึ่งโดยใช้ซอฟต์แวร์ 3D เริ่มต้นด้วยการวาดแนวคิดของส่วนที่ต้องการนักออกแบบสามารถใช้ภาพวาดนี้และสร้างโมเดล 3 มิติที่ใช้ซอฟต์แวร์ซึ่งช่วยให้สามารถดูได้จากมุมหรือทิศทางที่แตกต่างกันซอฟต์แวร์นี้ยังสามารถถอดชิ้นส่วนเพื่อแสดงให้ลูกค้าเห็นว่าการประกอบสามารถเกิดขึ้นได้อย่างไรในโรงงานอุตสาหกรรมการออกแบบซอฟต์แวร์มักจะรวมถึงความสามารถในการทดสอบส่วนที่อยู่ภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันของความเครียดหรือผลกระทบในการประเมินความล้มเหลวของชิ้นส่วนหรือข้อบกพร่องในการออกแบบ

การพัฒนาแบบจำลองต้นแบบอย่างรวดเร็วกลายเป็นจริงด้วยการแนะนำเครื่องพิมพ์ 3 มิติเทคโนโลยีที่แตกต่างกันหลายแห่งพัฒนาขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ยี่สิบ แต่ทั้งหมดเชื่อมโยงกับโปรแกรมการออกแบบคอมพิวเตอร์ (CAD) ที่สร้างโมเดลซอฟต์แวร์เครื่องพิมพ์ 3 มิติทั้งหมดใช้เทคนิคการสร้างชั้นพลาสติกหรือโลหะที่ต่อเนื่องกันตามลำดับเพื่อสร้างตัวอย่างทางกายภาพของชิ้นส่วน

เครื่องพิมพ์ประเภทหนึ่งใช้ผงละเอียดภายในตู้เครื่องพิมพ์ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์เปลี่ยนภาพวาดเป็นชั้นที่ละเอียดมากหลายพันชั้นเช่นการหั่นภาพบาง ๆเครื่องพิมพ์พ่นสารเคมีบนผงในรูปของชั้นต่ำสุดจากนั้นผงผสมลงบนชั้นนี้และถาดแบนลดลงเล็กน้อยชั้นถัดไปของสารยึดเกาะและผงถูกเพิ่มเข้ามาและอื่น ๆ จนกระทั่งมีการสร้างส่วน 3 มิติขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของชิ้นส่วนเครื่องพิมพ์อาจต้องทำงานเป็นเวลาหลายวันเพื่อทำตัวอย่างหนึ่ง

เครื่องพิมพ์รุ่นต้นแบบที่รวดเร็วอีกประเภทหนึ่งใช้พลาสติกละลายหัวฉีดวางจุดเล็ก ๆ ของวัสดุที่ละลายลงบนถาดเครื่องพิมพ์ในเลเยอร์ต่อเนื่องเพื่อสร้างส่วนหนึ่งชิ้นส่วนเหล่านี้มักใช้โดยตรงจากเครื่องจักรเนื่องจากชั้นของพลาสติกก่อตัวเป็นต้นแบบพลาสติกที่เป็นของแข็งนี่คือการปรับปรุงเครื่องพิมพ์ผงบางชิ้นซึ่งสร้างชิ้นส่วนที่สามารถจัดการได้ แต่อาจไม่แข็งแรงพอสำหรับการทดสอบหรือการใช้งานจริง

กระบวนการที่เรียกว่าการเผาโลหะอาจสร้างแบบจำลองต้นแบบอย่างรวดเร็วโลหะเช่นอลูมิเนียมหรือทองแดงที่มีจุดหลอมเหลวค่อนข้างต่ำสามารถใช้ในเครื่องพิมพ์ 3D ในลักษณะเดียวกันกับพลาสติกละลายส่วนโลหะสำเร็จรูปมักจะไม่จำเป็นต้องประมวลผลเพิ่มเติมและสามารถใช้โดยตรงจากเครื่องเพื่อทดสอบหรือพัฒนาต่อไป

ผลิตภัณฑ์จำนวนมากในศตวรรษที่ 21 ได้รับการออกแบบอย่างสมบูรณ์ในซอฟต์แวร์ CAD ทำให้ภาพเสมือนเป็นแบบจำลองต้นแบบอย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องใช้จำเป็นต้องมีตัวอย่างทางกายภาพสิ่งนี้กลายเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับเครื่องจักรอุตสาหกรรมขนาดใหญ่เครื่องบินและยานพาหนะขนาดใหญ่เช่นเรือหลายส่วนมีขนาดใหญ่เกินไปที่จะสร้างต้นแบบแยกต่างหากหรืออาจทำให้การพัฒนาผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายล่าช้า

วิศวกรพัฒนาการทดสอบซอฟต์แวร์ที่สามารถจำลองสภาพการทดสอบจริงซึ่งไม่จำเป็นต้องทดสอบต้นแบบเครื่องบินพาณิชย์ลำแรกได้รับการออกแบบด้วยวิธีนี้ในช่วงปลายศตวรรษที่ 20เครื่องบินเจ็ทเชิงพาณิชย์ถูกสร้างขึ้นในคอมพิวเตอร์ทั้งหมดจากการออกแบบโดยตรงไปยังเครื่องบินที่สามารถบินได้โดยไม่มีต้นแบบกลาง