Mô hình nguyên mẫu nhanh là gì?

Một mô hình nguyên mẫu nhanh thường là một phần nhựa hoặc kim loại được tạo từ bản vẽ máy tính, cho phép khách hàng xem xét một sản phẩm đang được phát triển.Bắt đầu từ cuối thế kỷ XX, phần mềm máy tính được phát triển cho phép các nhà thiết kế tạo ra các bản vẽ ba chiều (3D).Phát triển song song các thiết bị có thể tạo ra các cấu trúc vật lý từ các bản vẽ này dẫn đến việc kinh doanh mô hình nhanh. Thiết kế của một phần sử dụng phần mềm 3D bắt đầu với bản vẽ khái niệm về một phần mong muốn.Một nhà thiết kế có thể lấy bản vẽ này và tạo một mô hình 3D dựa trên phần mềm, cho phép một phần được xem từ các góc độ hoặc hướng khác nhau.Phần mềm này cũng hầu như có thể tháo rời phần để cho khách hàng thấy cách lắp ráp có thể xảy ra trong một nhà máy công nghiệp.Thiết kế phần mềm thường bao gồm khả năng kiểm tra phần trong các điều kiện căng thẳng hoặc tác động khác nhau để ước tính lỗi bộ phận hoặc lỗ hổng thiết kế. Phát triển mô hình nguyên mẫu nhanh chóng trở thành hiện thực với việc giới thiệu máy in 3D.Một số công nghệ khác nhau đã phát triển vào cuối thế kỷ XX, nhưng tất cả đều được liên kết với các chương trình thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) tạo ra các mô hình phần mềm.Tất cả các máy in 3D sử dụng một kỹ thuật xây dựng các lớp nhựa hoặc kim loại liên tiếp theo trình tự để tạo ra một mẫu vật lý của bộ phận.Một loại máy in đã sử dụng một loại bột mịn bên trong tủ máy in.Phần mềm máy tính đã biến bản vẽ thành hàng ngàn lớp cực kỳ tốt, như cắt hình ảnh cực kỳ mỏng.Máy in phun một chất kết dính hóa học trên bột theo hình của lớp thấp nhất.Bột sau đó được trộn vào lớp này, và khay phẳng hạ một lượng nhỏ.Lớp tiếp theo của chất kết dính và bột đã được thêm vào, v.v. cho đến khi một phần 3D được thực hiện.Tùy thuộc vào độ phức tạp của bộ phận, máy in có thể cần chạy trong nhiều ngày để hoàn thành một mẫu. Một loại máy in mô hình nguyên mẫu nhanh khác đã sử dụng một loại nhựa tan chảy.Một vòi phun đặt các chấm nhỏ của vật liệu tan chảy lên khay máy in trong các lớp liên tiếp để xây dựng một phần.Những bộ phận này thường có thể sử dụng trực tiếp từ máy, bởi vì các lớp nhựa tạo thành một nguyên mẫu nhựa rắn.Đây là một cải tiến đối với một số máy in bột, tạo ra các bộ phận có thể được xử lý, nhưng có thể không đủ mạnh để thử nghiệm hoặc sử dụng thực tế. Một quá trình gọi là thiêu kết kim loại cũng có thể tạo ra một mô hình nguyên mẫu nhanh chóng.Một kim loại như nhôm hoặc đồng có điểm nóng chảy tương đối thấp có thể được sử dụng trong máy in 3D theo cách tương tự như nhựa tan chảy.Phần kim loại đã hoàn thành thường không cần xử lý thêm và có thể được sử dụng trực tiếp từ máy để thử nghiệm hoặc phát triển hơn nữa. Nhiều sản phẩm trong thế kỷ 21 được thiết kế hoàn toàn trong phần mềm CAD, làm cho hình ảnh ảo trở thành một mô hình nguyên mẫu nhanh chóngcần một mẫu vật lý được thực hiện.Điều này trở nên phổ biến cho máy móc công nghiệp lớn, máy bay và các phương tiện lớn như tàu.Nhiều bộ phận quá lớn để tạo ra các nguyên mẫu riêng biệt, hoặc sẽ trì hoãn sự phát triển sản phẩm cuối cùng.Các kỹ sư đã phát triển thử nghiệm phần mềm có thể mô phỏng các điều kiện thử nghiệm thực tế, loại bỏ sự cần thiết của các thử nghiệm nguyên mẫu.Máy bay thương mại đầu tiên được thiết kế theo cách này vào cuối thế kỷ 20.Một máy bay phản lực thương mại được chế tạo hoàn toàn trên máy tính, đi từ thiết kế trực tiếp đến máy bay có khả năng bay mà không có nguyên mẫu trung gian.