Sisteme de Fabricație Rapidă a Prototipurilor

1. Sisteme de fabricaţie rapidă a prototipurilor

1.1. Noţiuni Introductive

Prototipul este prezentat drept un exemplu standard, un tip original pentru alte lucruri de aceeaşi categorie. Cuvîntul prototip provine din limba greacă şi înseamnă ”prima impresie” .

In 1987 dupî apariţia şi comercializarea primei maşini de fabricare rapidă a prototipurilor, au inceput să se dezvolte foarte multe tipuri de maşini de fabricare rapidă, putem numi cateva ca de exemplu: sintetizarea selectivă cu laser, solid ground curing, tipărirea tridimensională, multiphase jet solidification, etc.

De obicei, majoritatea technologiilor de fabricare rapidă folosesc adăugarea de straturi successive. Modelele CAD care sunt de tip suprafaţă, trebuie convertite in format STL pentru că acestea conţin o listă de faţete triunghiulare reprezentând suprafeţele obiectului ce trebuie construit. Această metodă mai este numită şi “tessellation. Dupa finalizare fişierul este trimis la masina rapidă a protopipurilor care lucrează cât este necesar pentru finalizarea lui. Operatorul putând lăsa aparatul pornit chiar şi pe timpul nopţi. Procesul durează de regulă mai multe ore, în funcţie de mărimea, complexitatea geometrică şi numărul pieselor construite simultan. Calculatorul sistemului de fabricaţie rapidă va analiza fişierul STL, dupa care va secţiona în straturi succesive modelul CAD şi apoi va construi suporţi acolo unde este necesar. Secţiunile prin modelul CAD sunt materializate succesiv prin solidificarea unor lichide ori pulberi, prin topirea unor materiale solide, lipirea unor straturi succesive de material, etc. În final, după ce modelul a fost construit, în funcţie de tipul sistemului, sunt necesare operaţii ulterioare de curăţare, îndepărtare a suporţilor, retuşare, vopsire (daca este cazul) , etc.

Figura.1

Se spune că diversitatea aplicaţiilor din domeniul fabricaţiei rapide de prototipuri este impresionantă de mare şi singura piedică o reprezintă doar imaginaţie. Tehnologiile fabricaţiei rapide de prototipuri se aplică cu succes în mai multe domenii cum ar fi de ezemplu: industrie, medicinală, în arhitectură, în medicina legală etc. După modul în care sunt utilizate, tehnologiile fabricaţiei rapide de prototipuri arată astfel:

a.Verificarea rolului funcţional al unui produs (22.7%);

b.Verificarea asamblării unor repere (18.2%);

c.Studii ergonomice (4.6%);

d.Estimarea preţului produselor (1.4%);

e.Oferte de fabricaţie (3.6%);

f.Modele pentru Rapid Tooling (RT) (13.4%);

g.Modele pentru turnarea metalelor (6.3%);

h.Fabricarea de scule (3.7%);

i.Verificarea ideilor de proiectare (16.9%);

j.Verificarea proiectării sculelor (5.4%);

k.Altele (3.8%).

1.2. Materiale folosite

Materia primă folosită de aceste tehnologii pot fi: lichidă, pulbere sau solidă. Procedeele care folosesc materia primă în stare lichidă, pot fi clasificate la rândul lor în două grupe:

1.Cele care folosesc polimeri lichizi, ca materiale de bază, iar solidificarea se realizează la impactul cu lumina, de la laser de mică putere sau prin încălzire (polimerizare termală).

2.Cele bazate pe topire, depunere şi de resolidificare a materialelor. Ele permit folosirea de metale precum şi plastic sau lichide.

Alte procedee folosesc ca materie primă pulberea. Legarea particulelor de pulbere poate fi realizată prin fuziune în aria de contact a particulelor de aceeaşi fel, sau cu particule dintr-un alt material, care se va construi ca material complementar special pentru acest proces, sau lipirea particulelor în zonele de interes cu substanţă specială .

Unele procese folosesc materia primă în stare solidă în special folii subţiri. Câteva procedee realizează lipirea sau sudarea foliilor, în grosime, pentru a produce forma solicitată. Alte procedee, folosesc semipolimerizarea foliilor de plastic, care sunt fixate împreună printr-o altă foto polimerizare.

Într-o lume în care produsele se schimbă şi se dezvoltã cu mare rapiditate, este din ce în ce mai multă nevoie de programe inteligente care să răspundă problemelor apărute în procesul de proiectare şi care să permită simulări reale ale prototipurilor