Въведение: Защо Бързо прототипиране на ABS Важно е за разработването на продукти
ABS е навсякъде. Той е здрав и издръжлив, запазва добре формата си, лесен е за обработка и е рентабилен. Поради тези причини той се използва широко в широка гама от продукти. Разработването на нова ABS част обаче не е толкова просто, колкото просто избор на материал. То изисква тестване на дизайна, инспекции на сглобяването и функционална валидация. Всички тези стъпки трябва да бъдат завършени, преди да се произведе матрицата.
Бързото прототипиране с ABS е критична връзка между CAD моделите и масово произвежданите части. То позволява създаването на физически части от цифрови файлове. След това инженерите могат да тестват, сглобяват, да провеждат тестове за падане и да измерват размерите на тези части. Проблемите се идентифицират рано, а разходите за извършване на модификации остават относително ниски.
Това ръководство очертава процеса за производство на прототипи от ABS, като обхваща техните предимства и сценарии на приложение, и подробно описва различни производствени опции, вариращи от печат на единични бройки до производство в малки количества. Целта му е да помогне на инженерите да изберат подходящия метод въз основа на етапа на разработка.
Какво е бързо прототипиране на ABS?
Дефиниция на бързото прототипиране на ABS
Бързото прототипиране е много лесно. CAD моделите могат бързо да бъдат преобразувани във физически части.
Бързото прототипиране на ABS прилага тази концепция към ABS материала. Частите се изработват от ABS или ABS-подобни материали. Съществуват различни методи на производство, включително печат, машинна обработка или леене. Получените части имат същите експлоатационни характеристики като масово произвежданите ABS части и са напълно функционални.
Защо да изберете ABS за прототипи?
ABS притежава свойства, които го правят предпочитан материал.
Механични свойства
Висока устойчивост на удар; частите могат да издържат на тестове с падане. Добра здравина; частите се огъват преди да се счупят. Подходящ за функционални тестове, позволявайки на инженерите да симулират реални натоварвания, без да причиняват преждевременна повреда на частите.
Предимства в производството
Лесни за машинна обработка, с ABS, който осигурява гладки обработени повърхности. Инструментите имат дълъг експлоатационен живот и не изискват специално охлаждане. Лесни за формоване, с добри свойства на течливост в шприцформи. Отлични възможности за повърхностна обработка; шлайфането, боядисването и залепването са лесни за употреба.
Предимства на приложението
Производителността му е подобна на тази на много масово произвеждани пластмаси. ABS прототипите се държат последователно с крайните части. Резултатите от тестовете за сглобяване са точни и надеждни. Функционалното тестване е смислено, а рисковете при разработката са ниски.
Създаването на прототипи от ABS пластмаса обхваща различни производствени опции. Конкретният избор зависи от обема на производството, сроковете и разходите. Всеки метод има своите предимства. Следващият раздел ще обясни това подробно.
Често срещани процеси за бързо прототипиране на ABS
FDM 3D печат за бързо прототипиране на ABS
Как работи
Термопластичният ABS филамент се подава в нагрята дюза, където се разтопява. Машината отлага разтопения материал слой по слой, като всеки слой се сливат с долния. По този начин детайлът постепенно се натрупва отдолу нагоре.
Предимства
Бързо изпълнение — частите могат да бъдат завършени в рамките на няколко часа. Ниска цена, с достъпни материали. Оборудването е широко достъпно, което го прави идеално за дизайнерски итерации — множество версии могат да бъдат произведени за един ден. Използването на истински ABS материал гарантира, че характеристиките на крайния продукт съответстват на тези на масово произвеждания ABS.
Ограничения
Видими линии на слоевете и повърхност, която не е достатъчно гладка. Якостта зависи от ориентацията на печат; якостта по оста Z е по-слаба, отколкото по осите XY. Повърхностната обработка изисква шлайфане, запълване или покритие. Поради ограничения в точността и грапавостта на повърхността, частите все още не са подходящи за показване.
Най-добрите приложения
Създаване на прототипи на концепции, сглобяване и тестване на съответствие, както и разработване на продукта в ранен етап. Бих казал, че 3D печатът с ABS е най-бързият начин за получаване на прототипи от ABS.
3D печат SLA с ABS-подобна смола за бързо прототипиране на ABS
Как работи
Операторът излива течна смола в резервоар. Ултравиолетов лазер втвърдява смолата слой по слой. Детайлът постепенно приема форма в резервоара със смола.
Предимства
Отлично качество на повърхността - по-гладка от FDM 3D печат, без видими линии между слоевете. Висока размерна точност и отчетливи, остри детайли. Подходящ за сложни части - микроелементи и фини текстури.
Ограничения
Не е изработено от истински ABS материал. Смолата имитира само външния вид на ABS, а не механичните му свойства. Здравината и устойчивостта на удар се различават. Въпреки че частите изглеждат като ABS, техните експлоатационни характеристики се различават от тези на ABS.
Най-добрите приложения
Прототипи на външен вид, потребителски продукти и детайлни модели. SLA технологията предлага предимства, когато целта е представяне, а не функционалност; когато функционалността е от решаващо значение, FDM технологията, използваща истински ABS материал, е по-подходяща – това е фундаментален компромис при бързото прототипиране на ABS.
Вакуумно леене на ABS-подобни части за бързо прототипиране на ABS
Как работи
Първо, фабриката създава мастер-форма, която служи като ориентир. Работниците изливат силикон във формата около нея. След това силиконовата форма се разрязва и мастер-формата се изважда. Полиуретанова смола, формулирана да имитира свойствата на ABS, се инжектира във формата под вакуум. След като смолата се втвърди, готовият продукт може да бъде изваден.
Предимства
Външният вид е неразличим от масово произвежданите части, с гладка повърхност. Една матрица може да произведе множество копия - обикновено от 10 до 25 части, преди силиконовата матрица да се разгради. Този процес е подходящ за бързо прототипиране на ABS и производство в малки количества.
Ограничения
Формата има ограничен живот. Използваният материал обикновено е ABS-подобна смола, а не истински ABS. Механичните му свойства са подобни, но не идентични. Тези части са подходящи за тестване, но окончателното валидиране все пак изисква използването на истински ABS.
Най-добрите приложения
От 10 до 100 прототипа на части. За функционални тестове, където характеристиките, подобни на тези на ABS, са достатъчни, за да отговорят на изискванията. Маркетингови мостри, които изискват вид за масово производство. Вакуумното леене на ABS запълва пропастта между единични 3D-принтирани части и производството на ABS в малки количества.
CNC обработка за бързо прототипиране на ABS
Как работи
Плътен блок или лист ABS се закрепва към работната маса на машинния инструмент. Оператор използва въртящ се режещ инструмент, за да отстрани материала. По този начин от заготовката се изработват ABS части за бързо прототипиране.
Предимства
Използва истински ABS материал с механични свойства, идентични с тези на масово произвежданите части. Висока прецизност, с допустими отклонения обикновено до ±0.05 мм. Отличният контрол на размерите гарантира, че крайният продукт съответства перфектно на CAD файла.
Ограничения
Значителни материални отпадъци. Частите се изработват от големи блокове и отстраненият материал се превръща в скрап. Не е подходящ за много сложни геометрии; дълбоките вътрешни кухини са трудни за обработка. Тънките стени са склонни към деформация.
Най-добрите приложения
Инженерни прототипи, изискващи истинската производителност на ABS пластмасата. Механични изпитвания, където свойствата на материалите са критични. Прецизни части, изискващи строги допуски. Когато бюджетът позволява, CNC обработката на ABS пластмаса е златният стандарт за функционални прототипи.
бърз Инжекционно формоване за бързо прототипиране на ABS
Как работи
Фабриката първо произвежда матрицата. Формата е изработена от алуминий или мека стомана, а не от закалена инструментална стомана. Работниците зареждат матрицата в стандартна машина за шприцване, след което я стопяват и инжектират ABS смола. Готовата част се оформя веднага. Това е масово произвеждана част, произведена с помощта на оборудване и материали за масово производство.
Предимства
Използва ABS смола с производствен клас. Материалът е идентичен с този на крайната част. Възпроизвежда крайните производствени условия. Частта е подложена на същото налягане, температура и скорости на охлаждане, както при масово производство в пълен мащаб. Осигурява автентични здравина, външен вид и размерни характеристики.
Ограничения
Клиентите трябва да платят за матрицата. Дори алуминиевите матрици са по-скъпи от 3D печата или вакуумното леене. Най-подходящи са за употреба след валидиране на бързото прототипиране на ABS.
Най-добрите приложения
Предпроизводство. Производство на ABS в малък обем за пазарни тестове. За предпроизводствени тестове, където частите трябва да се представят точно като крайния продукт. Бързото шприцване на ABS не е прототипиране на ABS в традиционния смисъл, а по-скоро ранен етап на производство. Частите са реални и формите са реални. Единствените разлики са материалът на формата и по-ниският обем на производство. Това го прави последната стъпка преди пълномащабно масово производство.
За NOBLE: От бързо прототипиране на ABS до серийно производство
NOBLE е специализирана в решения за производство на метал и пластмаса. Нашите услуги започват от етапа на проектиране на продукта и се простират от разработване на прототипи и производство в малки количества до окончателно сглобяване и доставка.
Нашите възможности
- Бързо прототипиране на ABS - предлагащо FDM, CNC машинна обработкаи опции за вакуумно леене
- Вакуумно леене за материали от тип ABS и материали с производствен клас
- CNC обработка на метали и пластмаси
- Масово производство на шприцване
- Металообработване - леене, машинна обработка и довършителни работи
- Повърхностна обработка - боядисване, галванично покритие и дробометиране
- Услуги по монтаж—от монтажни възли до готови продукти
Сертификати за качество
- ISO 9001: 2015 за общо управление на качеството
- ISO 13485: 2016 за производство на медицински изделия
Тези стандарти определят как работим, осигурявайки документирани процеси, проследими инспекции и постоянни резултати.
Бързото прототипиране на ABS на NOBLE обхваща разнообразни технологии. FDM технологията е подходяща за ранен етап на доказателство за концепция; CNC обработката е подходяща за функционални части; вакуумното леене е подходящо за производство в малки обеми; а бързото шприцване е подходящо за производство на ABS в малки обеми. Избраният конкретен метод зависи от етапа на разработка и необходимите свойства на материала.
NOBLE предлага повече от просто производствени услуги. С нашите интегрирани инженерни и производствени възможности, ние помагаме на нашите клиенти да превърнат идеите си в надеждни готови продукти. Това означава по-малко прехвърляне на клиенти, по-нисък риск и по-бързо време за пускане на пазара.
Често задавани въпроси: Бързо прототипиране на ABS
Подходящ ли е ABS за бързо прототипиране?
Много е подходящ. Предлага висока якост, висока точност на размерите и е лесен за машинна обработка и печат. ABS прототипите се представят точно като масово произвежданите части, което прави тестването значимо.
Могат ли 3D принтерите да произвеждат истински ABS части?
Абсолютно. FDM принтерите използват истински ABS филамент, така че отпечатаните части са изработени от ABS. Въпреки че има компромиси, като например линии на слоевете и ограничения в посоката на якост, самият материал е автентичен.
Каква е разликата между 3D печат с ABS и шприцване?
3D печатът с ABS изгражда части слой по слой, използвайки нишка, без да са необходими матрици. Шприцването, от друга страна, включва инжектиране на разтопен ABS в кухината на матрицата. Въпреки че матриците са свързани с разходи, шприцовите части предлагат по-висока здравина и по-бързи производствени скорости. Първият е подходящ за прототипиране, докато вторият е подходящ за масово производство.
Колко време отнема бързото прототипиране на ABS?
Един отпечатан детайл отнема само няколко часа. CNC обработката отнема няколко дни. Вакуумното леене отнема от една до две седмици. Бързото шприцване на ABS пластмаса отнема от две до четири седмици. Точното време зависи от метода на обработка и сложността на детайла.
Кой е най-евтиният метод за прототипиране на ABS?
Ако търсите най-рентабилния вариант, препоръчвам FDM 3D печат. Цената на материалите е ниска, времето за обработка е кратко и не са необходими калъпи. Но ще трябва да прецените компромисите по отношение на повърхностната обработка и здравината.
Кога трябва да премина от прототипиране към шприцване?
Когато дизайнът е стабилен. Когато необходимото количество надвишава 100 до 500 части. Когато детайлът трябва да бъде изработен от производствен ABS при реални условия на формоване. Тогава бързото шприцване на ABS се превръща в логична следваща стъпка.
