Zakázkové prototypy nejsou hotové produkty. Jsou speciálně navrženy pro konkrétní produkt a slouží specifickému účelu. Společnosti používají tyto prototypy k testování formy, provedení, funkce a vyrobitelnosti produktu, než se rozhodnou zahájit výrobu.
Služby rychlého prototypování na zakázku poskytují most mezi návrhem a výrobou. Poskytovatel služeb se stará o kontrolu návrhu, výběr materiálů, prototypování, testování a iteraci. Společnost obdrží validovaný díl připravený k výrobě.
Služby rychlého prototypování na zakázku jsou přizpůsobeny designu, materiálu, výkonu a výrobním požadavkům produktu. Poskytovatel služeb přizpůsobuje proces potřebám, ne naopak.
Běžné metody používané ve službách rychlého prototypování na zakázku
3D Tisk
Aditivní výroba vyrábí díly vrstvu po vrstvě. Není potřeba žádné nástroje. Složité geometrie jsou přímočaré. Návrh lze mezi jednotlivými stavbami měnit bez jakýchkoli problémů.
FDM (Fused Deposition Modeling) je tahounem pro cenově dostupné funkční prototypy. Materiálem jsou termoplasty jako ABS, PLA nebo nylon. Díly jsou dostatečně odolné pro testování lícování a funkční testování s nízkým zatížením.
SLA a DLP používají tekutou pryskyřici vytvrzovanou světlem. Rozlišení je vysoké. Povrchová úprava je hladká. Tyto metody se používají pro prototypy s vysokým detailem – vizuální modely, modely pro vytavitelné lití a anatomické modely.
SLS (selektivní laserové spékání) využívá laser k tavení práškových částic. Nejsou potřeba žádné podpěry. Jsou možné složité geometrie s vnitřními kanálky a podřezy. Nylon a materiály plněné skelnými vlákny vyrábějí odolné plastové díly.
3D tisk kovů využívá laserové natavování práškového lože nebo tryskové čištění pojivem. Vyrábějí se funkční kovové prototypy. Materiál se svými vlastnostmi blíží tvářeným nebo litým kovům. Běžné jsou aplikace v leteckém a lékařském průmyslu.
CNC obrábění
CNC obrábění je subtraktivní. Materiál se odebírá z pevného bloku. Tento proces produkuje prototypy s vysokou přesností, úzkými tolerancemi a vynikající povrchovou úpravou.
Mezi běžné materiály patří hliník, ocel, titan, mosaz, ABS, polykarbonát, PEEK a Delrin. Vlastnosti materiálu odpovídají výrobním dílům, protože materiál je pevný – nikoli vrstvený ani vytvrzený.
CNC obrábění je vhodnější než 3D tisk, pokud je kritická přesnost, pokud záleží na povrchové úpravě nebo pokud prototyp musí použít přesný výrobní materiál. Je také vhodnější, když je geometrie dílu dostatečně jednoduchá, aby obrábění bylo rychlejší.
Vakuové lití
Silikonová forma se vytvoří z předlohy. Tekutá pryskyřice se do formy nalije ve vakuu. Díl se vytvrdí. Forma se sloupne. Tento proces umožňuje vyrobit až 20 kopií z jedné formy.
Vyrábí se několik identických prototypů. Povrchová úprava je vynikající – blíží se vstřikování plastů. Materiály zahrnují polyuretanové pryskyřice, které napodobují technické plasty – plasty podobné ABS, PP, transparentní a flexibilní.
Vakuové lití se používá pro malé série prototypů určených pro výrobu, vzorků od zákazníků a pro předvýrobní validaci. Překlenuje mezeru mezi jednotlivými tištěnými díly a vstřikováním plastů.
Plechové prototypování
Prototypy plechů se vyrábějí laserovým řezáním, CNC děrováním, ohýbáním a svařováním. Tyto procesy využívají skutečný plech – hliník, ocel, nerezovou ocel, měď. Prototyp se chová jako sériová součástka.
Běžnými aplikacemi jsou konzoly, pouzdra, rozvodné skříně, šasi a panely. Výhodou je funkční testování. Prototyp je vystaven stejnému zatížení, vibracím a tepelným podmínkám jako sériový díl.
Vstřikování prototypů a rychlá výroba nástrojů
Vstřikování prototypů je vhodné, pokud prototyp musí používat výrobní materiály a geometrie je dostatečně složitá, aby odůvodnila náklady na formu. Rychlé obrábění zkracuje čas a náklady na tradiční ocelové formy. Používají se hliníkové nebo předkalené ocelové formy.
Výhodou jsou materiály a procesy podobné těm z výroby. Prototyp se chová jako sériový díl, protože je vyroben stejnou metodou. Rychlá výroba nástrojů podporuje nízkoobjemovou výrobu – stovky až tisíce dílů – předtím, než se přejde na velkoobjemovou výrobu ocelových nástrojů.
Zakázkové služby rychlého prototypování vybírají metodu rychlého prototypování na základě aplikace. Rychlost upřednostňuje 3D tisk. Přesnost upřednostňuje CNC obrábění. Více kopií upřednostňuje vakuové lití. Pro plechové díly je vyžadován plech. Prototypy podobné sériové výrobě upřednostňují rychlé vstřikování plastů. Správná metoda přináší správný výsledek za správnou cenu.
Materiály pro zakázkové rychlé prototypování
Plastové materiály
| Materiál | Klíčové vlastnosti | Běžné aplikace |
| břišní svaly | Pevný, odolný proti nárazu, snadno zpracovatelný | Kryty, rozvaděče, funkční prototypy |
| Polykarbonát (PC) | Vysoká rázová houževnatost, tepelná odolnost, možnosti průhlednosti | Automobilové díly, ochranné kryty, funkční prototypy |
| Nylon | Pevný, odolný proti opotřebení, lehký | Ozubená kola, konzole, mechanické součástky |
| POM | Nízké tření, dobrá rozměrová stabilita, odolnost proti opotřebení | Ozubená kola, pouzdra, přesné součástky |
| TPU | Pružný, elastický, odolný proti oděru | Těsnění, úchyty, flexibilní komponenty |
| PEEK | Vynikající pevnost, chemická a tepelná odolnost | Vysoce výkonné průmyslové a lékařské komponenty |
Kovové materiály
| Materiál | Klíčové vlastnosti | Běžné aplikace |
| Hliník | Lehký, odolný proti korozi, snadno obrobitelný | Automobilové díly, pouzdra, konzole |
| Nerezová ocel | Pevný, odolný proti korozi, trvanlivý | Lékařské díly, průmyslové komponenty, mechanické prototypy |
| Měkká ocel | Pevný, ekonomický, snadno vyrobitelný | Konzoly, konstrukční prvky, průmyslové prototypy |
| Mosaz | Dobrá obrobitelnost, odolnost proti korozi, atraktivní vzhled | Armatury, elektrické součástky, ozdobné díly |
| Titan | Lehký, pevný, odolný proti korozi | Letecké, lékařské a vysoce výkonné komponenty |
Pryskyřičné a polyuretanové materiály
| Materiál | Klíčové vlastnosti | Běžné aplikace |
| Polyuretan (PU) | K dispozici v tuhých a pružných jakostech, vlastnosti srovnatelné s výrobními | Funkční prototypy, pouzdra, malosériové díly |
| Stereolitografická pryskyřice | Vysoké detaily a hladký povrch | Vzhled prototypů, modelů, detailních komponentů |
| Pryskyřice podobná ABS | Podobný vzhled a vlastnosti jako ABS | Kryty produktů, spotřební zboží, funkční prototypy |
| Flexibilní pryskyřice | Elastické a gumovité vlastnosti | Těsnění, úchyty, flexibilní komponenty |
| Vysokoteplotní pryskyřice | Vylepšená tepelná odolnost | Tepelně odolné prototypy, testovací přípravky |
Proces rychlého prototypování na zakázku: od návrhu v CADu až po finální prototyp
Krok 1: Odeslání souborů CAD a požadavků projektu
Proces rychlého prototypování na zakázku začíná soubory. 3D modely ve formátech STEP, IGES nebo nativním CAD. Technické výkresy s rozměry, tolerancemi a požadavky na povrchovou úpravu. Specifikovaný materiál, množství a dodací lhůta.
Krok 2: Kontrola návrhu a vyrobitelnosti
Návrh byl zkontrolován. Byly identifikovány problémy, které obsahuje, včetně tenkostěnných struktur náchylných k deformaci, ostrých rohů náchylných ke koncentraci napětí a součástí, které nelze vyrobit obráběním nebo 3D tiskem. Byla navržena odpovídající řešení pro řešení těchto problémů. Dále byly vybrány vhodné materiály a výrobní metody. Návrh byl nyní optimalizován a je připraven k prototypování.
Krok 3: Výběr metody a materiálu prototypování
Metoda rychlého prototypování se volí na základě požadavků. 3D tisk pro složité geometrie a rychlost. CNC obrábění pro přesnost a vlastnosti materiálu. Vakuové lití pro více kopií. Výroba plechů pro kovové kryty. Materiál je přizpůsoben metodě a aplikaci. Zohledňují se náklady, dodací lhůty, přesnost, vzhled a funkčnost.
Krok 4: Výroba prototypu
Zvolená technologie byla použita ve výrobě. V celém výrobním procesu byla zavedena přísná kontrola kvality – byly kontrolovány rozměry výrobků a monitorována kvalita povrchu. Veškeré vady byly včas odhaleny a řešeny.
Krok 5: Povrchová úprava a sekundární zpracování
Dále se díly brousí a leští, aby se vytvořil hladký povrch. Lakování a povrchová úprava dodávají barvu a poskytují ochranu. Kovové díly se eloxují a galvanicky pokovují. Montáž zahrnuje spojení více dílů.
Krok 6: Inspekce a dodání
Rozměrová kontrola ověřuje kritické prvky. Funkční kontrola testuje usazení a výkon. Vizuální kontrola kontroluje kvalitu povrchu. Prototyp je zabalen a odeslán.
Služby rychlého prototypování na zakázku pokrývají celý pracovní postup. Proces je přizpůsoben projektu. Výsledkem je prototyp, který splňuje požadavky. Časový harmonogram je předvídatelný. Kvalita je zdokumentována.
Výhody služeb rychlého prototypování na zakázku
Rychlejší vývoj produktů
Služby rychlého prototypování na zakázku pomáhají urychlit proces vývoje. Návrh je ověřen před zahájením výroby nástrojů. Úpravy návrhu lze provádět s nižšími náklady. To pomáhá předcházet různým problémům během výroby a také zkracuje celkovou dobu vývoje.
Snížené náklady na vývoj
Při vytváření prototypů není nutné používat drahé výrobní nástroje. Chyby lze odhalit včas, čímž se snižuje potřeba přepracování. V důsledku toho lze efektivněji využít rozpočet na vývoj.
Validace návrhu v rané fázi
Během rané fáze návrhu se ověřuje tvar, rozměry a funkčnost produktu, aby se zajistilo, že splňuje požadavky. Prototypy se testují v reálných podmínkách použití. Zároveň se vyhodnocuje uživatelská zkušenost. Veškeré zjištěné problémy se okamžitě opravují.
Vylepšená funkčnost a použitelnost produktu
Funkčnost a použitelnost produktu byly vylepšeny. Během testování byly identifikovány problémy, které nebyly na obrazovce patrné. Na základě skutečné zpětné vazby od uživatelů byl design produktu dále optimalizován.
Přístup k materiálům produkční kvality
Lze použít materiály, které splňují výrobní normy. Výkon tohoto prototypu je shodný s výkonem sériově vyráběného produktu. Výsledky testů jsou také vysoce spolehlivé. Přechod z fáze prototypování do sériové výroby proběhl velmi hladce.
Větší flexibilita designu
Na základě skutečných potřeb lze zvolit různé metody rychlého prototypování. Lze úspěšně vytisknout i složité geometrie. Přesné součástky lze vyrábět obráběním. Návrh již není omezen na jediný výrobní proces.
Snadnější úpravy a iterace návrhu
Pouhá aktualizace CAD modelu umožňuje výrobu dalšího prototypu. Tento proces se opakuje, dokud návrh nedosáhne svého ideálního stavu.
Snížené riziko před hromadnou výrobou
Návrh byl před zahájením sériové výroby důkladně otestován. Formy byly úspěšně vyrobeny na první pokus. Během výrobního procesu se neobjeví žádné neočekávané problémy.
Služby rychlého prototypování na zakázku ve společnosti NOBLE
Společnost NOBLE poskytuje zakázkové služby rychlého prototypování v oblasti výroby plastů a kovů. Možnosti zahrnují kontrolu návrhu, prototypování, finální úpravy a přechod na výrobu.
Naše možnosti v oblasti služeb rychlého prototypování na zakázku
Mezi dostupné technologie prototypování patří 3D tisk, CNC obrábění, vakuové lití, výroba plechů a rychlé vstřikování plastů. Metoda rychlého prototypování se vybírá na základě aplikace. Volbu ovlivňuje rychlost, přesnost, materiál a množství.
Náš závazek
Kontrola kvality je prováděna v celém rozsahu. Kontrolují se rozměry. Ověřuje se kvalita povrchu. V případě potřeby se provádějí funkční testy. Podpora výroby zajišťuje, že prototyp je připraven pro další fázi.
Nejčastější dotazy k službám rychlého prototypování na zakázku
Jaká je nejrychlejší metoda pro rychlé prototypování na zakázku?
Možná byste měli zvážit 3D tisk. Díly FDM a SLA se vyrábějí během několika hodin. CNC obrábění trvá jeden až tři dny. Výběr metody rychlého prototypování závisí na přesnosti a požadavcích na materiál.
Kolik stojí služby rychlého prototypování na zakázku?
Cena závisí na velikosti dílu, složitosti, materiálu, množství a požadavcích na povrchovou úpravu. 3D tisk je pro jednoduché díly levnější. CNC obrábění je sice dražší, ale poskytuje vyšší přesnost.
Jak dlouho trvá zakázkové rychlé prototypování?
Jednoduché tištěné díly se dodávají do jednoho až tří dnů. Díly obráběné CNC stroji se dodávají tři až pět dní. Složité sestavy s konečnou úpravou trvají jeden až dva týdny. Časový harmonogram závisí na metodě rychlého prototypování a požadavcích.
Jaké materiály lze použít pro zakázkové prototypy?
Mezi plasty patří ABS, PC, nylon, POM, TPU a PEEK. Mezi kovy patří hliník, nerezová ocel, ocel, mosaz a titan. Pryskyřice a polyuretany napodobují technické plasty. Materiál se vybírá na základě aplikace.
Lze vyrobit zakázkové rychlé prototypy z materiálů produkční kvality?
Samozřejmě. CNC obrábění používá stejné materiály jako výroba. Prototypy pro vstřikování plastů používají termoplasty produkční kvality. 3D tisk kovů používá produkční slitiny. Prototyp se chová jako produkční díl.
Jaké soubory jsou potřeba k objednání zakázkového prototypu?
Přijímáme 3D CAD soubory ve formátech STEP, IGES nebo nativních formátech. Prosíme o technické výkresy, které zahrnují rozměry, tolerance a požadavky na drsnost povrchu, stejně jako specifikace materiálu a množství. Čím podrobnější informace, tím rychleji a přesněji můžeme vaši žádost vyhodnotit.
Lze rychlé prototypy použít pro funkční testování?
Ano! Prototypy obráběné CNC a vstřikované plasty jsou vhodné pro funkční testování. Prototypy vytištěné 3D tiskem mohou být omezeny vlastnostmi materiálu a povrchovou úpravou. Metoda rychlého prototypování musí být zvolena s ohledem na funkčnost, nikoli pouze na vzhled.
Jaký je rozdíl mezi rychlým prototypováním a rychlým toolingem?
Rychlé prototypování vyrábí díly přímo. Rychlé nástroje vyrábějí formy nebo matrice, které následně vyrábějí díly. Prototypování ověřuje návrh. Nástroje umožňují výrobu. Oba se používají při vývoji produktů.
Lze vyrábět zakázkové prototypy v malých sériích?
Ano. Vakuové lití vyrobí 10 až 50 kopií. CNC obrábění vyrobí stovky. Rychlé vstřikování plastů vyrobí tisíce. Zakázkové služby rychlého prototypování podporují malosériovou výrobu před přechodem na velkoobjemovou výrobu nástrojů.
