Прототипы для функциональной оценки

Когда проект готов, конструктор должен удостовериться, что он обеспечивает выполнение всех функций, которые изначально предполагались. Простая функциональная оценка может включать проверку практичности сборки, кинематических и аэродинамических характеристик.

Часто бывает необходимо проверить, можно ли легко собрать продукт из составляющих его компонентов или разобрать его для обслуживания. Нередко оказывается, что собрать продукт можно лишь с большими трудностями, а порой и вовсе невозможно. Для простых сборных конструкций возможность или простоту сборки можно оценить, глядя на чертеж. Однако на практике принято выполнять такую проверку путем реальной сборки. В этом случае прототипы, создаваемые методом быстрого прототипирования и изготовления, весьма полезны, поскольку компоненты, сделанные из другого материала, являются тем не менее достаточно адекватными для выполнения сборки. Использование прототипов вместо реальных компонентов дает значительную экономию времени и средств.

При тестировании кинематических характеристик проверяется, функционируют ли движущиеся части сборной конструкции так, как это задумывалось. Движению деталей часто препятствуют неожиданные помехи или другие компоненты сборки. Фактически невозможность движения некоторых компонентов по причине столкновения одних компонентов с другими может быть выявлена только при тестировании собранного физического прототипа. Поскольку кинематические характеристики могут быть проверены на компонентах, не имеющих такой степени прочности, как требуется для конечного продукта, прототипы, изготовленные методом быстрого прототипирования, снова оказываются весьма полезны. 

Прототип, созданный посредством быстрого прототипирования и изготовления, можно также использовать для проверки аэродинамических характеристик конструкции путем ее продувки в аэродинамической трубе. Ключевую роль в определении аэродинамических характеристик детали играет ее геометрическая форма, поэтому здесь подойдет прототип, изготовленный из другого материала. Однако для проверки других характеристик - прочности, пределов рабочей температуры, усталости и коррозионной устойчивости — требуется, чтобы прототип был сделан из того же материала, что и оригинальная конструкция. К сожалению, ввиду ограничений на типы материалов, которые могут использоваться для быстрого прототипирования и изготовления, многие из материалов, указываемых конструкторами, не подходят для создания прототипов этим методом. Однако такие прототипы могут использоваться в качестве шаблонов для других производственных процессов, которые мы опишем в следующем разделе. На настоящий момент успешно опробован ряд методов, позволяющих относительно быстро и рентабельно пройти путь от прототипа до реальной функциональной детали.

Значительные преимущества, например, обеспечивает сочетание изготовления моделей и литья. В этом случае литейная модель и стержни изготавливаются системой быстрого прототипирования и используются так же, как и деревянные модели и обычные стержни. Модели могут также использоваться для копирования. Еще одно важное применение прототипов - нанесение покрытий. В частности, приобретает популярность изготовление катодов для процедур электроэрозионной обработки путем нанесения покрытия на медные детали. Ниже приведен перечень технологий производства, в которых в качестве шаблонов можно использовать прототипы, созданные методом быстрого прототипирования [75]:

  • вулканизационное литье из силикона при комнатной температуре;
  • вакуумное литье; а формовое блочное литье;
  • аэрозольное металлическое литье (процесс Тафа);
  • литьевое прессование пластмасс;
  • литье в песчаные формы из алюминия и черных металлов;
  • литье по выплавляемым моделям;

Q инструменты для электроэрознонной обработки (процесс Хаузермана).

Какая из технологий окажется наиболее выгодной, зависит от размеров и геометрии прототипа, типа материала функционального компонента, требуемой точности и количества компонентов, которые необходимо изготовить.

 

 

Смотрите также