래피드 프로토타이핑 기술이란 무엇인가요?
글로벌 시장 통합이 형성되면서 제조업의 경쟁은 매우 치열해지고 있으며, 제품 개발 속도는 점점 더 경쟁의 주요 모순이 되고 있습니다. 이러한 경우, 독자적인 신속한 제품 개발(신속한 설계 및 신속한 툴링 및 성형) 능력은 제조업의 글로벌 경쟁을 위한 강점의 기반이 되었습니다. 동시에, 끊임없이 변화하는 사용자 요구를 충족하기 위해 제조 산업에서는 강력한 유연성을 갖고 제품 비용을 증가시키지 않으면서 소량 배치 또는 단일 조각으로 생산할 수 있는 제조 기술이 필요합니다. 따라서 제품 개발 속도와 제조 기술의 유연성이 중요해집니다.
1980년대 후반 미국에서 쾌속조형 제조 기술(RPM, Rapid Prototyping Manufacturing)이 탄생해 곧 일본과 유럽으로까지 확장된 것은 이러한 사회적 배경에 반한다.
1. 쾌속조형 제조기술의 원리
쾌속조형 제조기술은 소재성형, CAD, CNC, 레이저 등의 물리적 프로토타입을 위한 통합 시스템 기술이다. 조작.
래피드 프로토타이핑 기술의 기본 원리는 금형, 도구, 툴링 없이 3차원 CAD 모델의 계층적 데이터를 기반으로 재료를 축적(또는 중첩)하여 신속하게 제작하는 디지털 성형 기술입니다. 그림 2-65와 같이 제품 프로토타입이나 복잡한 부품의 경우. 신속한 프로토타이핑에는 주로 다음 네 가지 부분이 포함됩니다.
(1) 부품 CAD 데이터 모델 구축. 3차원 CAD 데이터 모델을 구축하는 방법에는 두 가지가 있습니다. ① 개념을 기반으로 한 3차원 모델링. 설계자는 Pro/E, UG, Solidworks 등 다양한 3차원 CAD 모델링 시스템을 활용하여 부품의 3차원 입체 모델링, 즉 설계자가 구상한 부품 개념 모델을 3차원 CAD로 변환하는 작업을 수행합니다. 데이터 모델. ②엔티티 데이터를 기반으로 한 3차원 모델링. 설계자는 3차원 좌표 측정기, 레이저 스캐너, 핵자기공명 영상, 고체 영상 및 기타 방법을 사용하여 3차원 개체에 대한 역계산 및 계산을 수행하고 3차원 모델을 구축합니다.
(2) 데이터 변환 파일 생성. 3D 모델링 시스템은 부품 CAD 데이터 모델을 STL, IGES 및 기타 형식 파일과 같은 신속한 프로토타이핑 시스템에서 사용할 수 있는 데이터 파일로 변환합니다. STL 파일은 3차원 솔리드의 내부 및 외부 표면을 이산화하여 형성된 파일입니다. STL 파일은 모델의 계층적 슬라이싱 처리가 용이하므로 대부분의 신속한 프로토타이핑 시스템에서 허용되는 파일 형식이 되었습니다. 현재의 모든 CAD 모델링 시스템에는 3차원 개체에 대한 STL 파일을 출력하는 기능도 있습니다.
그림 2-65 RPM 기술의 원리
(3) 모델의 계층적 슬라이싱. 3차원 솔리드 모델은 주어진 방향(일반적으로 z축을 따라)을 따라 2차원 조각으로 절단됩니다. 즉, 이산화됩니다. 시트의 두께는 쾌속조형 시스템의 성형 정확도에 따라 0.05~0.5mm 등으로 선택할 수 있습니다.
(4) 신속한 축적 성형. 3차원 개체를 얻기 위해 평면 처리 방식으로 질서 있고 연속적으로 중첩됩니다. RPM 기술의 발전과 이 기술에 대한 사람들의 이해가 깊어짐에 따라 그 의미는 점차 확대되고 있습니다. 현재 쾌속조형기술에는 CAD로 직접 구동되는 모든 성형 공정이 포함되며, 주요 기술적 특징은 성형 속도입니다. 물질의 이동은 자유로운 추가, 제거 또는 추가와 제거의 조합 형태일 수 있습니다.
PRM 기술에는 LOM(Layered Solid Manufacturing), SLS(Selective Laser Sintering), FDM(Fused Deposition Modeling), SAL(광조형) 등 30개 이상의 특정 프로세스가 있습니다. 잘 상용화된 방법.
다음은 FDM(Fused Deposition Modeling)을 예로 들어 그 공정 방식을 소개한다.
2 융합 증착 모델링의 처리 방법
Fused Deposition Modeling(FDM, Fused Deposition Modeling)은 CAD 모델을 기반으로 결정된 기하학적 정보로 필라멘트 소재를 노즐에 공급합니다. 와이어 공급 메커니즘에 의해 노즐에 히터가 사용되어 필라멘트 재료를 반유체 상태로 가열합니다. 컴퓨터의 제어에 따라 노즐은 층 매개변수에 따라 부품의 단면 프로파일과 충전 궤적을 따라 이동하면서 흐름을 압착 및 제어하여 점성 유체가 단면 층에 고르게 퍼지고 부품의 프로토타입을 만들기 위해 레이어별로 축적됩니다.
그 작동 원리는 그림 2-66에 나타나 있다. 그림 2-67은 융합 증착 모델링의 개략도를 이용한 3D 프린터의 모습이다. 그림 2-68은 융합 증착 모델링에 사용되는 재료들이다. ABS 엔지니어링 플라스틱, 왁스, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 세라믹 및 나일론 등이 포함됩니다.
그림 2-66 융합 증착 모델링 원리
그림 2-67 3D 프린터의 모습
그림 2-68 FDM이 작동한다