کیوتست

نمونه سازی سریع(Rapid Prototyping)

در طی سالیان متمادی، صنعتگر و مصرف کننده در یک نکته به اشتراک رسیده اند که انتظار سطح بالایی از کیفیت و اطمینان محصول داشته باشند.

رای آنکه بتوان در سطح جهانی قابلیت رقابت داشت، کمپانیها بطور ممتد تحت فشار برای ارائه محصولات و فرایندهای جدید به بازار مصرف در زمان کوتاهتر و در عین حال با کیفیت و عملکرد بالاتر هستند. آنچه که از اهمیت ویژه ای برخوردار است، اطمینان از انطباق دقیق قطعات برای تولید یک محصول جدید و حصول مشخصه های اولیه آن در کوتاهترین زمان ممکن می باشد. این انتظارات با بکارگیری روشهای سنتی که در طی سالها، حداکثر توان خود را نشان داده اند، امکانپذیر نیست و مستلزم به خدمت گرفتن فناوریهای پیشرفته ساخت جهت افزایش قابلیت، کیفیت و سرعت است. از سوی دیگر، توسعه های صنعتی همواره توام با ظهور اختراعات و نوآوریهای جدید بوده اند. در این میان، فاصله زمانی بین اولین محصول عملیاتی حاصل از اختراع و یا نوآوری از یک سو، و کاربرد گسترده ‏و فزاینده ‏آن محصول جدید در صنعت از سوی دیگر، برای هر محصول متفاوت است و به عوامل متعددی بستگی دارد. در مورد فناوری ، اولین نتایج تحقیقات در این ارتباط در سال ۱۹۸۲ ‏به چاپ رسید، و کاربرد صنعتی آن در سال ۱۹۸۹ ‏ با سیستم استریولیتوگرافی از کمپانی ۳D Systems در ایالت کالیفرنیای آمریکا آغاز گردید. تا پایان سال ۲۰۰۴ ‏، بیش از ۳۰ ‏ نوع مختلف از این دستگاه های  نمونه سازی  سریع بصورت تجاری در دسترس قرار گرفته اند و بیش از ۲۷۰ ‏ راهکار و دستورالعمل بعنوان اختراع ثبت شده ‏اند. این آمارها نشان دهنده توسعه فعال و دینامیک در عرصه تکنولوژیهای نوین ساخت می باشند.
نمونه  سازی سریع که اختصارا آن را RP می نامند، نامی برای مجموعه ای از تکنولوژی هایی است که برای ساختن اجسام فیزیکی، بطور مستقیم از داده های CAD ، بکار برده می شوند. این روش ها از این جهت که مواد را لایه به لایه اضافه می کنند و این لایه ها را پیوند می دهند، منحصر بفرد هستند. این سیستم ها با نام های کلی دیگری مانند SSF) Solid Freeform Fabrication) یا FFF) Freeeform Fabrication) و یا ساخت و تولید لایه ای نیز شناخته می شوند.

تکنولوژی های افزایشی امروزه در بسیاری از کاربرد ها دارای مزایای زیادی در مقایسه با تکنولوژی های کاهشی سنتی مانند تراشکاری و فرزکاری هستند. در زیر به برخی از این مزایا اشاره می کنیم :

•  قطعات فارغ از هر پیچیدگی یا ظرافت هندسی بدون نیاز به تنظیمات خاص ماشین ابزار می توانند ساخته شوند.
•  سیستم‌های نمونه‌  سازی سریع، ساخت قطعات پیچیده را در یک فرایند قابل کنترل، پیشتاز و نسبتا سریع خلاصه می‌کنند. این مزایای منحصر بهفرد استفاده گسترده آنها را بوسیله مهندسان بعنوان راهی برای کاهش زمان تحویل به بازار، شناخت بهتر و مکاتبه طرح‌های قطعات باعث شده است. جراحان، آرشیتکت‌ ها و افرادی از تخصص‌های دیگر هم‌ می توانند از این تکنولوژی استفاده کنند.

همانطور که می دانید وقتی می خواهیم یک ماده را به شکل مورد نظر در بیاوریم یکی از روشها برش ماده یا برداشت براده از قطعه خام می باشد که آنها را فرایندهای ماشینکاری می نامند. حالا اگر این عمل را عکس کنیم، یعنی فر ایند ساخت قطعه به روش افزودن ماده باشد آنرا فرایند  نمونه سازی سریع می گویند که امروزه با این روش می توان مدلهای ریخته گری، مدلهای فروش، مدلهای تجسمی و تبلیغاتی را ساخت. این روش باعث شده هزینه ساخت مدل به شدت کاهش پیدا کند و حتی روشهایی به وجود آمده که می توان نه صرفا مدل اولیه بلکه قطعه نهایی را بر طبق اسلوب این روش ساخت.
بنابراین می توان انتظار داشت پیچیده ترین قطعات را با این روش بتوان ساخت. در واقع در این روش هر بار لایه ای با ضخامت دلخواه بر روی لایه قبل قرار می گیرد. بنابراین اگر با یک دستگاه فرز و سنگ هم همراه شود رقیبی ندارد و با آن می توان قطعات بسیار پیچیده را ارزان و سریع ساخت.

فرایند نمونه  سازی  سریع یا ساخت سریع خود به انواع زیادی تقسیم می شود. یکی از این روشها SDM است که با آن می توان مثلا مدلهای ریخته گری دقیق با موم را بسیار سریعتر و ارزانتر ساخت.
بعضی از روشهای ساخت قطعات موتور که قبلا انحصاری بود مثل پمپ سوخت موشکهای قاره پیما با این روش (که با یک فرز پنج محوره همراه شده) به آسانی ساخته می شود.
ولی روش  نمونه سازی سریع(Rapid Prototyping) با روش ساخت سریع(Rapid Manufacturing) تفاوتی اساسی دارد و آن این است که در نمونه سازی معمولا ماسه های حساس به نور یا رزین های فتو پلیمر و.. در معرض نور(لیزر یا اشعه UV) یا حرارت، جامد شده و به شکل مورد نظر در می آیند که پس از عملیات پخت و پرداخت نهایی مورد استفاده قرار می گیرند. ولی در ساخت سریع با این روش یک نازل ماده ی مورد نظر رابه کمک اشعه لیزر ذوب می کند و می پاشد و با پاشش لایه به لایه شکل مورد نظر درست می شود و سپس یک فرز یا سنگ عملیات پر داخت نهایی را انجام می دهند. این روش به هیچ وجه در خواص فیزیکی مورد نظر برای قطعه تغییری ایجاد نمی کند. نام این روش LENS می باشد.
چند شرکت ایرانی توانسته اند انواعی از این دستگاهها را وارد کنند ولی در کشورهای غربی حتی دانش آموزان هم می توانند با این دستگاهها کار کنند و پرینترهایی(۳D Printing) با همین روش به بازار آمده که مدیران می توانند در محل دفترشان نصب کنند و از مدلهای ‍CAD، مستقیما مدل سه بعدی را بسازند.
در این مبحث حرف های بسیار برای نگاشتن و خواندن وجود دارد، در ارتباط با انواع روش ها و مکانیزم های و مزایا و معایب هرکدام، انواع دستگاه های مورد استفاده، انواع مواد اولیه مورد استفاده، کاربرد های گوناگون و موثر این تکنولوژی در زمینه ها و رشته های مختلف، کاربرد RP در قالبگیری سریع(Rapid Tooling)، ساخت سریع(Rapid Manufacturing) و ….

• 2127 نمایش
• فرایندهای تولید