19 listopada 2020 Leprint

Zastosowanie inżynierii 3D w procesach prototypowania

Inżynieria 3D to dział inżynierii, który bardzo szybko się rozwija. Druk 3D, do którego początkowo podchodzono dość ostrożnie, żeby nie powiedzieć sceptycznie, pokazał swoją siłę i możliwości. Nagle wiele rzeczy, które kiedyś były bardzo czasochłonne, a często nawet niemożliwe do realizacji, stały się nie tylko wykonalne, ale wręcz można zrobić to stosunkowo szybko. Jedną z takich dziedzin jest prototypowanie, które właśnie dzięki drukowi 3D stało się jeszcze ważniejsze, a przy tym dużo prostsze i szybsze do zrealizowania. Jednak jak inżynieria 3D wpływa na proces tworzenia prototypów? Przyjrzyjmy się temu trochę dokładniej.

Inżynieria 3DPrototyp – czym jest?

Aby dobrze zrozumieć, dlaczego inżynieria 3D – a w szczególności drukowanie 3D – tak mocno wpływa na prototypowanie, trzeba najpierw wyjaśnić czym jest sam prototyp. Gdybyśmy odwołali się do definicji, to prototyp jest najczęściej pierwotnym urządzeniem zaprojektowanym i zbudowanym w celu zademonstrowania zdolności do budowy urządzenia docelowego. Innymi słowy, można powiedzieć, że podczas budowy lub wykonania prototypu często pierwszy raz wprowadza się w życie nowe pomysły i jeżeli uda się zbudować działający prototyp, można przystąpić do budowy urządzenia w formie ostatecznej. Samo prototypowanie jest bardzo istotne, ponieważ pozwala na zobaczenie jak w praktyce zachowuje się planowany twór i w razie potrzeby można wprowadzić konkretne poprawki czy też korekty. Prototyp może fizycznie różnić się całkowicie od produktu finalnego, ale równie dobrze być właściwie dopracowany ostatecznie – wszystko zależy od konkretnego celu jego stworzenia.

Rola inżynierii 3D w budowaniu prototypów

No dobrze, wiemy już czym jest prototyp i w jakim celu się go wykonuje. Jednak ktoś mógłby zacząć się zastanawiać, dlaczego zatem inżynieria 3D jest tak istotna dla prototypowania i co wnosi do tego procesu. Przede wszystkim, prototypowanie może być bardzo kosztowne. A właściwie często bywało kosztowne. Tutaj właśnie drukowanie 3D mocno wpłynęło i ułatwiło sam proces budowy prototypów. Duże koszty z nią związane wynikały przede wszystkim z tego, że jednostkowa budowa niektórych elementów czy całych produktów przeważnie jest droga. Drukarki 3D sporo tutaj zmieniły. Okazało się, że tanio i szybko można nie tylko wydrukować pojedyncze elementy do wielu prototypów, ale nawet całe projekty. Do tego wydruki te jakościowo są bardzo dobre i pozwalają nawet na wielokrotne wprowadzanie poprawek czy też, w razie potrzeby, zatrzymanie wydruku i rozpoczęcie go zupełnie od nowa. To wprowadza bardzo dużą oszczędność i pozwala skupić się na spokojnym testowaniu czy projektowaniu prototypów.

Zalety użycia drukowania 3D w prototypowaniu

Mówiąc o zaletach drukowania 3D zacząć należy od dokładności i precyzji. Dzisiejsze technologie druku 3D oferują coraz większą dokładność odwzorowania geometrii modelu i gładkość powierzchni. Pozwala to nam wyprodukować właściwie każdy, nawet skomplikowany element. Dzięki zastosowaniu drukarek 3D prototypowanie zajmuje mniej czasu, a same projekty są sprawniej wdrażane i lepiej testowane. Na same testy mocno wpływa także łatwość modyfikacji projektu na właściwie każdym etapie procesu. Wykryte błędy można od razu usunąć i wprowadzić odpowiednie zmiany, a następnie wrócić do testowania prototypów.

Zatem w kontekście prototypów, inżynieria 3D jest właściwie metoda pozbawioną ograniczeń, pozwalającą szybko wykonać prototyp lub elementy do niego.  Do tego różne technologie druku 3D pozwalają zastosować szerokie spektrum materiałów i elastycznie dostosowywać je do potrzeb. Jednak to nie wszystko. Jest jeszcze jedna niesamowita zaleta inżynierii 3D, która wnosi prototypowanie na wyższy poziom.

Prototypowanie a inżynieria odwrotna

Inne zastosowanie drukowania w 3D w kontekście prototypowania wynika z procesów tak zwanej “inżynierii odwrotnej”. Wykorzystuje ona możliwość zeskanowania przy pomocy drukarki 3D istniejących już gotowych elementów a następnie – po odpowiedniej i precyzyjnej obróbce – wydrukowanie ich dopasowaną do tego metodą. To idealne rozwiązanie w sytuacji, gdy jakiś element już istnieje, natomiast konieczne jest jego wielokrotne powielenie. Zeskanowana w taki sposób forma może być przygotowana przez projektanta specjalnie do tego celu, ale także może stanowić już istniejący element, który potrzebuje zamiennika.