Еще один способ использования геометрической модели в производстве — это быстрое прототипирование. Существуют разные процессы быстрого прототипирования, но все их объединяет то, что прототип изготавливается путем послойного наложения композитного материала. Основное преимущество быстро прототипирования состоит в том, что прототип создается за один прием, исходными данными для него служит непосредственно геометрическая модель. Таким образом, отпадает необходимость в планировании последовательности технологических процессов, специальном оборудовании для обработки материалов, транспортировке от станка к станку и т. д. Однако по сравнению с обработкой на станке с ЧПУ этот процесс имеет существенный недостаток — ограниченность выбора материалов. Физические объекты, изготовленные методом быстрого прототипирования, используются главным образом в качестве прототипов или шаблонов для других производственных процессов.
В основе своей процессы быстрого прототипирования и изготовления состоят из трех шагов: формирование поперечных сечений изготавливаемого объекта, послойное наложение этих сечений и комбинирование слоев. Таким образом, чтобы создать физический объект, этим процессам требуются данные лишь о поперечных сечениях; кроме того, исчезают следующие проблемы, часто возникающие в связи с другими производственными процессами:
□ Не требуется определять геометрию пустого пространства, поскольку в ходе процессов БПИ материал добавляется, а не снимается.
□ Не нужно определять несколько наборов оборудования или сложные последовательности обработки материала, поскольку деталь изготавливается за один прием.
□ Нет необходимости рассматривать конструкции зажимов и креплений. (Некоторые процессы могут требовать создания вместе с деталью поддерживающих структур.)
□ Не нужно проектировать и изготавливать формы и штампы, так как процессы БПИ являются безынструментальными.
Таким образом, поскольку процессы БПИ позволяют создать физический объект без использования инструментов, они хорошо подходят для интеграции проектирования и изготовления без планирования процессов.
Слои поперечных сечений могут создаваться и комбинироваться одним из следующих методов:
□ полимеризация смол лазером, другими источниками света или лампами;
□ избирательное спекание твердых частиц или порошка лучом лазера;
□ связывание жидких или твердых частиц путем склеивания или сварки;
□ резка и ламинирование листового материала;
□ плавление и отверждение.
ПРОЦЕССЫ БЫСТРОГО ПРОТОТИПИРОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ