VÝROBA PROTOTYPŮ
U některých plastových dílů je nezbytné vyrobit reálný kus ještě před investicí do formy pro vlastní výrobu. Tento požadavek může mít několik důvodů – posouzení vzhledu, ergonomie a váhy výrobku, ověření funkce a mechanické odolnosti plastových dílů atd. To vše díky dnešní technologii, která umožňuje zhotovení prototypů z identického typu plastového materiálu, z jakého bude vyroben skutečný díl.
ZHMOTNÍME VAŠE PŘEDSTAVY
Zhotovení prototypu konečného plastového dílu je stále více používaným způsobem, jak si ověřit vše potřebné před investicí do nákladné technologie, která je pro sériovou výrobu plastů nezbytná.
Výroba prototypů plastových dílů se doporučuje ve většině případů, kdy se jedná o vývoj nové součásti, nebo dochází k zásadní modernizaci stávajícího výrobku. Skutečný model často umožní odhalit drobnosti, které se při návrhu designu přehlédnou nebo se neprojeví. Přestože není model levnou záležitostí, je stále zlomkem ceny výrobní technologie a investice do prototypu se vyplatí. Úpravy a změny na hotových formách jdou značně nákladné, pokud jsou vůbec možné.
Už podle anglického názvu Rapid Prototyping je patrné, že se jedná o velmi rychlý způsob, jak vyrobit reálný model budoucího výrobku. Zhotovením prototypu dochází jen k minimálnímu zdržení v procesu vývoje plastového dílu.
Podle toho, co potřebujeme testovat se volí optimální technologie výroby reálných modelů. Čím více se prototyp má blížit skutečnému výrobku, tím vyšší bývá cena jeho zhotovení. U dílů, kde budeme hodnotit pouze vzhled nebo ergonomii, je zbytečné požadovat přesnost na setiny milimetrů. Naopak pro ověření funkce a mechanických vlastností nebudeme klást důraz na vzhled, ale budeme usilovat o přesnost rozměrů a použití odpovídajícího typu plastu. Hlavní technologie výroby prototypů jsou 3D tisk, CNC obrábění, výroba prototypové forma a vakuové lití.
RAPID
PROTOTYPING
Rapid prototyping je skupina technik používaných k rychlé výrobě modelů fyzického dílu, většinou pomocí trojrozměrného digitáního modelu.
Výroba prototypové formy
Pokud je požadován prototyp skutečného plastového dílu v jeho finální podobě, volí se pro jeho zhotovení výroba prototypů ze vstřikovací formy. Většinou se jedná o jednootiskovou vložku z lehkých kovů, vsazenou do universálního rámu. Vložka má omezený počet zdvihů a technické řešení vyhazování výlisku, chlazení formy a dalšího vybavení je z ekonomických důvodů co nejjednodušší.
CNC obrábění prototypů
Obrábění na CNC je klasická výroba prototypů z plastu. Je možné použít identický materiál konečného výrobku, zhotovit se dají i rozměrné modely. Touto technologií nelze vyrobit velmi složité tvary.
Jiné možnosti výroby prototypů
Čas od času se sáhne i ke starým osvědčeným metodám, jako je model ze sádry, případně jiné hmoty, která se dá dále opracovávat nebo tvarovat.
Vakuové licí systémy
Vakuové licí systémy, které umožňují rychlou a velmi přesnou výrobu plastových prototypových dílů. Technologie vakuového lití do silikonových forem uspoří až 90% ceny i času výroby prototypu oproti výrobě kovových forem.
Výroba prototypů 3D tiskem
3D tisk je technologie, kdy se přidávají prostorově vrstvy materiálu za účelem vytvořit skutečný model plastové součásti. Existuje několik technologií, mezi nejčastější patří FDM (Fused deposition modling), SLA (Stereolithography), SLS (Selective Laser Sintering) a PJP (Plastic Jet Printing). Jednotlivé metody jsou popsány dále.
SLA – Stereolithography
Kapalina citlivá na světlo po ozáření ultrafialovým světlem zpolymerizuje. Podložka se pohybuje v lázni těsně pod povrchem kapaliny a lampa řádku po řádce osvětluje povrch. Kam dopadne světlo, tam povrch kapaliny ztuhne. Po dokončení vrstvy se podložka více ponoří a proces se opakuje až po dokončení dílu.
PJP – Plastic Jet Printing
Termoplastický materiál se roztaví a pak se vytlačuje speciálně konstruovanou hlavou na pohyblivou platformu. Materiál rychle ztuhne, plošina sestupuje a tvoří se další vrstva na předchozí. Tento postup se opakuje, dokud model není kompletní. Používají se různé termoplasty včetně ABS a polykarbonátů.
SLS – Selective Laser Sintering
Zdrojový materiál nemusí být tekutý jaku u SLA, ale může být použit jemný prášek. Vrstvu po vrstvě je prášek nanášen na klesající podložku a postupně lokálně zpevňován. Může jít o kapky pojiva, nebo natavení laserem. Druhý postup je znám jako technologie SLS – selektivní laserové sintrování.
FDM – Fused deposition modling
FDM je prominentní forma výroby prototypů a funguje na principu vrstvení tryskou taveného materiálu, který se odvíjí z cívky. Vhodné pro rychlou výrobu velmi malých sérií. Používá se termoplastické ABS, PPSF, PC apod. Mohou být použity verze s pohyblivým objektem i s pohyblivou tryskou, běžná je i hybridní verze.