MODUL 1 · OSNOVE 3D ISPISA
Nastavna jedinica 1.6
Aditivni postupci proizvodnje prototipa
Riječ prototip pokriva tri posve različite stvari: model koji se samo gleda, uzorak koji se ispituje i primjerak koji predstavlja budući proizvod. Svaki od njih ima druge zahtjeve na točnost, materijal i izgled, pa se i postupak bira prema namjeni, a ne prema navici.
- razlikovati prototip oblika, prototip funkcije i predserijski uzorak
- navesti zahtjeve na točnost i izgled za svaku vrstu prototipa
- odabrati aditivni postupak prema traženoj točnosti i namjeni
- objasniti ulogu naknadne obrade u izradi prototipa
- procijeniti koji je postupak prikladan za zadanu toleranciju i detalj
Čemu služi prototip
Prototip je probni primjerak izrađen prije nego što proizvod uđe u izradu. Njegova je svrha ukloniti neizvjesnost: pokazati kako predmet izgleda, potvrditi da radi i otkriti pogreške dok su ispravci jeftini. Trošak izmjene raste sa svakim korakom prema proizvodnji, pa se ulaganje u prototip gotovo uvijek isplati.
Aditivne tehnologije za tu su svrhu izuzetno pogodne jer nemaju početnog troška po obliku. Nova inačica traži samo novu datoteku. Zbog toga se u razvoju obično ne izrađuje jedan prototip nego niz njih: svaki sljedeći uklanja nedostatak koji je prethodni otkrio. Takav se pristup naziva razvojnom petljom i njegova brzina izravno određuje koliko dugo razvoj traje.
Važno je unaprijed odlučiti što se prototipom želi provjeriti. Prototip koji pokušava istodobno biti jeftin, lijep, čvrst i točan obično ne bude ništa od toga. Odluka o namjeni određuje sve ostalo: postupak, materijal, orijentaciju i opseg naknadne obrade.
Tri vrste prototipa
U razvoju se razlikuju tri razine. Prototip oblika provjerava mjere, proporcije i sklapanje; ne mora biti čvrst niti od pravog materijala. Prototip funkcije ispituje radi li predmet pod opterećenjem, pa traži materijal sličnih svojstava i pažljivu orijentaciju. Predserijski uzorak predstavlja konačni proizvod pred naručiteljem ili na ispitivanju, pa traži i izgled i svojstva.
| Vrsta prototipa | Što provjerava | Zahtjev na točnost | Tipične postavke |
|---|---|---|---|
| Prototip oblika | mjere, proporcije, sklapanje | ± 0,3 mm | visina sloja 0,3 mm, ispuna 10 % |
| Prototip funkcije | nosivost, trošenje, gibanje | ± 0,15 mm | visina sloja 0,2 mm, ispuna 30 %, više obodnih linija |
| Predserijski uzorak | izgled, boju, površinu, svojstva | ± 0,1 mm | fina visina sloja ili postupak sa smolom, naknadna obrada |
Podjela nije formalna nego praktična. Ista datoteka može dati sve tri razine ako se promijene postavke i postupak. Nosač N-14 ispisan s visinom sloja 0,3 mm i ispunom 10 posto gotov je za pola sata i dovoljan za provjeru sklapanja; isti nosač s visinom sloja 0,1 mm i gušćom ispunom traje višestruko dulje, ali je spreman za ispitivanje.
Točnost, detalj i izgled
Kod aditivnih postupaka tri se svojstva često brkaju. Točnost je odstupanje izmjerene mjere od nazivne. Razlučivost detalja je najmanja značajka koju postupak može prikazati, primjerice najtanja stijenka ili najmanji natpis. Kvaliteta površine opisuje koliko su tragovi slojeva vidljivi i opipljivi. Postupak može biti točan, a davati grubu površinu, i obratno.
Kod taložnog srašćivanja točnost je ograničena promjerom mlaznice i skupljanjem materijala. S mlaznicom od 0,4 mm najtanja razumna stijenka iznosi oko 0,45 mm, a natpisi ispod jednog milimetra visine slova gube se. Postupci sa smolom daju znatno finiji detalj i glatku površinu, ali su materijali krhkiji i osjetljivi na svjetlo, pa nisu prikladni za dijelove koji se opterećuju.
Prema traženoj toleranciji, najmanjem detalju i namjeni prikaz predlaže skupinu postupaka i navodi razlog. Prijedlog je orijentacijski i provjerava se podacima proizvođača.
Izbor postupka prema namjeni
Za provjeru oblika i sklapanja gotovo uvijek je dovoljno taložno srašćivanje. Postupak je jeftin, materijal dostupan, predmet dovoljno čvrst za rukovanje, a odstupanja poznata. Za sitne predmete s finim detaljima biraju se postupci sa smolom. Za uzorke koji moraju biti čvrsti i bez potpora koriste se postupci s prahom, gdje neotopljeni prah sam nosi previse.
Za predserijske uzorke koji predstavljaju izgled proizvoda često se kombiniraju dva koraka: ispis i naknadna obrada. Površina se brusi, ispunjava temeljnim premazom i lakira, pa se tragovi slojeva više ne vide. Takav uzorak nije jeftin, ali je i dalje mnogo jeftiniji i brži od izrade kalupa samo radi nekoliko primjeraka.
Primjer
Za prikaz kućišta uređaja naručitelju izrađuju se tri primjerka. Ispis traje po dva sata, a brušenje, premazivanje i lakiranje po primjerku traje dulje od samog ispisa. Ukupno se uzorci dobiju u dva radna dana, dok bi kalup tražio nekoliko tjedana.
Što prototip ne dokazuje
Prototip izrađen aditivnim postupkom pokazuje oblik i, uz pažljiv izbor, ponašanje pod opterećenjem. Ne dokazuje, međutim, da će jednako izgledati i dio nastao injekcijskim prešanjem. Prešani dio ima drugačiju unutarnju građu, drugačije skupljanje i drugačija svojstva, pa se mjere i čvrstoća mogu razlikovati.
Zbog toga se za provjeru konačnog proizvoda izrađuju uzorci postupkom kojim će se proizvod i proizvoditi. Aditivni prototip tada ostaje u ulozi koja mu pripada: brz, jeftin i vrlo koristan alat u ranoj fazi, ali ne i zamjena za ispitivanje na pravom postupku.
Pažnja
Ispisani prototip ne smije se ugraditi u uređaj koji ide korisniku samo zato što je pristajao. Prototip nema dokumentirana svojstva ni sljedivost, a ponašanje pod trajnim opterećenjem i temperaturom nije ispitano.
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Prototip oblika | Uzorak za provjeru mjera, proporcija i sklapanja, bez zahtjeva na čvrstoću. |
| Prototip funkcije | Uzorak izrađen tako da se na njemu može ispitati rad pod opterećenjem. |
| Predserijski uzorak | Primjerak koji izgledom i svojstvima predstavlja budući proizvod. |
| Razlučivost detalja | Najmanja značajka koju postupak može vjerno prikazati. |
| Kvaliteta površine | Mjera vidljivosti i opipljivosti tragova slojeva na plohi. |
| Razvojna petlja | Ponavljani niz izrade, ispitivanja i izmjene prototipa. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 3
Koja vrsta prototipa traži materijal sličnih svojstava konačnom dijelu?
Prototip funkcije ispituje ponašanje pod opterećenjem, pa materijal i orijentacija moraju odgovarati namjeni.
Pitanje 2 od 3
Zašto postupci sa smolom daju finiji detalj od taložnog srašćivanja?
Kod fotopolimerizacije razlučivost ovisi o optici i piksela zaslona, a ne o promjeru mlaznice.
Pitanje 3 od 3
Što ispisani prototip ne dokazuje?
Prešani dio ima drugačiju unutarnju građu i skupljanje, pa se mjere i čvrstoća mogu razlikovati.
Odgovoreno 0 od 3.