مقایسه مزایا و معایب چهار فرآیند معمول نمونه سازی

1. SLA

SLA صنعتی استپرینت سه بعدییا فرآیند ساخت افزودنی که از لیزر کنترل‌شده توسط کامپیوتر برای تولید قطعات در استخری از رزین فوتوپلیمر قابل درمان با اشعه ماوراء بنفش استفاده می‌کند. لیزر، سطح مقطع طراحی قطعه را بر روی سطح رزین مایع ترسیم می‌کند. سپس لایه پخت مستقیماً زیر سطح رزین مایع پایین می آید و این فرآیند تکرار می شود. هر لایه تازه خشک شده به لایه زیر آن متصل می شود. این روند تا زمانی که قطعه کامل شود ادامه می یابد.

مزایا:برای مدل‌های مفهومی، نمونه‌های اولیه آرایشی و طرح‌های پیچیده، SLA می‌تواند قطعاتی با هندسه‌های پیچیده و پرداخت سطحی عالی در مقایسه با سایر فرآیندهای افزودنی تولید کند. هزینه ها رقابتی هستند و فناوری از منابع متعددی در دسترس است.

معایب:قطعات اولیه ممکن است به اندازه قطعات ساخته شده از رزین های مهندسی قوی نباشند، بنابراین قطعات ساخته شده با استفاده از SLA در تست های عملکردی کاربرد محدودی دارند. علاوه بر این، هنگامی که قطعات برای خشک شدن سطح خارجی قطعه تحت چرخه های UV قرار می گیرند، قطعه تعبیه شده در SLA باید با حداقل قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش و رطوبت برای جلوگیری از تخریب استفاده شود.

2. SLS

در فرآیند SLS، یک لیزر کنترل‌شده توسط کامپیوتر از پایین به بالا بر روی یک بستر داغ از پودر نایلونی کشیده می‌شود که به آرامی به یک جامد تبدیل می‌شود. بعد از هر لایه، یک غلتک لایه جدیدی از پودر را در بالای بستر می‌گذارد و این فرآیند تکرار می‌شود. SLS از یک نایلون سفت یا پودر TPU انعطاف‌پذیر، مشابه ترموپلاستیک‌های مهندسی واقعی استفاده می‌کند، بنابراین قطعات چقرمگی و دقت بیشتری دارند، اما دارای سطح ناهموار و فاقد جزئیات دقیق است. SLS حجم ساخت زیادی را ارائه می دهد، امکان تولید قطعات با هندسه بسیار پیچیده را فراهم می کند و نمونه های اولیه بادوام را ایجاد می کند.

مزایا:قطعات SLS نسبت به قطعات SLA دقیق تر و بادوام تر هستند. این فرآیند می تواند قطعات بادوام با هندسه های پیچیده تولید کند و برای برخی از تست های عملکردی مناسب است.

معایب:قطعات دارای بافت دانه ای یا شنی هستند و گزینه های رزین فرآیندی محدود است.

3. CNC

در ماشینکاری، یک بلوک (یا میله) جامد از پلاستیک یا فلز بر روی a گیره می شودفرز CNCیا ماشین تراشکاری و به ترتیب با ماشینکاری تفریقی به محصول نهایی برش داده می شود. این روش معمولاً مقاومت و پرداخت سطحی بالاتری نسبت به هر فرآیند تولید افزودنی ایجاد می کند. همچنین دارای خواص کامل و همگن پلاستیک است زیرا از بلوک های جامد اکسترود شده یا قالب گیری فشرده از رزین ترموپلاستیک ساخته شده است، برخلاف اکثر فرآیندهای افزودنی که از مواد پلاستیکی مانند استفاده می کنند و در لایه ها ساخته می شوند. طیف گزینه های مواد به قطعه اجازه می دهد تا خواص مواد مورد نظر مانند: استحکام کششی، مقاومت در برابر ضربه، دمای انحراف حرارتی، مقاومت شیمیایی و زیست سازگاری را داشته باشد. تلورانس‌های خوب، قطعات، جگ‌ها و فیکسچرهای مناسب برای تست تناسب و عملکرد، و همچنین اجزای کاربردی برای استفاده نهایی تولید می‌کنند.

مزایا:به دلیل استفاده از ترموپلاستیک ها و فلزات درجه مهندسی در ماشینکاری CNC، قطعات سطح خوبی دارند و بسیار مقاوم هستند.

معایب:ماشین‌کاری CNC می‌تواند محدودیت‌های هندسی داشته باشد و گاهی اوقات انجام این عملیات در خانه گران‌تر از فرآیند چاپ سه بعدی است. آسیاب کردن نیبله ها گاهی اوقات می تواند دشوار باشد زیرا فرآیند به جای اضافه کردن مواد، حذف آن ها است.

4. قالب گیری تزریقی

قالب گیری تزریق سریعبا تزریق یک رزین ترموپلاستیک به قالب کار می کند و چیزی که این فرآیند را "سریع" می کند، فناوری مورد استفاده برای تولید قالب است که معمولا از آلومینیوم ساخته می شود تا فولاد سنتی که برای تولید قالب استفاده می شود. قطعات قالب گیری شده قوی هستند و سطح عالی دارند. این نیز فرآیند تولید استاندارد صنعت برای قطعات پلاستیکی است، بنابراین اگر شرایط اجازه دهد، مزایای ذاتی برای نمونه سازی در همان فرآیند وجود دارد. تقریباً از هر پلاستیک یا لاستیک سیلیکونی مایع درجه مهندسی (LSR) می توان استفاده کرد، بنابراین طراحان با مواد مورد استفاده در فرآیند نمونه سازی محدود نمی شوند.

مزایا:قطعات قالب‌گیری شده ساخته شده از طیف وسیعی از مواد درجه مهندسی با روکش‌های سطح عالی، پیش‌بینی‌کننده بسیار خوبی برای قابلیت ساخت در مرحله تولید هستند.

معایب:هزینه های اولیه ابزارآلات مرتبط با قالب گیری تزریق سریع در هیچ فرآیند اضافی یا ماشینکاری CNC رخ نمی دهد. بنابراین، در بیشتر موارد، انجام یک یا دو دور نمونه‌سازی سریع (کاهشی یا افزودنی) برای بررسی تناسب و عملکرد قبل از حرکت به قالب‌گیری تزریقی منطقی است.