Jämförelse av fördelar och nackdelar med fyra vanliga prototypprocesser

1. SLA

SLA är en industriell3D-utskrifteller additiv tillverkningsprocess som använder en datorstyrd laser för att tillverka delar i en pool av UV-härdande fotopolymerharts. Lasern skisserar och härdar tvärsnittet av deldesignen på ytan av det flytande hartset. Det härdade lagret sänks sedan direkt under den flytande hartsytan och processen upprepas. Varje nyligen härdat lager fästs vid lagret under det. Denna process fortsätter tills delen är färdig.

Fördelar:För konceptmodeller, kosmetiska prototyper och komplexa konstruktioner kan SLA producera delar med komplexa geometrier och utmärkta ytfinisher jämfört med andra additiva processer. Kostnaderna är konkurrenskraftiga och tekniken finns tillgänglig från flera källor.

Nackdelar:Prototypdelar kanske inte är lika starka som delar tillverkade av tekniska hartser, så delar tillverkade med SLA har begränsad användning vid funktionstestning. När delar utsätts för UV-cykler för att härda delens yttre yta, bör den del som är inbyggd i SLA-materialet dessutom användas med minimal UV- och fuktexponering för att förhindra nedbrytning.

2. SLS

I SLS-processen dras en datorstyrd laser nerifrån och upp på en varm bädd av nylonbaserat pulver, som försiktigt sintras (smälts samman) till ett fast ämne. Efter varje lager lägger en vals ett nytt lager pulver ovanpå bädden och processen upprepas. SLS använder ett styvt nylon- eller flexibelt TPU-pulver, liknande faktiska tekniska termoplaster, så delar har större seghet och precision, men har en grov yta och saknar fina detaljer. SLS erbjuder stora byggvolymer, möjliggör produktion av delar med mycket komplexa geometrier och skapar hållbara prototyper.

Fördelar:SLS-delar tenderar att vara mer exakta och hållbara än SLA-delar. Processen kan producera hållbara delar med komplexa geometrier och är lämplig för vissa funktionstester.

Nackdelar:Delarna har en kornig eller sandig konsistens och alternativen för processharts är begränsade.

3. CNC-bearbetning

Vid bearbetning kläms ett massivt block (eller stång) av plast eller metall fast på enCNC-fräsningeller svarvmaskin och skärs till den färdiga produkten genom subtraktiv bearbetning. Denna metod ger vanligtvis högre hållfasthet och ytfinish än någon additiv tillverkningsprocess. Den har också plastens fulla, homogena egenskaper eftersom den är tillverkad av extruderade eller formpressade solida block av termoplastharts, i motsats till de flesta additiva processer, som använder plastliknande material och bygger in lager. Utbudet av materialalternativ gör att delen kan ha de önskade materialegenskaperna såsom: draghållfasthet, slagtålighet, värmeavböjningstemperatur, kemisk resistens och biokompatibilitet. Goda toleranser producerar delar, jiggar och fixturer lämpliga för passforms- och funktionstestning, samt funktionella komponenter för slutanvändning.

Fördelar:Tack vare användningen av termoplaster och metaller av teknisk kvalitet i CNC-bearbetning har delarna en god ytfinish och är mycket robusta.

Nackdelar:CNC-bearbetning kan ha vissa geometriska begränsningar och ibland är det dyrare att göra denna operation internt än en 3D-utskriftsprocess. Fräsning av nibbles kan ibland vara svårt eftersom processen innebär att man tar bort material snarare än att man lägger till det.

4. Formsprutning

Snabb formsprutningfungerar genom att injicera ett termoplastiskt harts i en form och det som gör processen "snabb" är tekniken som används för att tillverka formen, som vanligtvis är tillverkad av aluminium snarare än det traditionella stål som används för att tillverka formen. De gjutna delarna är starka och har en utmärkt ytfinish. Detta är också branschstandardproduktionsprocessen för plastdelar, så det finns inneboende fördelar med att prototypframställa i samma process om omständigheterna tillåter. Nästan vilken plast som helst av teknisk kvalitet eller flytande silikongummi (LSR) kan användas, så konstruktörer är inte begränsade av de material som används i prototypframställningsprocessen.

Fördelar:Gjutna delar tillverkade av en rad olika tekniska material med utmärkta ytfinisher är en utmärkt indikator på tillverkningsbarhet i produktionsstadiet.

Nackdelar:De initiala verktygskostnaderna som är förknippade med snabb formsprutning uppstår inte i några ytterligare processer eller CNC-bearbetning. Därför är det i de flesta fall klokt att utföra en eller två omgångar av snabb prototypframställning (subtraktiv eller additiv) för att kontrollera passform och funktion innan man går vidare till formsprutning.