ការបង្កើតគំរូយ៉ាងឆាប់រហ័ស

ម៉ាស៊ីនគំរូរហ័សដោយប្រើឡាស៊ែរជ្រើសរើស (SLS)

ការកាត់គំរូ 3D
Rapid prototyping គឺជាក្រុមនៃបច្ចេកទេសដែលប្រើដើម្បីប្រឌិតគំរូខ្នាតនៃផ្នែករូបវន្ត ឬការផ្គុំដោយប្រើប្រាស់ទិន្នន័យកុំព្យូទ័រជំនួយការរចនា (CAD) បីវិមាត្រ។ការសាងសង់ផ្នែកឬការផ្គុំជាធម្មតាត្រូវបានធ្វើឡើងដោយប្រើការបោះពុម្ព 3D ឬបច្ចេកវិទ្យា "ការផលិតស្រទាប់បន្ថែម" ។

វិធីសាស្រ្តដំបូងសម្រាប់ការធ្វើគំរូយ៉ាងឆាប់រហ័សមាននៅពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 ហើយត្រូវបានគេប្រើដើម្បីផលិតម៉ូដែល និងផ្នែកគំរូ។សព្វថ្ងៃនេះ ពួកវាត្រូវបានប្រើសម្រាប់កម្មវិធីជាច្រើន ហើយត្រូវបានប្រើដើម្បីផលិតគ្រឿងបន្លាស់ដែលមានគុណភាពផលិតក្នុងចំនួនតិចតួច ប្រសិនបើចង់បានដោយគ្មានសេដ្ឋកិច្ចរយៈពេលខ្លីដែលមិនអំណោយផលធម្មតា។សេដ្ឋកិច្ចនេះបានលើកទឹកចិត្តដល់ការិយាល័យសេវាកម្មអនឡាញ។ការស្ទង់មតិជាប្រវត្តិសាស្ត្រនៃបច្ចេកវិទ្យា RP ចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការពិភាក្សាអំពីបច្ចេកទេសផលិតកម្ម simulacra ដែលប្រើដោយជាងចម្លាក់សតវត្សទី 19 ។ជាងចម្លាក់សម័យទំនើបខ្លះប្រើបច្ចេកវិទ្យា progeny ដើម្បីផលិតការតាំងពិពណ៌ និងវត្ថុផ្សេងៗ។សមត្ថភាពក្នុងការផលិតឡើងវិញនូវការរចនាពីសំណុំទិន្នន័យបានផ្តល់នូវបញ្ហានៃសិទ្ធិ ព្រោះឥឡូវនេះវាអាចទៅរួចក្នុងការបញ្ចូលទិន្នន័យបរិមាណពីរូបភាពមួយវិមាត្រ។

ដូចទៅនឹងវិធីសាស្រ្តដក CNC ដែរ ការរចនាកុំព្យូទ័រជំនួយ - ផលិតកុំព្យូទ័រដែលជួយដល់ដំណើរការការងារ CAD -CAM នៅក្នុងដំណើរការគំរូរហ័សបែបប្រពៃណីចាប់ផ្តើមដោយការបង្កើតទិន្នន័យធរណីមាត្រ ទាំងជា 3D រឹងដោយប្រើស្ថានីយការងារ CAD ឬ 2D ដោយប្រើបន្ទះ។ ឧបករណ៍ស្កេន។សម្រាប់ការបង្កើតគំរូយ៉ាងឆាប់រហ័ស ទិន្នន័យនេះត្រូវតែតំណាងឱ្យគំរូធរណីមាត្រត្រឹមត្រូវ។ពោលគឺ ផ្ទៃដែលព្រំប្រទល់ជាប់នឹងបរិមាណកំណត់ ពុំមានរន្ធដែលលាតត្រដាងផ្នែកខាងក្នុងឡើយ ហើយមិនត្រូវបត់ត្រឡប់មកវិញឡើយ។និយាយម្យ៉ាងទៀតវត្ថុត្រូវតែមាន "ខាងក្នុង" ។ម៉ូដែលនេះមានសុពលភាព ប្រសិនបើសម្រាប់ចំណុចនីមួយៗក្នុងចន្លោះ 3D កុំព្យូទ័រអាចកំណត់ដោយឡែកថាតើចំណុចនោះស្ថិតនៅខាងក្នុង លើ ឬខាងក្រៅផ្ទៃព្រំដែននៃគំរូ។កម្មវិធីដំណើរការក្រោយ CAD នឹងប្រហាក់ប្រហែលទម្រង់ធរណីមាត្រ CAD ខាងក្នុងរបស់អ្នកលក់កម្មវិធី (ឧទាហរណ៍ B-splines) ជាមួយនឹងទម្រង់គណិតវិទ្យាសាមញ្ញ ដែលនៅក្នុងវេនត្រូវបានបង្ហាញជាទម្រង់ទិន្នន័យដែលបានបញ្ជាក់ដែលជាលក្ខណៈទូទៅក្នុងការផលិតបន្ថែម៖ ទ្រង់ទ្រាយឯកសារ STL, ស្តង់ដារជាក់ស្តែងសម្រាប់ការផ្ទេរគំរូធរណីមាត្ររឹងទៅម៉ាស៊ីន SFF ។

ដើម្បីទទួលបានគន្លងនៃការគ្រប់គ្រងចលនាចាំបាច់ដើម្បីជំរុញ SFF ជាក់ស្តែង គំរូរហ័ស ការបោះពុម្ព 3D ឬយន្តការផលិតបន្ថែម គំរូធរណីមាត្រដែលបានរៀបចំជាធម្មតាត្រូវបានកាត់ជាស្រទាប់ៗ ហើយចំណិតត្រូវបានស្កេនជាបន្ទាត់ (ផលិត "គំនូរ 2D" ដែលប្រើដើម្បីបង្កើត គន្លងដូចនៅក្នុងផ្លូវឧបករណ៍របស់ CNC) ការធ្វើត្រាប់តាមបញ្ច្រាសដំណើរការនៃការកសាងរូបវិទ្យាពីស្រទាប់មួយទៅស្រទាប់។

1. តំបន់កម្មវិធី
គំរូគំរូរហ័សក៏ត្រូវបានអនុវត្តជាទូទៅនៅក្នុងវិស្វកម្មសូហ្វវែរ ដើម្បីសាកល្បងគំរូអាជីវកម្មថ្មី និងស្ថាបត្យកម្មកម្មវិធីដូចជា Aerospace, Automotive, Financial Services, Product Development និង Healthcare។ក្រុម​រចនា​លំហអាកាស និង​ក្រុម​ឧស្សាហកម្ម​ពឹងផ្អែក​លើ​ការ​បង្កើត​គំរូ​ដើម​ដើម្បី​បង្កើត​វិធីសាស្ត្រ AM ថ្មី​ក្នុង​ឧស្សាហកម្ម។ដោយប្រើ SLA ពួកគេអាចបង្កើតកំណែជាច្រើននៃគម្រោងរបស់ពួកគេបានយ៉ាងឆាប់រហ័សក្នុងរយៈពេលពីរបីថ្ងៃ ហើយចាប់ផ្តើមសាកល្បងលឿនជាងមុន។Rapid Prototyping អនុញ្ញាតឱ្យអ្នករចនា/អ្នកអភិវឌ្ឍន៍ផ្តល់នូវគំនិតត្រឹមត្រូវអំពីរបៀបដែលផលិតផលដែលបានបញ្ចប់នឹងប្រែក្លាយមុនពេលដាក់ពេលវេលា និងប្រាក់ច្រើនពេកទៅក្នុងគំរូដើម។ការបោះពុម្ព 3D ដែលកំពុងត្រូវបានប្រើប្រាស់សម្រាប់ Rapid Prototyping អនុញ្ញាតឱ្យការបោះពុម្ព 3D ឧស្សាហកម្មកើតឡើង។ជាមួយនេះ អ្នកអាចមានផ្សិតខ្នាតធំសម្រាប់គ្រឿងបន្លាស់ត្រូវបានបូមចេញយ៉ាងឆាប់រហ័សក្នុងរយៈពេលដ៏ខ្លី។

2. ប្រវត្តិសាស្រ្ត
ក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1970 លោក Joseph Henry Condon និងអ្នកផ្សេងទៀតនៅ Bell Labs បានបង្កើតប្រព័ន្ធ Unix Circuit Design System (UCDS) ដោយស្វ័យប្រវត្តិកម្មការងារដែលពិបាក និងងាយនឹងមានកំហុសក្នុងការបំប្លែងគំនូរដោយដៃទៅបង្កើតបន្ទះសៀគ្វីសម្រាប់គោលបំណងស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍន៍។

នៅទស្សវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 អ្នកបង្កើតគោលនយោបាយអាមេរិក និងអ្នកគ្រប់គ្រងឧស្សាហកម្មត្រូវបានបង្ខំឱ្យកត់សម្គាល់ឃើញថា ភាពលេចធ្លោរបស់អាមេរិកក្នុងវិស័យផលិតឧបករណ៍ម៉ាស៊ីនបានហួតចេញ ដែលត្រូវបានគេហៅថាវិបត្តិឧបករណ៍ម៉ាស៊ីន។គម្រោងជាច្រើនបានស្វែងរកដើម្បីប្រឆាំងនឹងនិន្នាការទាំងនេះនៅក្នុងតំបន់ CNC CAM ប្រពៃណីដែលបានចាប់ផ្តើមនៅក្នុងសហរដ្ឋអាមេរិក។ក្រោយមកនៅពេលដែល Rapid Prototyping Systems បានផ្លាស់ប្តូរចេញពីមន្ទីរពិសោធន៍ដើម្បីធ្វើពាណិជ្ជកម្ម វាត្រូវបានគេទទួលស្គាល់ថាការអភិវឌ្ឍន៍មានកម្រិតអន្តរជាតិរួចទៅហើយ ហើយក្រុមហ៊ុនគំរូរហ័សរបស់សហរដ្ឋអាមេរិកនឹងមិនមានភាពប្រណិតក្នុងការអនុញ្ញាតឱ្យមានការធ្លាក់ចុះនោះទេ។មូលនិធិវិទ្យាសាស្ត្រជាតិគឺជាឆ័ត្រសម្រាប់រដ្ឋបាលអាកាសចរណ៍ជាតិ និងអវកាស (NASA) ក្រសួងថាមពលសហរដ្ឋអាមេរិក ក្រសួងពាណិជ្ជកម្មសហរដ្ឋអាមេរិក NIST ក្រសួងការពារជាតិសហរដ្ឋអាមេរិក ទីភ្នាក់ងារស្រាវជ្រាវកម្រិតខ្ពស់ការពារជាតិ (DARPA) និងការិយាល័យនៃ Naval Research បានសំរបសំរួលការសិក្សាដើម្បីជូនដំណឹងដល់អ្នករៀបចំផែនការយុទ្ធសាស្រ្តក្នុងការពិភាក្សារបស់ពួកគេ។របាយការណ៍មួយបែបនេះគឺ 1997 Rapid Prototyping in Europe and Japan Panel Report ដែលក្នុងនោះ Joseph J. Beaman ស្ថាបនិកនៃ DTM Corporation ផ្តល់នូវទស្សនវិស័យជាប្រវត្តិសាស្ត្រ៖

ឫសគល់នៃបច្ចេកវិជ្ជាគំរូគំរូរហ័សអាចត្រូវបានគេតាមដានទៅនឹងការអនុវត្តនៅក្នុងសណ្ឋានដី និងរូបចម្លាក់។នៅក្នុង TOPOGRAPHY Blanther (1892) បានស្នើវិធីសាស្រ្តជាស្រទាប់សម្រាប់បង្កើតផ្សិតសម្រាប់ផែនទីសណ្ឋានដីក្រដាសធូរស្រាល។ ដំណើរការនេះពាក់ព័ន្ធនឹងការកាត់ខ្សែវណ្ឌវង្កនៅលើចានជាច្រើនដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានដាក់ជង់។Matsubara (1974) នៃក្រុមហ៊ុន Mitsubishi បានស្នើដំណើរការសណ្ឋានដីជាមួយនឹងជ័រ photopolymer រឹងរូបថត ដើម្បីបង្កើតជាស្រទាប់ស្តើងដាក់ជង់ដើម្បីធ្វើជាផ្សិត។ការថតរូបគឺជាបច្ចេកទេសនៅសតវត្សរ៍ទី 19 ដើម្បីបង្កើតវត្ថុចម្លងបីវិមាត្រពិតប្រាកដ។Francois Willeme ដ៏ល្បីល្បាញបំផុត (1860) បានដាក់កាមេរ៉ាចំនួន 24 នៅក្នុងអារេរាងជារង្វង់ ហើយថតរូបវត្ថុមួយក្នុងពេលដំណាលគ្នា។បន្ទាប់មក ស្រមោលនៃរូបថតនីមួយៗត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីឆ្លាក់រូបចម្លង។Morioka (1935, 1944) បានបង្កើតរូបចម្លាក់រូបថតកូនកាត់ និងដំណើរការសណ្ឋានដី ដោយប្រើពន្លឺដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ ដើម្បីបង្កើតរូបភាពជាខ្សែវណ្ឌវង្កនៃវត្ថុមួយ។បន្ទាប់មក បន្ទាត់អាចត្រូវបានបង្កើតជាសន្លឹក ហើយកាត់ និងជង់ ឬដាក់លើសម្ភារៈស្តុកសម្រាប់ឆ្លាក់។ដំណើរការ Munz (1956) បង្កើតឡើងវិញនូវរូបភាពបីវិមាត្រនៃវត្ថុមួយ ដោយជ្រើសរើសការលាតត្រដាង ស្រទាប់ដោយស្រទាប់ សារធាតុ emulsion រូបថតនៅលើ piston ទាប។បន្ទាប់ពីជួសជុលរួច ស៊ីឡាំងថ្លារឹងមានរូបភាពនៃវត្ថុ។

— Joseph J. Beaman
"ប្រភពដើមនៃគំរូគំរូរហ័ស - RP កើតចេញពីឧស្សាហកម្ម CAD ដែលកំពុងរីកចម្រើន ជាពិសេសផ្នែកគំរូដ៏រឹងមាំរបស់ CAD ។មុនពេលគំរូរឹងត្រូវបានណែនាំនៅចុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 គំរូបីវិមាត្រត្រូវបានបង្កើតឡើងជាមួយនឹងស៊ុមលួស និងផ្ទៃ។ប៉ុន្តែមិនមែនរហូតដល់ការអភិវឌ្ឍន៍នៃគំរូរឹងពិតប្រាកដអាចដំណើរការប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតដូចជា RP ត្រូវបានបង្កើតឡើង។Charles Hull ដែលបានជួយរកឃើញ 3D Systems ក្នុងឆ្នាំ 1986 បានបង្កើតដំណើរការ RP ដំបូង។ដំណើរការនេះត្រូវបានគេហៅថា stereolithography បង្កើតវត្ថុដោយការព្យាបាលស្រទាប់ជាប់គ្នាស្តើងនៃជ័ររាវដែលងាយនឹងពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេជាក់លាក់ជាមួយនឹងឡាស៊ែរថាមពលទាប។ជាមួយនឹងការណែនាំនៃ RP គំរូរឹង CAD អាចរស់ឡើងវិញភ្លាមៗ។

បច្ចេកវិទ្យាដែលហៅថា Solid Freeform Fabrication គឺជាអ្វីដែលយើងទទួលស្គាល់នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះថាជាគំរូគំរូរហ័ស ការបោះពុម្ព 3D ឬការផលិតបន្ថែម៖ Swainson (1977), Schwerzel (1984) បានធ្វើការលើវត្ថុធាតុ polymerization នៃវត្ថុធាតុ polymerization ដែលមានពន្លឺនៅចំនុចប្រសព្វនៃធ្នឹមឡាស៊ែរដែលគ្រប់គ្រងដោយកុំព្យូទ័រពីរ។Ciraud (1972) ចាត់ទុកថាជាកំណកម៉ាញេតូស្ទិក ឬអេឡិចត្រុសស្ទិក ជាមួយនឹងធ្នឹមអេឡិចត្រុង ឡាស៊ែរ ឬប្លាស្មាសម្រាប់ការបិទភ្ជាប់ផ្ទៃ sintered ។ទាំង​អស់​នេះ​ត្រូវ​បាន​គេ​ស្នើ​ឡើង ប៉ុន្តែ​គេ​មិន​ដឹង​ថា តើ​ម៉ាស៊ីន​ដំណើរការ​ត្រូវ​បាន​គេ​បង្កើត​ឡើង​ឬ​អត់​ទេ។Hideo Kodama នៃវិទ្យាស្ថានស្រាវជ្រាវឧស្សាហកម្មក្រុង Nagoya គឺជាអ្នកដំបូងគេដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយគណនីនៃគំរូដ៏រឹងមាំមួយដែលត្រូវបានប្រឌិតដោយប្រើប្រព័ន្ធគំរូលឿន photopolymer (1981) ។ប្រព័ន្ធគំរូគំរូ 3D លឿនបំផុតដំបូងគេដែលពឹងផ្អែកលើ Fused Deposition Modeling (FDM) ត្រូវបានធ្វើឡើងក្នុងខែមេសា ឆ្នាំ 1992 ដោយ Stratasys ប៉ុន្តែប៉ាតង់នេះមិនបានចេញរហូតដល់ថ្ងៃទី 9 ខែមិថុនា ឆ្នាំ 1992។ Sanders Prototype, Inc បានណែនាំម៉ាស៊ីនបោះពុម្ព 3D លើតុដំបូងបង្អស់ (3DP) ដោយប្រើ ការច្នៃប្រឌិតពីខែសីហា 4,1992 (Helinski), Modelmaker 6Pro នៅចុងឆ្នាំ 1993 ហើយបន្ទាប់មកម៉ាស៊ីនបោះពុម្ព 3D ឧស្សាហកម្មធំជាង Modelmaker 2 ក្នុងឆ្នាំ 1997 ។ Z-Corp ដោយប្រើ MIT 3DP powder binding for Direct Shell Casting (DSP) បានបង្កើតនៅឆ្នាំ 1993 ។ ទីផ្សារក្នុងឆ្នាំ 1995 ។ សូម្បីតែនៅដើមដំបូង បច្ចេកវិទ្យាត្រូវបានគេមើលឃើញថាមានកន្លែងនៅក្នុងការអនុវត្តផលិតកម្ម។គុណភាពបង្ហាញទាប ទិន្នផលកម្លាំងទាបមានតម្លៃក្នុងការផ្ទៀងផ្ទាត់ការរចនា ការបង្កើតផ្សិត ការផលិត និងផ្នែកផ្សេងៗទៀត។លទ្ធផលបានឈានទៅមុខជាលំដាប់ឆ្ពោះទៅរកការប្រើប្រាស់ជាក់លាក់ខ្ពស់។Sanders Prototype, Inc. (Solidscape) បានចាប់ផ្តើមជាអ្នកផលិត Rapid Prototyping 3D Printing ជាមួយ Modelmaker 6Pro សម្រាប់ការបង្កើតគំរូ Thermoplas tic សម្រាប់ការលះបង់នៃម៉ូដែល CAD ដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យា Drop-On-Demand (DOD) inkjet single nozzle technology។

ការច្នៃប្រឌិតកំពុងត្រូវបានស្វែងរកជានិច្ច ដើម្បីបង្កើនល្បឿន និងសមត្ថភាពក្នុងការទប់ទល់នឹងកម្មវិធីផលិតកម្មដ៏ធំ។ការអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងខ្លាំងដែល RP ចែករំលែកជាមួយផ្នែកពាក់ព័ន្ធ CNC គឺជាប្រភពបើកចំហរឥតគិតថ្លៃនៃកម្មវិធីកម្រិតខ្ពស់ដែលបង្កើតជាខ្សែសង្វាក់ឧបករណ៍ CAD-CAM ទាំងមូល។វាបានបង្កើតសហគមន៍នៃក្រុមហ៊ុនផលិតឧបករណ៍ res ទាប។ចំណង់ចំណូលចិត្តថែមទាំងបានបង្កើតការរចនាឧបករណ៍ដែលមានឥទ្ធិពលឡាស៊ែរបន្ថែមទៀត

បញ្ជីដំបូងនៃដំណើរការ RP ឬ Fabrication Technologies ដែលត្រូវបានបោះពុម្ពក្នុងឆ្នាំ 1993 ត្រូវបានសរសេរដោយ Marshall Burns ហើយពន្យល់ពីដំណើរការនីមួយៗយ៉ាងម៉ត់ចត់។វាក៏ដាក់ឈ្មោះបច្ចេកវិទ្យាមួយចំនួន ដែលជាបុព្វហេតុនៃឈ្មោះក្នុងបញ្ជីខាងក្រោម។ឧទាហរណ៍៖ សាជីវកម្ម Visual Impact Corporation បានផលិតតែម៉ាស៊ីនបោះពុម្ពគំរូសម្រាប់ការដាក់ក្រមួន ហើយបន្ទាប់មកបានផ្តល់អាជ្ញាប័ណ្ណប៉ាតង់ទៅឱ្យ Sanders Prototype, Inc ជំនួសវិញ។BPM បានប្រើ inkjets និងសម្ភារៈដូចគ្នា។