تصنيع نماذج السيارات الأولية بالطباعة ثلاثية الأبعاد من النايلون

غالباً ما تصل عملية تطوير السيارات إلى نقطة لا تكون فيها تحليلات التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) كافية. قد تبدو الهندسة صحيحة على الشاشة، لكن المهندسين لا يزالون بحاجة إلى جزء مادي للتحقق من كيفية شغله للمساحة، وتوافقه مع المكونات المحيطة، وسلوكه أثناء تجميع تجريبي فعلي.

لهذا المشروع الأمريكي في مجال السيارات، احتاج العميل إلى خمس مجموعات من الأجزاء النموذجية لإجراء فحص تصميم أولي. تم تصنيع المكونات من نايلون أسود باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد، مما سمح للفريق بتقييم التصميم الحالي قبل الالتزام بالأدوات أو عملية تصنيع بكميات أعلى.

الجزء نفسه مرشح جيد لهذا النهج. يجمع جسمه غير المنتظم بين أقسام منحنية، وميزة دائرية كبيرة، وفتحات، وأضلاع، ونقاط تثبيت، والعديد من الإسقاطات المحلية ضمن هيكل متكامل واحد.

تفاصيل المشروع

مبني حول التجميع، وليس حول هندسة بسيطة

أحد أول الأشياء الملاحظة في هذا المكون هو أن القليل جداً منه يتبع شكلاً هندسياً بسيطاً.

يتغير المظهر الخارجي باستمرار. هناك مناطق منحنية واسعة بجانب امتدادات ضيقة، ومناطق غائرة، وهياكل تثبيت مرتفعة، وقسم دائري بارز. تقع مناطق مختلفة أيضاً على ارتفاعات مختلفة بشكل ملحوظ.

هذا النوع من الأشكال شائع في تطوير السيارات لأن المكون غالباً ما يحتاج إلى التوافق مع مساحة مشتركة بالفعل مع أجزاء أخرى.

نتيجة لذلك، فإن السؤال الهندسي ليس ببساطة، "هل الحجم الإجمالي صحيح؟"

يحتاج العميل أيضاً إلى معرفة ما إذا كانت نقاط التثبيت في المواقع الصحيحة، وما إذا كانت الإسقاطات تتداخل مع المكونات المجاورة، وما إذا كانت الفتحات توفر الوصول المقصود، وما إذا كان الجزء الكامل يتناسب مع المساحة المتاحة.

يجعل النموذج الأولي المادي هذه العلاقات أسهل بكثير في التقييم.

لماذا تصنيع خمس مجموعات فقط؟

لأن هذا المشروع كان لا يزال في مرحلة مبكرة، فإن إنتاج المزيد من الأجزاء لن يوفر بالضرورة المزيد من القيمة.

احتاج العميل أولاً إلى عينات كافية لإجراء فحوصات مادية وتحديد ما إذا كان يجب أن يظل التصميم دون تغيير.

هنا يأتي دور الطباعة ثلاثية الأبعاد للسيارات بشكل طبيعي في دورة التطوير.

لا حاجة للالتزام بأدوات الإنتاج لمجرد الحصول على بضعة أجزاء. يمكن تصنيع هندسة CAD الحالية كدفعة نموذجية منخفضة الحجم، وتقييمها، وتنقيحها إذا لزم الأمر.

إذا احتاجت ميزة تثبيت إلى التحرك أو كان هناك حاجة إلى مساحة إضافية، فلا يزال من الممكن إجراء التغيير في النموذج الرقمي قبل تقدم المشروع.

لهذا المشروع، كانت خمس مجموعات كافية لدعم قرار الهندسة التالي دون تقييد التصميم بعملية إنتاج مبكرة جداً

.

لماذا النايلون الأسود؟

كانت هذه الأجزاء مخصصة للتقييم المادي بدلاً من استخدامها فقط ك نماذج عرض مرئية.

النايلون الأسود خيار مفيد للعديد من تطبيقات النماذج الوظيفية حيث سيتم التعامل مع الأجزاء أو وضعها أو استخدامها أثناء فحوصات التجميع الأولية. مقارنة بمواد النماذج الموجهة نحو المظهر، يمكن للنايلون توفير توازن عملي بين المتانة والوزن الخفيف لأعمال التطوير.

كما أنه يعمل بشكل جيد مع نوع الهندسة المتكاملة الموجودة هنا.

يمكن أن تظل الأضلاع والفتحات وهياكل التثبيت والأقسام المنحنية غير المنتظمة جزءاً من نفس المكون بدلاً من فصلها لمجرد تسهيل تصنيع النماذج.

اختيار النايلون لا يعني أن مكون الإنتاج النهائي يجب أن يستخدم نفس عملية التصنيع أو حتى نفس المادة. في هذه المرحلة، كان الهدف هو الحصول على أجزاء مادية مفيدة للتقييم.

الميزات الصغيرة يمكن أن تحدد ما إذا كان الجزء مناسباً

تجذب نماذج السيارات الأولية الكبيرة بشكل طبيعي الانتباه إلى شكلها العام، لكن العديد من مشاكل الملاءمة تبدأ بميزات أصغر بكثير.

يحتوي هذا المكون على نقاط تثبيت وتحديد متعددة موزعة حول جسم غير منتظم. أثناء التجميع التجريبي، يمكن أن تكون هذه التفاصيل مهمة بنفس القدر مثل السطح الرئيسي.

• تسمح مجموعات النماذج الخمس للفريق الهندسي بالنظر في أسئلة مثل:
• هل تتوافق نقاط التثبيت مع المكونات المتزاوجة؟
• هل هناك مساحة كافية حول الإسقاطات المحلية؟
• هل يمكن تركيب المكون دون تداخل غير متوقع؟
• هل الفتحات في المواقع التي تحتاج إليها؟
• هل تتعارض الأضلاع أو المناطق المرتفعة مع الأجزاء القريبة؟

هل يتناسب الشكل العام مع مساحة التعبئة المقصودة؟

يمكن لنموذج CAD توفير الأبعاد الاسمية لجميع هذه الميزات. يوضح النموذج الأولي المادي كيفية عملها معاً.

هذا التمييز قيم بشكل خاص قبل تجميد التصميم.

هندسة سيارات معقدة بدون أدوات مبكرة

إن إنتاج جزء مثل هذا من خلال الأدوات التقليدية لن يكون منطقياً إذا كان التصميم لا يزال خاضعاً للتغيير.

الهندسة تجعله أيضاً أقل مباشرة من نموذج مصقول بسيط. سيتعين إزالة كمية كبيرة من المواد غير المنتظمة، مع مراعاة وصول الأداة واتجاهات متعددة للأسطح المختلفة.

توفر الطباعة ثلاثية الأبعاد من النايلون مساراً أكثر مباشرة لهذه المرحلة التطويرية المحددة.

يمكن إنتاج المكون من النموذج الرقمي للعميل مع أسطحه المنحنية وأضلاعه وفتحاته وميزاته المحلية المدمجة في البناء.

لا يزال هناك عمل هندسي مطلوب قبل الطباعة. يجب مراجعة الأسطح العريضة وأقسام الجدران والمناطق الرقيقة والواجهات الوظيفية وفقاً لعملية الطباعة المختارة والاستخدام المقصود.

بالنسبة لنا، لا يتعلق النمذجة السريعة بمجرد ما إذا كانت الآلة يمكنها إعادة إنتاج ملف CAD. يجب أن يكون الجزء النهائي مفيداً للسؤال الهندسي الذي يحاول العميل الإجابة عليه.

ماذا يحدث إذا لم يتناسب الإصدار الأول؟

هذا بالضبط ما هو النموذج الأولي المبكر موجود لاكتشافه.

إذا كشفت المجموعات الخمس عن مشكلة تداخل، أو مساحة غير صحيحة، أو موقع تثبيت غير مناسب، فيمكن مراجعة نموذج CAD قبل خطوة التصنيع التالية.

قد تبدو دورة التطوير النموذجية كالتالي:

CAD ثلاثي الأبعاد → نموذج أولي → فحص الملاءمة والتجميع → مراجعة التصميم → التحقق الثاني أو التحضير للإنتاج

لا تتطلب كل المشاريع تكراراً نموذجياً آخر. إذا كان الإصدار الأول يعمل كما هو متوقع، يمكن للعميل الانتقال مباشرة نحو المرحلة التالية.

النقطة المهمة هي أن هذا القرار يتم اتخاذه بمعلومات من مكون مادي بدلاً من الاعتماد فقط على التصميم الرقمي.

من النموذج الأولي إلى مرحلة التصنيع التاليةالطباعة ثلاثية الأبعاد هي جزء واحد من تصنيع نماذج السيارات الأولية

، وليس بالضرورة الحل التصنيعي النهائي.

بمجرد تأكيد التصميم، تعتمد العملية التالية المناسبة على المادة المطلوبة، والتفاوتات، ومتطلبات السطح، وكمية الإنتاج المتوقعة.

قد ينتقل المشروع نحو القولبة بالحقن أو عملية إنتاج أخرى. قد تتطلب أجزاء تطوير السيارات الأخرى تشغيل CNC، أو تصنيع الصفائح المعدنية، أو الصب الفراغي، أو تكرارات إضافية للطباعة ثلاثية الأبعاد.تدعم YS Precision هذا الانتقال من خلال العمل من ملفات CAD ثلاثية الأبعاد والمتطلبات الفنية المقدمة من العميل

، بدلاً من تقييد المشاريع بعملية نموذجية واحدة.لهذا المشروع الأمريكي، كان المتطلب الفوري واضحاً: خمس مجموعات من أجزاء السيارات المصنوعة من النايلون الأسود للتحقق المادي الأولي

. وفرت الطباعة ثلاثية الأبعاد من النايلون طريقة عملية لوضع الهندسة المعقدة في أيدي العميل بينما كان التصميم لا يزال مرناً.إذا كنت تقوم بتطوير مكون سيارات مخصص وتحتاج إلى دفعة صغيرة قبل الأدوات، فأرسل لنا ملفات CAD ثلاثية الأبعاد، والكمية، ومتطلبات المواد، والغرض من الاختبار المقصود