ポスト処理とその役割についてプロトタイピング

機能性プロトタイプは、より実証済みのモデルです。それらは、ユーザーの期待とエンジニアリングの要件を満たす必要がある最終製品に対する反復的なステップです。 添加剤または昇華製造からの生の出力は、現実的なテストやステークホルダーの実証に必要な仕上げまたは寸法公差を満たしているのはめったにありません。 これにより、ポスト処理は、ラフ部分と洗練されたプロトタイプの間のギャップを埋めます。

ポスト処理は、第一次加工ステップ後に実行された任意の操作を伴います。 その目的は単なる外観を超えて拡張します。それは表面仕上げを改善し、鋭いエッジを取り除き、機械的特性を高め、そしてマイナーな寸法偏差を修正します。 効果的なポスト処理なしで、最も正確に印刷されたまたは機械加工されたプロトタイプでさえ、アセンブリの間に安く感じることができ、または機能的なテスト中に失敗します。 ポスト処理に投資された時間は、テストサイクルからデータ品質に直接転送され、プロトタイプの知覚的な専門的です。

よく実行されたポスト処理ワークフローは、再設計の必要性も軽減します。例えば、3D-printed 部分の層線を砂取りすることで、異なる層の高さで再印刷し、時間と材料を節約しる必要性がなくなります。同様に、薄いコンフォーマルコーティングは、ボードレイアウトを変更することなく、環境試験中の水分から PCB のプロトタイプを保護することができます。どの技術を適用するかを理解し、どのような順序で、審美的および性能目標の両方を満たすときに開発を維持することが不可欠です。

一般的なポスト加工技術

機能的なプロトタイプを仕上げるためのコアツールキットを次の技術で作成します。各方法は、外観、機械的動作、または両方に影響を与え、選択は、材料、幾何学、および部品の使用を意図します。

砂および磨くこと

サンドングは、表面を滑らかにし、可視層線または加工マークを除去するための最も広く使用されている方法を維持します。粗い屑から始まり、細かい屑(例えば、120→400→1000)に進行すると、光沢にさらに研磨することができる均一マット仕上げが生成されます。プラスチックのプロトタイプでは、湿式サンドイングは熱蓄積を減らし、研磨紙の詰まりを防ぎます。

研磨剤とバフリングホイールは、特に金属製のプロトタイプで、さらに1ステップかかります。研磨は、表面を近距離のミラー輝きに持ち込むことができます。これは、多くの場合、消費者向け部品や光学試験に必要です。しかし、積極的な研磨は、薄い壁材の機能を削除することがありますので、設計中に材料除去剤の考慮に不可欠です。迅速なプロトタイプのサンドイングと研磨技術は、Protolabs[:1]から利用可能です。

絵画、コーティングおよび表面の仕上げ

絵画は二重目的を果たします:それは視覚懇願を高め、紫外線、湿気、または摩耗に対して保護層を加えます。最終的な製品色または質感に一致しなければならないプロトタイプのために、プライマーとスプレー塗装とトップコートは標準です。自動車グレードの塗料とクリアコートは、トレードショーやユーザーテスト中に処理に耐えることができる耐久性のある仕上げを提供します。

アクリルやシリコーン系材料などのコンフォーマルコーティングは、特に電子試作のために使用され、環境汚染物質からトレースやコンポーネントを絶縁します。 粉末コーティングは、チップ耐性表面を必要とする金属プロトタイプの選択肢です。 コーティングを適用するとき、表面調製 - 清掃、脱脂、および光のスカウフ - 接着を確実にするために不可欠です。 エンジニアリングプロトタイプのコーティングの種類の包括的な概要は、サイエンスを参照してください。

熱処理およびアニール

アニールは3D印刷または加工中に誘発される内部のストレスを緩和するポスト処理技術です。例えば、特定の温度(典型的に60〜80 °C)でPLAまたはPETGをアニールすることは、抗張強度と熱-変形温度を増加させることができますが、わずかな寸法変化を引き起こす可能性があります。金属プロトタイプの場合、ストレス-relief熱処理は、その後の加工中にワーピングを防ぐことができます。

別の熱ベースの技術は蒸気スムースであり、溶剤蒸気(例えば、ABSのためのアセトン)は、部品の外側層を溶かし、光沢のある、機械的な砂を使わずにシールされた表面を作成します。このプロセスは高速ですが、細かい機能の変形を避けるために慎重に制御する必要があります。誤ったサイクルは材料特性を劣化させる可能性があるので、テストクーポンを適用する前に熱処理パラメータを検証する必要があります。

組立調整・後工程調整

機能的なプロトタイプは、多くの場合、複数の部品アセンブリを必要とします。 ポスト処理は、適切な直径に穴を連想させる、干渉ポイントをファイリングするか、収縮のために償却するためにシムを追加することに役割を担います。 これらの調整は、反復的な設計-ビルド-テストループの一部です。 各変更を文書化することで、次の反復が是正を組み込んだり、反復的な手作業を減らすことが保証されます。

ネジ込みインサート、熱収縮スタッド、接着もアセンブリ関連ポスト処理下落します。キーは、設計段階のこれらの手順を計画し、適切なクリアランスを残し、機能の配置することです。よく設計されたプロトタイプは、ポストプロセス加工の必要性を最小限に抑えますが、複雑なアセンブリのために、いくつかのハンドフィッティングがほとんど常に必要になります。

美容とパフォーマンスのバランスを整える戦略

一見と感じの緊張は、機械的完全性が試作に不可欠です。光沢のある塗料の仕事は、表面欠陥を隠すかもしれませんが、重量を追加します。徹底的な砂は、安全上の余白よりも壁厚さを減らすことができます。成功したバランスは、開発サイクルのプロトタイプの特定の役割に基づいて、意図的な取引のオフを必要とします。

Prototypeの目的の最初に定義する

あらゆるプロトタイプはショールームの仕上げを必要としません。目標が運動学または熱性能を検証することです場合、審美はバックシートを取ることができます。逆に、資金調達ピッチまたはユーザー調査のためのプロトタイプは最終製品に近い外観と感じなければなりません。プロトタイプが「フォーム」または「機能」のためにあるかどうかを明確に定義します。ハイブリッド — ポスト処理の深さを予測します。重要な機能: ランクアランスラー、表面品質、色、強度、重量。

ステップ間の反復的なテスト

ポスト処理は1パスのアクティビティではありません。各主要なステップの後、サンドリング、コーティング、熱処理 - 意図した機能のプロトタイプをテストしてください。軽量な部分は完璧な光沢に研磨されているかもしれませんが、コートが重要なクリアランスを満たした場合、そのクリアランスは移動前に検証する必要があります。go / no-goゲージ、キャリパー、またはシンプルなフィットチェックを使用してください。この反復的なアプローチは、問題が早期にキャッチし、後段階で再作業を防止します。

素材・加工の互換性

あらゆるポスト処理技術は、あらゆる材料で動作します。 ABS 蒸気 - も、PLA と PETG はうまくいきます。陽極酸化は、アルミニウムだけでなくプラスチックの優れたです。 ナイロン上の塗料の付着は、特別なプライマーが必要です。 プロトタイプの材料を選択する際に、推奨仕上げ方法のデータシートを参照してください。 互換性のないプロセスを使用して、外観と機能の両方を台無しにする歪み、割れ、または化学的攻撃を引き起こすことができます。 のようなリソース [FLT]のポスト材料[FLT] - [FLT] - [FLT] - [FLT] - [F] - [F] - [F] - [F] - [F] - [F] - [F] - [F] - [F] - [F] - [F] - [F] - [FORD] - [FORD] - [FORD] - [FORD] - [FORD] - [FORD] - [FORD] - [FORD] - [FORD] - [FORD] - [FORD] - [FORD] - [FORD] - [F

繰り返し性のためのドキュメント

プロトタイピングは反復的であり、第二のリビジョンは、最初に学んだ教訓から恩恵を受けるべきです。 グリットシーケンス、膨張時間、オーブン温度、コーティング厚さ、およびどの操作が欠陥を引き起こしたのかの各ポスト処理ステップの詳細なログを保持してください。 それぞれのステージを撮影します。 このドキュメントは、次のプロトタイプを向上させるだけでなく、製造が開始されるときに生産プロセスを通知します。 レコードなしで、チームはすでに働いた技術を明らかにする時間を無駄にします。

レジデンシーのための治具や備品の使用

ハンド仕上げは、バリビリティに優れています。アライメントブロック、サンドガイド、またはマスキングテンプレートなどのシンプルなジグは、同じプロトタイプの複数のユニットにわたって繰り返し性を向上させます。ショートランの場合、3Dプリントジグ自体が急速に生成され、メインパートと一緒に反復することができます。備品は、オペレータの疲労とエラーを減らし、より一貫性のある美的およびパフォーマンスをもたらします。

効率的なポスト処理のためのツールと技術

自動化の進歩により、品質のバランス速度を両立させるポスト処理のための新しい選択肢が導入されました。蒸気のスムースステーション、自動サンドセル、ロボットのバリ取りセンターは、低電力の試作環境でもアクセス可能になっています。社内の店舗では、まともなメディアタンブラーに投資することで、小さな部品をすばやく清掃できます。超音波洗浄は複雑な内部チャネルから破片を取り除きます。

構造化されたライトスキャナーやボアスコープなどのデジタル測定ツールは、部品をセクシングすることなく、ポスト加工された機能の正確な検査を可能にします。これらのツールは、適用された仕上げと達成された寸法のループを閉じ、将来の反復のためにCADモデルにデータを供給するのに役立ちます。 1つまたは2つの自動化補助剤でさえ、30〜50%の手動労働を減らすことができ、設計改善に集中するエンジニアを解放します。

コンテンツ

機能的なプロトタイプのポスト処理は、エンジニアリングの規律で職人技をブレンドするスキルです。 適切な技術は、粗い印刷されたか、または機械加工された部分を信頼できる作業モデルに高めます。 完成品のように見えるもの、テストに必要なように実行します。 プロトタイプの目的に基づいて優先順位付けすることにより、反復的にテストし、互換性のある材料とプロセスを選択し、すべてのステップを文書化することで、デザイナーは、美的とパフォーマンスの間の繊細なバランスを実現します。 単一の校正または、または小規模な試験を検証するかどうか、よりスムーズな作業を、よりスムーズに行うために、より詳細な作業を成功させる。