Verwirklichen Sie Ihre Idee

Verwirklichen Sie Ihre Idee in 6 Schritten (mit Bildern)

Diese Anleitung gibt Ihnen ein besseres Verständnis dafür, wie Sie etwas Virtuelles (eine Idee, eine Skizze, ein CAD-Modell usw.) in ein reales, physisches Objekt verwandeln können. Zum Glück arbeite ich in einer Forschungs- und Entwicklungsabteilung, in der ich viel Zeit darauf verwendet habe, aus Ideen physische Objekte zu schaffen. Ich mache es auch zu Hause für private und geschäftliche Projekte, daher gebe ich Ihnen einen Einblick in das Thema.
Es gibt viele Möglichkeiten, ein physisches Objekt aus einer Idee zu erstellen. Je nach Zweck des Objekts können die Auswahlmöglichkeiten in der Regel recht einfach eingegrenzt werden. Ich werde einige der wichtigsten Optionen auflisten, die wir haben, und wofür sie gut sind.
Wenn das Objekt, an das Sie denken, nicht zu stark beansprucht wird, ist Rapid Prototyping mit Polymeren der richtige Weg, und dies ist normalerweise die häufigste Form, um eine Idee zum Leben zu erwecken.


Schmelzablagerung:

Bei der Arbeit verwenden wir normalerweise einen Objet 30-Drucker für die meisten unserer Prototypen. Dies ist ein UV-härtender Harzabscheidungsdrucker. Es hat im Grunde einen Kopf, der dem normalen Tintenstrahl im Haushalt sehr ähnlich ist, sondern setzt stattdessen Harz ab. Die Schale, auf der sich das Harz ablagert, bewegt sich nach unten, wenn jede Schicht (Durchgang der Köpfe) auf die letzte Schicht gestapelt wird und ein an den Köpfen angebrachtes UV-Licht das Harz bei jedem Durchgang bis zu einem gewissen Grad aushärtet.
Die Ergebnisse sind ziemlich erstaunlich, was die Genauigkeit betrifft, und die Materialeigenschaften sind gut genug für allgemeine Tests / Verwendung. Wir verwenden sie für allgemeine Modelldarstellungen, leichte / mittlere Spannvorrichtungen.


SLA:

Die Stereolithographie ist wie ein "Harzpool", der ganz oben aushärtet. Eine Platte bewegt jede nacheinander ausgehärtete Schicht tiefer in den Pool und die oberste Schicht wird ebenfalls ausgehärtet. Dieser Prozess setzt sich fort und ist im Wesentlichen eine Art Extrusion von gehärtetem Harz.
Die Ergebnisse sind gut, nicht so nahe wie die Schmelzabscheidung, aber akzeptabel. Der Vorteil dieser Methode ist eine größere Vielfalt von Materialien, die den physikalischen Eigenschaften realer Polymere nahekommen. Wir verwenden sie für die Arbeit mit Modellprototypen.


SLS:

Selektives Lasersintern schmilzt und bindet jede Pulverschicht in Form. Ähnlich wie beim SLA-Prinzip werden die Ebenen nach unten extrudiert.
Das Ergebnis sind starke Teile. Der Vorteil dieser Methode ist, dass Sie Ihrem Modell eine Materialfüllung / -mischung hinzufügen können, z. B. Glasfasern, Aluminium, Carbonfasern usw. Wir verwenden diese Modelle für schwere Vorrichtungen.


URETHAN-GUSS:

Sie können diese Option wählen, wenn Sie eine größere Anzahl von Objekten möchten. Die anfänglichen Kosten für die Form sind etwas höher, aber jedes nachfolgende Teil ist weitaus billiger.


METALLBEARBEITUNG:

Abhängig von Ihren physischen Objektanforderungen kann es erforderlich sein, ein Teil CNC-gefräst, gesintert und fertig zu stellen (über SLS) oder mit Metallmaterial zu formen.
Die resultierenden Teile sind sehr genau, sehr stark, aber sehr teuer. Wir verwenden dies nur für große Leuchten.

Zubehör:

Schritt 1: Idee konzipieren

Wir beginnen normalerweise mit einer sehr groben Skizze auf Papier mit wichtigen Maßen. Dies dient dazu, offensichtliche Probleme mit Ihrem Entwurf zu erkennen, bevor Sie mit der Modellierung beginnen, damit Sie keine Zeit damit verschwenden, während Sie sich im CAD-Prozess befinden, größere Probleme zu beheben. Überprüfen Sie das Teil auf etwaige Änderungen, die auftreten können, wenn das Teil installiert ist oder wenn es funktionsfähig ist (andere Dinge, die sich darauf bewegen, mit ihm interagieren). Wenn Sie mit dem physischen Verhalten des Objekts (sofern es für Sie wichtig ist) in Bezug auf Funktionalität und Stärke nicht vertraut sind, sollten Sie es von einem Techniker überprüfen lassen.

Schritt 2: Teile zeichnen

Jetzt machen wir das Objekt in CAD. Es gibt viele großartige CAD-Software, und einige der besten Unternehmen bieten Studentenversionen der Software zu einem angemessenen Preis an. Es gibt auch einige kostenlose CAD-Programme, deren Verwendung jedoch möglicherweise viel zeitaufwendiger ist.

Wenn die CAD-Software über Werkzeuge zur Finite-Elemente-Analyse verfügt, möchten Sie möglicherweise die strukturelle Integrität des Objekts überprüfen.
Wenn dies ein Objekt ist, das mit anderen Teilen interagiert, ist es möglicherweise ratsam, auch die anderen Elemente zu modellieren und festzustellen, wie alles in einer Baugruppe zusammenpasst.

Ich habe das Privileg, mit SolidWorks zu arbeiten, und ich bin froh, sagen zu können, dass es wahrscheinlich meine Lieblings-CAD-Software ist.

Schritt 3: Vorbereiten für das Prototyping

Bereiten Sie das Modell für das Prototyping eines physischen Objekts vor. Dieser Schritt enthält einige der oben aufgeführten Optionen. Wenn Sie es an ein Rapid Prototyping senden, werden Sie höchstwahrscheinlich nach einer .STL- oder .STEP (214) -Datei Ihres Teils gefragt. Dies erfolgt einfach durch Konvertieren Ihrer Datei. Wenn Sie das STL-Format auswählen, möchten Sie möglicherweise die Qualität der konvertierten Ausgabedatei überprüfen. In SolidWorks erfolgt dies, indem Optionen im Dialogfeld "Speichern" ausgewählt und entsprechend bearbeitet werden. Es ist sehr wichtig, sich daran zu erinnern, dass es im wirklichen Leben Toleranzen gibt und beim Rapid Prototyping Merkmale mit geringfügig anderen Abmessungen als der theoretischen Nenngröße entstehen, mit der Sie Ihr Modell gezeichnet haben. Sie müssen das Unternehmen nach den Toleranzen fragen und gegebenenfalls Änderungen an Ihrem Modell vornehmen, bevor Sie es versenden.

Wenn Sie es an eine Werkstatt senden möchten, müssen Sie eine detaillierte Zeichnung mit allen erforderlichen Maßen und Toleranzen anfertigen (Toleranzen sind sehr wichtig und tragen erheblich zu den Kosten für die Bearbeitung Ihres Teils bei).


Denken Sie jetzt daran, dass ich zu Hause bin und nicht zu viel Geld für jemanden ausgeben kann, der für mich ein relativ einfaches Teil ist. Was würde ich tun? Na ja… Holz betreten! Holz ist ein großartiger Werkstoff für die Herstellung von Teilen. Es ist leicht verfügbar, leicht zu verarbeiten, ziemlich fest und kann beschichtet werden.
Beginnen Sie mit der Erstellung einer Vorlage, um Ihr Teil aus Holz zu fertigen. Dies kann erreicht werden, indem eine PDF-Datei der Zeichnung (mit den Zeichnungsansichten im Maßstab 1: 1 und mindestens mittig markierten Löchern) erstellt und ausgedruckt wird. Dazu mache ich aus meiner Zeichenvorlage ein A4-Dokument und drucke (ohne spezielle Anpassungsoptionen) auf ein einfaches 8,5 x 11-Zoll-Papier.

Schritt 4: Trace-Vorlage

Schneiden Sie die ausgewählte Ansicht aus und zeichnen Sie sie nach (dies wäre meine Draufsicht). Das Verfolgen der Teile ist einfacher, wenn Sie ein oder zwei Klebebänder an den Ecken Ihrer Schnittansicht und des Holzes anbringen. Markieren Sie jede Lochmitte mit einem Körner oder ähnlichem. Gehen Sie beim Nachzeichnen vorsichtig vor und versuchen Sie, die Schablone beim Nachzeichnen auf dem Holz nicht zu knicken oder zu verschieben.

Schritt 5: Maschinenfunktionen

Entfernen Sie die Schablone aus dem Holz und schneiden Sie das Teil vorsichtig aus. Es ist ratsam, zuerst Löcher zu bohren und später die Kontur zu schneiden, aber manchmal lässt die Größe des Objekts oder der Maschine dies nicht zu. Selbstverständlich tun Sie dies auf eigenes Risiko. Seien Sie also vorsichtig! Maschinen sind gefährlich und man sollte Erfahrung mit unbekannten Werkzeugen oder Maschinen haben, bevor man an einem Projekt arbeitet. Ich fertige oft Dummy-Teile an, um zunächst eine Methode zu testen, damit ich eine Vorstellung davon habe, was mich bei der Herstellung des eigentlichen Teils erwartet. Sie können immer mehrere Teile verwenden, um komplexe Hohlräume und Merkmale zu erzeugen.

Schritt 6: Teil beenden

Sobald Ihr Teil hergestellt ist, können Sie es mit einer Versiegelung versehen, um es zu schützen. Wenn Sie diesen Teil brauchen, um plastisch zu sein, fürchten Sie sich nicht, Sie können ihn immer gießen. Das Gießen kann ziemlich kompliziert sein, aber in kurzen Worten, Sie bauen ein Gehäuse, verwenden bei Bedarf eine Art Füllmaterial, um Ihre Trennlinie herzustellen, machen die Hälfte der Form, dann machen Sie die andere Hälfte (einschließlich Tore) und Sie sind bereit zu produzieren ein Teil. Theoretisch einfach, aber aufgrund mehrerer wichtiger Arbeitsbedingungen kompliziert auszuführen. Es gibt viele Informationen im Web, wenn Sie interessiert sind.

Viel Glück beim Erstellen Ihrer Ideen und denken Sie daran, beim Arbeiten mit Werkzeugen oder Chemikalien immer auf Nummer sicher zu gehen!