Технология 3D-печати делает функциональные и красивые прототипы продуктов доступными каждому. Узнайте, как начать работу прямо сейчас.
Если вы когда-либо пытались предложить отличную идею нового продукта или изобретения, вы знаете, что вашего страстного описания недостаточно. Детальный эскиз или видео лучше, но ничто не привлекает людей так, как прототип, который можно держать в руках.
Сегодня 3D-печать является способом номер один для изготовления прототипов и моделей продуктов, и на это есть веские причины. Это быстрее, дешевле, точнее и имеет лучшую презентационную ценность, чем вырезание пенопласта, формование глины или любой другой ручной процесс, который когда-то использовался для создания концептуальных моделей, выглядящих вручную.
Хороший прототип придаст вашему продукту больше привлекательности, что обязательно произведет впечатление на вашего клиента, начальника или инвесторов. Кроме того, поскольку 3D-печать настолько проста и доступна, использование ленты и клея больше не оправдано.
3D-печать, независимо от того, делаете ли вы ее самостоятельно или используете онлайн-сервис , позволяет вам быстрее вывести свою идею на рынок. В зависимости от вашего продукта вы можете распечатать рабочий прототип за считанные часы, что позволит вам протестировать его на функциональность и эстетическую привлекательность, изменить дизайн и распечатать новые версии в тот же день.
В этом руководстве вы узнаете все, что вам нужно знать для 3D-печати прототипов ваших продуктов, в том числе, какие материалы выбрать, имеет ли смысл покупать собственный 3D-принтер (и какой), а также как выбирать и использовать его. запросите услуги 3D-печати, чтобы быстро напечатать ваш прототип и доставить его к вашей двери.
Прототипы для разработки продуктов
Задолго до того, как вы дойдете до презентации своей идеи, вы проверите, будет ли она на самом деле работать. Теоретически ваш продукт изменит мир. Во-первых, тестирование покажет, над чем еще нужно поработать.
3D-печать позволяет создавать великолепные модели, а также полнофункциональные рабочие прототипы, достаточно прочные, чтобы их можно было тестировать в полевых условиях в реальных условиях. Практическое тестирование — это важный шаг в выявлении проблем, с которыми вы можете столкнуться при производстве вашего продукта, а также в том, как клиенты будут использовать ваш продукт. Тестирование и анализ в реальных условиях помогут вам вывести на рынок более качественные продукты.
Многие дизайнеры продуктов печатают первоначальные прототипы конструкции на 3D-принтере из обычного пластика, а затем переходят к материалам инженерного уровня или даже к 3D-печати из металла для функционального тестирования.
Давайте посмотрим на несколько примеров.
Полноразмерный и функциональный
Black Diamond Equipment производит инновационное снаряжение для скалолазания, катания на лыжах и горах, известное своим комфортом, долговечностью и производительностью. Все их продукты проходят тщательный процесс проектирования, тестирования и итерации, прежде чем они поступают на рынок.
Компания уже много лет использует 3D-печать в процессе проектирования, создавая прототипы или уменьшенные модели собственными силами. Более крупные полномасштабные прототипы часто передавались фирме, занимающейся прототипированием, поскольку стандартный размер настольных 3D-принтеров был слишком мал, пока они не нашли Formlabs Form 3L — стереолитографический 3D-принтер (SLA) с объемом сборки, который может обрабатывать прототипы в масштабе человека. такие продукты, как шлемы и альпинистская лопата, изображенная ниже.
Доступные итерации
Индивидуальный предприниматель Халид Бу-Раби применил другой подход, чтобы проверить, действительно ли его новое изобретение для домашних тренировок по поднятию тяжестей будет работать.
«Компьютерное моделирование может быть очень точным, но ничто не может заменить реальные испытания. Мне нужны были прототипы», — рассказал он All3DP.
Сначала молодой предприниматель думал, что закажет прототип из нержавеющей стали, но быстро передумал, когда ему предложили цену более 1000 долларов за одну металлическую деталь, обработанную на станке с ЧПУ. Затем он обратился к рынку услуг 3D-печати Startfire, который мгновенно предоставляет расценки на любой загруженный цифровой дизайн. Благодаря этой платформе Бу-Раби обнаружил альтернативу прочному как сталь полимеру и нашел партнера по 3D-печати, который он мог позволить себе производить несколько итераций, что позволило ему протестировать свой продукт и вывести его на рынок в течение года.
Функциональное тестирование часто означает создание прототипа из того же материала, из которого будет изготовлен конечный продукт, например, из углеродного волокна или нержавеющей стали. Имея возможность быстро печатать детали из нержавеющей стали на 3D-принтере как собственными силами, так и с помощью услуг по запросу, группы дизайнеров могут создавать функциональные прототипы для испытаний, например, напечатанную на 3D-принтере алюминиевую велосипедную раму от Canyon, изображенную ниже.
В другом примере металлических 3D-печатных прототипов компания Shukla Medical производит хирургические инструменты из нержавеющей стали 17-4 PH на 3D-принтере Markforged. Нержавеющая сталь — тот же материал, что и многие конечные продукты. Эти прототипы металлических инструментов поступают в руки хирургов для оценки. «Хирург может представить себе, как он будет использоваться в реальном разрезе, и может сказать нам, правильно ли он ощущается в его руках», — говорит Зак Свейцер, менеджер по разработке продукции компании. «Возможность более эффективно создавать прототипы и быстрее выводить готовую продукцию на рынок позволит нам оставаться в авангарде отрасли».
Прототипы 3D-печати – полное руководство
Материалы для 3D-печати прототипов
Материалы, из которых вы можете напечатать свой прототип на 3D-принтере, практически безграничны: это мягкий силикон, металлы, прочный пластик, проводящая медь, экологичное дерево и даже шоколад. Существуют тысячи доступных материалов для 3D-печати и методов 3D-печати несколькими материалами одновременно.
Если вы не уверены, какие материалы лучше всего подойдут для вашего прототипа, у нас на All3DP есть десятки подробных руководств , в которых объясняются различные материалы, их свойства и то, для чего они чаще всего используются. Мы связали некоторые из них в списке материалов ниже.
Распространенные материалы для 3D-печати:
- ПЛА пластик
- ТПУ (гибкий)
- Нержавеющая сталь
- Углеродное волокно
- Огнестойкий материал
- Нейлон
Ниже мы поместили основы в краткую таблицу.
| Свойство | Материалы | Расходы | Технология 3D-печати* |
| Жесткий | НОАК | Дешевый | ФДМ |
| Гибкий | ТПУ, Смола | Доступный | ФДМ, СЛС, СЛА |
| Прозрачный | Поликарбонат, Смола | Доступный | ФДМ, SLA |
| Прочный | Нейлон, Нейлон из углеродного волокна | Умеренный | ФДМ, SLA, SLS |
| Устойчивый | Переработанный PETG, переработанный PLA | Доступный | ФДМ |
| Термостойкие | Огнестойкий PLA | Доступный | ФДМ, СЛС |
| Мягкое прикосновение | ТПУ, Гибкая смола | Умеренный | ФДМ, SLA |
| Красочный | Смола | Дорогой | Полиджет, Струйная печать |
*технологии описаны ниже
Виды 3D-печати для прототипирования
Существует более десятка видов 3D-печати . Все они используются для быстрого прототипирования. Поиск идеального решения для вашего продукта — это вопрос баланса стоимости, скорости, материала, сложности детали и того, хотите ли вы напечатать его самостоятельно или передать его в сервисную службу. В целом, наиболее часто используемой технологией для прототипов из пластмассы является моделирование методом наплавления (FDM), поскольку она самая простая и дешевая.
Если вы передаете свой прототип сервису, вас могут спросить, как вы хотите, чтобы он был напечатан. Ниже мы рассмотрим основы.
| Нуждаться | Метод 3D-печати | Расходы |
| Быстрый | ФДМ | Дешевый |
| Экономичный | ФДМ | Дешевый |
| Точная деталь | Соглашение об уровне обслуживания, SLS | Доступный |
| Металлические части | FDM, LPBF, связующее струйное | Умеренный |
| Несколько частей | SLA, SLS, MJF, связующее струйное | Умеренный |
Моделирование наплавленного осаждения (FDM)
FDM , в котором в качестве материала используются рулоны пластиковой нити, является наиболее широко используемым методом 3D-печати прототипов из-за разнообразия доступных материалов и низкой стоимости. Независимо от того, покупаете ли вы машину или заказываете через сервис, FDM является наиболее экономичным вариантом. Но FDM также является промышленным методом. Машины FDM промышленного уровня могут печатать с использованием инженерных материалов, таких как углеродное волокно, с высокой детализацией и сверхпрочностью, поэтому не думайте об этом как о самом дешевом варианте. Вы также можете печатать на металле, используя эту технологию, и металлической нити, которая на самом деле представляет собой пластиковую нить, пропитанную металлическим порошком.
Возможными недостатками FDM являются обычно видимые линии слоев. Если вам нужно более бесперебойное обслуживание, вам понадобится одна из технологий, представленных ниже.
Стереолитография (SLA)
Для деталей, которые должны иметь немного более плавное обслуживание, чем FDM, прямо с принтера или более мелких деталей, дизайнеры продуктов часто обращаются к 3D-принтерам, использующим технологию стереолитографии (SLA), также называемую 3D-печатью смолой. В этих машинах в качестве основного материала используется жидкая смола, и они идеально подходят для производства прозрачных изделий и деталей с тонкими характеристиками, например ювелирных изделий.
Как и в случае с FDM, существуют бюджетные, студийные и промышленные версии 3D-принтеров на основе смолы, способные красить различные материалы: от прочных до гибких и промышленных. Если вы хотите приобрести свой собственный, ознакомьтесь с нашими руководствами по лучшим принтерам в этой категории ниже.
Селективное лазерное спекание (SLS)
SLS , также называемый лазерной сваркой в порошковом слое, представляет собой метод 3D-печати, в котором используется лазер для плавления порошкообразных полимеров слой за слоем. Вы можете обратиться к этому методу для функциональных прототипов, которые вы собираетесь установить в двигатели или машины, и подвергнуть их испытаниям. SLS производит детализированные детали из таких материалов, как нейлон, наполненный углеродным волокном, которые могут выдерживать суровые условия.
Принтеры SLS могут печатать множество деталей одновременно, поэтому это также идеальный выбор, когда вам нужно около дюжины деталей или когда вы хотите напечатать множество немного разных итераций за один раз. SLS используется для изготовления готовых деталей, а также прототипов, что делает эти машины популярными в механических мастерских и у производителей.
Металлическая 3D-печать
Если ваш конечный продукт будет изготовлен из металла, вам может понадобиться металлический прототип. Любая из технологий 3D-печати металлом будет дороже, чем полимерные варианты, но они будут быстрее и дешевле, чем любые традиционные методы изготовления металлических деталей, такие как литье или механическая обработка.
По сравнению с фрезеровкой нержавеющей стали на станке с ЧПУ или литьем под давлением, 3D-печать идеально подходит для прототипирования, поскольку не требуется тратить материал или создавать форму или отливку. Кроме того, при заказе металлических 3D-печатных деталей у поставщика услуг не существует минимального количества.
Финальные прототипы для презентации
Вы усовершенствовали свой продукт. Он работает так, как и ожидалось, и теперь пришло время распечатать окончательную версию на 3D-принтере. Именно здесь часто вступает в игру полноцветное прототипирование, а также различные варианты постобработки, чтобы ваш прототип выглядел как можно более похожим на конечный продукт.
Скорее всего, ваш конечный продукт не будет полностью одного цвета. К сожалению, большинство методов 3D-печати печатают только одним или двумя материалами (одним или двумя цветами) одновременно. Хотя некоторые могут печатать в четырех или шести цветах одновременно.
Если вам нужен полноцветный прототип, у вас есть два варианта: покраска или полноцветная 3D-печать.
Покраска и постобработка
Большинство материалов для 3D-печати очень хорошо впитывают краску, и существуют различные методы.
Полноцветная печать на 3D-принтере
Если вы не умеете обращаться с кистью, есть полноцветные 3D-принтеры, которые предлагают тысячи вариантов цвета и даже могут точно соответствовать пантонам. Лишь несколько компаний производят полноцветные 3D-принтеры, поэтому, если вы пользуетесь услугами, ищите печать Polyjet от Stratasys, ColorJet от 3D Systems или Inkjet от Mimaki.
PolyJet от Stratasys, например, используется дизайнерами по всему миру для прототипирования конечных продуктов с точными цветами и даже текстурами. Просто взгляните на этот функциональный прототип флакона для духов, напечатанный как единое целое на Stratasys J850.
Полноцветные 3D-принтеры дают потрясающие результаты, но они дорогие. Заказ в сервисе делает эту технологию гораздо доступнее. Но если вы ищете один для своей собственной лаборатории 3D-печати, ознакомьтесь с нашим полным руководством по сравнению трех основных брендов, в котором подробно описаны технологии, принтеры и процессы.
Купить 3D-принтер или поручить услугу?
Создайте собственное прототипирование
Первоначальная стоимость 3D-принтера может показаться пугающей, но, в зависимости от того, сколько вы прототипируете, машина может окупить себя всего за пару недель или месяцев, если сравнить ее с тем, что вы потратили бы на аутсорсинг или альтернативные методы производства. .
Существуют сотни отличных брендов 3D-принтеров, и на All3DP у нас есть практические обзоры лучших. Вы можете начать 3D-печать самостоятельно на этих машинах практически сразу из коробки. Кроме того, хорошая базовая машина может стоить всего несколько сотен долларов.
Более сложные машины, которые будут печатать из более прочных материалов, стоят около 3000 долларов и также могут быть очень простыми в использовании, но требуют некоторой адаптации, которую часто предоставляет ваш торговый посредник.
Сегодня компании, которые часто создают прототипы, например фирмы, занимающиеся промышленным дизайном, имеют в офисе 3D-принтеры в качестве стандартного оборудования.
«В настоящее время 3D-печать стала инструментом в дизайне продуктов», — говорит Дэвид Блок, директор студии Redeye в Бруклине, Нью-Йорк. «Если у вас нет 3D-принтера, и вы занимаетесь разработкой продуктов, вы отстаете», — вторит Джонатан Тай, соучредитель и партнер HatchDuo в Сан-Франциско.
Но какую машину купить?
All3DP — ведущий мировой авторитет в области 3D-принтеров. Мы используем их каждый день, тестируем, отслеживаем, общаемся с людьми, которые их проектируют и производят, и создаем объективные руководства по лучшим вариантам.
Приведенные ниже руководства расскажут вам, как работают эти машины, какие материалы в них используются и как найти наиболее подходящий вариант для ваших нужд.
Передайте свое быстрое прототипирование на аутсорсинг
Напечатать прототип на 3D-принтере сегодня так же просто, как загрузить цифровой файл в сервис, а затем дождаться звонка в дверь. Вам буквально не нужно ничего знать о 3D-печати. Но, конечно, немного знаний может привести к лучшему выбору материалов и технологий.
Если вам нравятся все хорошо изученные и полезные ресурсы по 3D-печати на All3DP, то вам компания Startfire, рынок услуг 3D-печати. Хотя Startfire не является поставщиком услуг, они помогут вам найти лучший вариант для вашего проекта с помощью простой в использовании онлайн-платформы. Загрузите свой цифровой файл, выберите материал, затем выберите компанию из списка мгновенных цен на проекты.
Однако здесь, в All3DP, мы всегда предоставляем вам всю информацию, чтобы вы могли сделать осознанный выбор. С этой целью мы исследовали всех поставщиков услуг 3D-печати и предлагаем эти руководства, основанные на различных отраслях и технологиях.
Когда вы загрузите свой 3D-файл в службу 3D-печати, вы получите ценовое предложение либо сразу, либо немного позже по электронной почте. Однако не все эти услуги прозрачны в отношении того, как они рассчитывают свои цены.
Когда дело доходит до стоимости материала, можно с уверенностью сказать, что предмет, напечатанный из PLA, будет стоить значительно дешевле, чем тот же предмет из стерлингового серебра. В идеале службы 3D-печати публикуют список, в котором указано, сколько стоит определенное количество доступных материалов. Ваша цена, а точнее цена материала, необходимого для вашей работы, рассчитывается путем умножения стоимости материала на объем 3D файла.
Хотя услуги 3D-печати в высокой степени автоматизированы и используют сложное программное обеспечение для облегчения каждого этапа производства, все же требуется некоторая доля ручного труда. Например, после печати детали очищаются, сортируются и упаковываются. Окончательная стоимость печатного изделия отражает этот труд, являющийся частью «платы за обслуживание», взимаемой за изделие или заказ.
Еще одним фактором, который необходимо учитывать, чтобы понять, как услуги 3D-печати рассчитывают цены, является отделка: шлифовка, окраска, полировка и другие постобработки, которые помогают получить максимальную отдачу от ваших 3D-отпечатков. Однако, поскольку они часто выполняются вручную, они увеличивают конечную стоимость.
В таких процессах, как SLS, основным фактором затрат на 3D-печать является не материал и не рабочая сила, а машинное пространство. Службы 3D-печати объединяют модели из разных заказов вместе, чтобы напечатать как можно больше деталей за одну сборку. В полых деталях иногда можно разместить более мелкие детали. Этот процесс делает 3D-печать более рентабельной для услуг 3D-печати. В свою очередь они передают часть сэкономленных денег. Таким образом, форма вашего 3D-файла может напрямую влиять на расчет цен на услуги 3D-печати.
Конечно, нужен кто-то, кто доставит вам готовую работу. Такие компании, как Shapeways, Sculpteo и i.Materialise, обычно работают с местными субподрядчиками. Файл 3D-печати передается им для 3D-печати. Затем, после успешного завершения, отправляется.
Имеет смысл обратить внимание на стоимость доставки, поскольку они могут сильно различаться. Некоторые службы 3D-печати взимают за обработку и доставку до 100 процентов больше, чем другие.
Особенно в случае с прототипами ищите компании, которые обязуются или подтверждают защиту вашей интеллектуальной собственности.
