У конструкторов, дизайнеров и проектировщиков различных сложных изделий довольно часто возникает необходимость посмотреть на модель в материале или провести какие-то натурные испытания еще до того, как будет готов окончательный вариант изделия. Сегодня это стало возможным с помощью технологий объемной печати и быстрого прототипирования. Быстрое прототипирование (RP - Rapid Prototyping) – это процесс получения в кратчайшие сроки прототипа изделия, созданного на основе электронной трехмерной модели изделия конструкторской, дизайнерской или архитектурной разработки по 3D CAD-данным.

В Томском региональном центре информатизации (ТРЦИ) В рамках инновационной программы развития Томского политехнического университета создан центр трехмерного прототипирования.

Лаборатория оснащена оборудованием от ведущего производителя 3D-приборов – фирмы Z Corporation. Система быстрого прототипирования Z Printer 310 Plus, которая позволяет изготовлять трехмерные изделия на основе гипсового порошка, пресс-формы на базе жестких песчаных пород и различные эластичные изделия с применением современных пластиков.

Такое оборудование и предоставляемые им возможности являются поистине уникальными – в Сибирском регионе это практически единственный центр быстрого прототипирования (еще подобные 3D-устройства имеются в лаборатории Сибирского Федерального Университета в г. Красноярске), а вообще по всей России не более 50 таких установок.

Бесштативный ручной 3D сканер Z 800 позволяет получать точные 3D модели любых реальных объектов, под любым углом и в любом месте. Система координат привязана к объекту, поэтому изделие можно даже перемещать в процессе сканирования. Отсканированная поверхность в реальном времени отображается на экране компьютера, к которому подключен 3D сканер.

Отсканированный таким образом предмет может быть изменен дизайнером в соответствующей CAD-программе и реализован в прямом смысле этого слова – распечатан в трехмерном виде с помощью 3D принтера.

Это позволяет получить реальную модель проектируемого изделия, наглядно рассмотреть разрабатываемый объект, провести необходимые исследования и натурное тестирование продукции. Кроме того, возможно получение как прототипов изделий, так и непосредственно самих товаров, а также изготовление образцов и пресс-форм для промышленного серийного производства. Наличие наглядного трехмерного прототипа оказывает положительное влияние на весь производственный процесс: сокращает длительность разработки изделия, способствует разрешению проблем, возникших в ходе проектирования, и тем самым увеличивает производительность инженерного труда.

От идеи до воплощения: теперь за несколько часов

1. Создание компьютерной 3D-модели в CAD-среде

3D принтер совместим с BIM (Building Information Modeling – Разработка строительной документации) и CAD (Computer Aided Design – Компьютерное проектирование) средствами. Возможна работа со следующими программными продуктами:

• AutoCAD Architectural Desktop;

• Revit;

• Bentley Triforma;

• FormZ;

• Sketchup;

• Rhino;

• Archicad;

• Catia;

• 3D Studio Max;

• и многими другими.

2. Процесс 3D-печати:

Принтер Z310 Plus использует технологию струйной печати Специальная струйная печатающая головка наносит клеящее вещество на порошковый гипсовый материал, который при этом склеивается и формирует модель. Печать идет послойно, а лишний порошок в конце удаляется. Этот принтер может использовать клеящую жидкость с добавление пигментных красителей – а, значит, печатать цветные модели. Полученная модель может воспроизводить не только форму, но и окраску (текстуру) своего виртуального прототипа.

3. Просушка изделия

Далее в специальной камере выполняется дополнительная просушка изготовленного изделия, в результате чего удаляются излишки гипсового порошка и объект становится более гладким.

4. Нанесение закрепляющего раствора

Для большей прочности тщательно просушенное изделие можно покрыть закрепляющим раствором (промышленным лаком, эпоксидной смолой) или водой из распылителя. Также можно произвести окраску детали, используя различные промышленные и художественные красители.

5. Готово!

Теперь, помимо наглядного представления, как модель будет выглядеть в материале, можно проводить различные тесты еще до того, как будет готов окончательный вариант изделия. Индустрия быстрого прототипирования как раз и занимается разработкой и использований технологий объемной печати для этих целей. Однако, прототипы - это еще не все. Технологий трехмерной печати позволяют изготовлять готовые предметы из различных материалов, что является идеальным решением для малосерийного производства за относительно небольшое время. Также возможно быстро изготовлять формы для литья.

Области применения трехмерных технологий печати и сканирования:

• Приборостроение

• Архитектура

• Молекулярное моделирование

• Автомобилестроение

• Производство обуви

• Геоинформационные системы

• Образование

• Медицинское моделирование

• Производство упаковки

• Функциональное тестирование

• Литье металла и пластмасс

• Презентационные модели

• Получение пресс-форм для промышленного литья

Данные технологии способна удовлетворить потребности в моделях самые разные отрасли промышленности. Прототипы машиностроительных изделий, создание макетов зданий и архитектурных сооружений (макетирование), элементы декора интерьеров, новые дизайнерские решения - всё это, а также многое другое за считанные часы преобразуется из цифровой 3D модели в модель физическую.

Система быстра, универсальна и проста, она предоставляет инженерам возможность быстро и дешево создавать концептуальные модели и проводить функциональные тесты деталей.

Сочетание быстрого моделирования и общего подхода дает реальное преимущество в удовлетворении ожиданий и потребностей клиентов, консультантов и самих разработчиков.

Центр трехмерного прототипирования оказывает услуги:

• изготовление прототипов изделий на основе 3D моделей заказчика;

• создание электронных 3D-изображений изделий заказчика;

• изготовление пресс-форм выдерживающих температуру металла до 1100°С.

Контактная информация:

• Адрес: 634028, Россия, г. Томск, пр-т Ленина, д.2, корпус 10, кафедра Автоматики и Компьютерных систем (АиКС), офис 112б

• Телефоны: (3822) 41-89-07

(3822) 41-94-01

+7-962-780-6921

• Email: cals@aics.ru