快速原型和铸造

3D打印对砂和熔模铸造的影响

3D打印是众多技术进步之一，它允许更快地制作原型。

设计师、企业家或发明家有了一个想法，并开始将其付诸实践。最初的想法是由草图和计划、研究和设计组成的，但设计师的重点是创造一个实体对象。拿着一个模型或原型，看着一个愿景变成现实，这是无可替代的。原型设计让设计师对自己的想法有信心，解决产品缺陷，吸引投资者或客户。

在第一次运行的物体的走向世界，创作者必须通过知识产权问题，最后成本分析，机械和美学考虑，和投资者，客户或市场预期管事他们的新产品。一个良好的原型运行使得空间去探索所有这些问题。

幸运的是，计算机主导的快速原型技术的兴起简化了这一过程的技术细节，允许创作者尽可能地生产出最好的产品。

的历史原型

在计算机辅助技术兴起之前，所有的金属铸造原型都是由手工设计的图案构成的。在最初的设计阶段之后，一个手工制版师会将图纸渲染成一个三维雕塑。对于砂型铸件来说，这些图案通常由木材制成，但偶尔也会由金属或陶瓷制成。有些图案是在熔模铸造过程中用蜡绘制的。这些松散的模式是最终对象的第一个通用呈现。

这些模式不会与原型相同，即使它们看起来可能与最终产品相似。模型通常比最终模型略大，以补偿金属铸造过程中的收缩。它们也可能被分割成几个部分，作为掠型模具的几何轮廓，或者设计成奇怪的角度来补偿收缩金属的变形，或者为从砂型中移除的图案提供草稿。

型态会交给铸造车间的专家铸模师，通常是为了制作原型铸造所需的砂型。成型的步骤曾经是一个具有挑战性的步骤，不像仅仅把一个图案压在沙子上那么简单。铸模师必须雕刻铸件的分型线，并放置必要的通道和孔，使熔化的金属均匀而完全地填满模具，并冷却时没有缺陷。这些通道包括浇口，或将液态金属倒入其中的入口通道;闸门，它是可变大小的通道，控制熔融材料的流速;流道，它允许液态金属从模具的一个区域流向另一个区域;以及冒口，比铸件保温时间更长，因此可以在铸件冷却和收缩时向其注入液态金属，防止孔洞形成。

从patternmaker和模塑商都的这种细致的工作，金属原型是演员。

一旦铸造工人将一个干净的金属铸件脱模，原始设计师就可以对其进行评估。美学，重量，完成和适合将变得清晰。如果它不只是一个装饰性的物体，而是为了处理机械应力而设计的东西，设计师会通过将其加载到规定的公差范围内来测试物体，以检查工程。铸造厂也会通过破坏原型来测试它们:铸件会被切成碎片，以寻找内部的变形。

带来了设计，制造也会使投资与回报清晰。设计者或发明可能使用的原型设计阶段的预算，并找到一个完整的生产经营效率。

思考原型在所有这些方面之后，可能需要在设计上的变化。无论是修改了或大或小，他们通常会再次为工匠patternmaker创建工作的时间，并为模塑商之后。

原型设计是一个漫长而昂贵的过程。

数字化和计算机辅助设计

快速原型的兴起使得创建工作模型变得更加容易。它还延迟了第一次使用物理对象的时间。

蓝图和技术草图曾经都是手工绘制的。现在，它们通过CAD程序(计算机辅助设计)实现了数字化。在原型制作过程中多次更改数字CAD文件非常简单，而重新绘制历史蓝图则需要耗费大量劳动。

CAD图纸可以转化为复杂的和想象良好的制造运行和最终产品的模拟。它们是一个数字原型步骤，创建一个完整的计算机模型，比使用笔和纸更像一个初始原型。计算机辅助设计文件也可以被包含制造和生产信息的计算机程序所使用。如果设计师将CAD文件和他们的目标一起发送到铸造厂，冶金学家就可以使用具有大量金属性能和成型过程数据库的程序来评估草图并预测可能的问题。以前可能需要运行原型才能发现的问题，在第一个金属浇注之前就可以发现。

这些程序也有助于铸造，帮助放置云口，门，跑者和立管的地方，将创建最坚实的铸造，之前的模式，使它到铸造地板。

不过，无论多么复杂或如何可想而知，他们仍然是抽象。人们常常需要一个物理原型，以真正了解一个设计。

模型和预生产原型

随着…的到来3 d打印技术，实体模型可以快速对任何规模的制造，制造商接触之前往往很好。现在常见的是设计师在内部建立自己的第一个原型。无论是在小型或规模，设计者可以容纳他们的项目的样机，看看它是如何工作走到一起。

3D打印是一种快速变化的新型“迭代设计”的一部分。3D模型可以在一天内打印、评论、修改和重印。与复杂的制版和金属铸造工艺相比，这是快速和廉价的。

在铸造,快速原型还可以帮助创建的图案压入到新的和新颖的方式模具。激光制导加工可以制造的图案金属制成。3D打印可以直接创建用于熔模铸造，这可能是有效的短期或复杂的运行模式。

生产的原型

最终，原型将需要在合适的大小来做出了正确的材料和小批量生产将从制造商订购。数字化技术手段到来的patternmaker和成型机是现在每一个通过计算机程序的工作指导，加快这些原型步骤。然而，并非一切都改变了。仍然通常用于砂型铸造生产运行（或用于熔模铸造蜡图案）的第一个原型创建的松散木纹图案。这些工作模式将被制造和测试，因为他们一直都是。

铸造厂仍在进行破坏性试验。金属工人将切割或取芯一些铸件，以确保它们没有缺陷，或任何缺陷都在约定的公差范围内。当铸造厂有信心时，他们会把样品寄给客户。然后客户按照他们的意愿完成浇铸，并将其投入工作。工作原型的外观和行为是否符合预期?它能处理预期的负载吗?

在新的发明，创新者可能需要多轮工作原型，以符合设计或材料鼓捣。欲了解更多标准件，工作原型可能是概念验证，将寻找客户或投资者支付的全套生产运行。

由于超声波和x射线等技术的出现，这些原型的运行速度得到了提高。铸造厂现在可以测试非破坏性和破坏性的方式。技术人员可以在不切割铸件的情况下检查金属的坚固性。这意味着可以生产更少的样品，但仍然可以在生产线上提供完整的打样。由铸造厂以无损方式检查的项目可以从铸造厂发送到客户进行检查、整理和负载测试。快速原型，然后，也提供了新的非破坏性测试选项，允许在生产样机运行，投资少。

保密协议和专利

受快速原型设计影响的不仅是技术问题，还有知识产权问题。一旦设计离开设计师的工作室进入制造业，IP就会成为一个问题。

如果一件产品是同类产品中的第一件，发明者通常会计划提交一份专利。在许多情况下，在一个可工作的、生产的原型进行测试之前提交专利是不明智的。无论是进入原型设计的工作，还是随后的设计测试，都可能发现可能改变专利申请的缺陷。

专利申请时是公开宣布的。快速原型制作加快了每个人的生产周期。一项有缺陷的专利可能会成为竞争对手的创意素材，后者可以以该专利为基准，迅速开展自己的研发。所以，等到最后原型设计申请专利往往既需要成本又需要知识产权保护。一个发明家通常不愿意把钱花在一个复杂的专利程序上，而只是为了在竞争激烈的情况下重新做一遍。

这个过程可能会让发明者感到很脆弱，因为在原型制作过程中有人可能会复制他们的设计，并首先将其推向市场。因此，重要的是与声誉良好的制造商保持良好的关系，并有明确的保密协议保护设计。

快速原型为更好的设计

这种谨慎的另一面是企业的冲动，即使在有限的市场测试或测试人员得到一个产品在那里。LinkedIn创始人雷德·霍夫曼被广泛引用“如果你对自己的第一个版本不感到尴尬，那你就发布得太晚了。”

快速原型是帮助设计人员才去市场实现更好的产品。这个阶段的易用性可以是高歌猛进，然而，不断摆弄设计师把事情完美，他们在启动之前。重要的是要记住，发展并不需要结束的提炼和完善产品的工作。亚博账号审核不过铸造的生活可以用设计和原型开始，但产品往往产卵代稍微改变风格，材料，铸造方法，机械能力，大小或功能。亚博账号审核不过