Rapid prototyping

Rapid prototyping is een verzamelbegrip voor het snel (Engels: rapid) vervaardigen van fysieke prototypes.

Rapid prototypen gaat uit van virtuele computer informatie, verkregen via het CAD proces, die vertaald wordt in een fysiek product. Deze vertaling vindt op verschillende manieren plaats. Afhankelijk van de soort vertaling is de volgende onderverdeling mogelijk:

• Stereolithografie (SLA of STL): gebruikt een laser om vloeistoffen te polymeriseren.
• Fused deposition modeling (FDM): het laagsgewijs, met kunststof komende uit een spuitmond, opbouwen van het fysieke model.
• Laminated object modeling (LOM): Van het virtuele model worden fysieke doorsneden van papier of kunststof gemaakt. Deze worden vervolgens aan elkaar gelijmd. Het eindproduct lijkt op hout.
• Selective laser sintering (SLS), of Laser engineered net shaping: Een laser smelt, op basis van de doorsnede van het virtuele model, metaal poeder. Zo wordt laag voor laag het gehele model opgebouwd.
• 3D printing: Een printer brengt (print) laag voor laag het materiaal aan.
• Frezen: Uit massief materiaal wordt het model gefreesd.

De eerst rapid prototyping-technieken werden, met de komst van krachtige computers, algemeen in 1980 ingevoerd. Werd vroeger het gebruik van rapid prototyping alleen toegepast voor de vervaardiging van het eerste model, nu worden met het rapid prototyping-proces ook kleine series vervaardigd.

Proces

CAD-CAM-proces

Het rapid prototyping-proces maakt deel uit van het CAD-CAM-proces. In het CAD-proces wordt een virtueel model (1), door het te ontwerpen of het te reverse-engineeren (terug ontwerpen), gemaakt. Met het CAM-proces wordt een doorsnede (2) van het virtueel model gelezen. Met een laser (5), gestuurd met een prisma, wordt de vloeistof (3) belicht. Hierdoor polymeriseert (wordt massief) de vloeistof. Door de tafel (4), in de vloeistof, te laten zakken en door een andere doorsnede van het virtuele model te nemen wordt stap voor stap het model opgebouwd.

Begrippen

• CAD-CAM Computer-aided design-Computer-aided manufacturing: CAD-CAM zijn de twee basisprocessen die nodig zijn om rapid prototyping mogelijk te maken.
• Solid freeform fabrication (SFF) is een techniek voor het vervaardigen van een fysieke voorwerp door het sequentieel leveren van energie en/of materiaal aan en specifiek punt in de ruimte. Het begrip SFF wordt soms gebruikt voor rapid prototypen.
• Rapid manufacturing is een techniek die gebruikmaakt van het rapid prototyping-principe om meestal kleine productieseries te vervaardigen.
• Layered manufacturing en Additive fabrication zijn andere namen voor het begrip rapid prototyping
• Digitaal prototyping is een methode om virtueel (niet bestaand) een prototype uit te testen.