图片由欧特克提供

自从人们开始制造东西——然后试图制造新的和改进的东西——就一直需要原型。它们用于设计评估、测试、认证、概念验证、众筹活动以及作为全面生产的桥梁。

如果您需要高质量的快速原型，我们建议您考虑这 5 种行之有效且成熟的流程，这些流程可以经济地提供出色的结果。它们是 CNC 加工、聚氨酯真空铸造和三种塑料 3D 打印方法：SLA、FDM 和粉末床融合。

数控加工

 许多人没有意识到 CNC 加工是适合项目的理想原型制作方法。它快速、准确且用途广泛，因为它几乎适用于任何固体材料。也没有最低数量，因此一个零件可以像制作一千个一样容易。

如果您需要功能齐全且具有精确公差的坚固机械零件，您将需要考虑 CNC 加工 - 基本上是完整的生产质量，但数量有限。

但是，CNC 加工对于薄壁箱体或深腔体并不理想。对于这些形状，您可能需要考虑真空铸造。

聚氨酯真空浇注或 VC

  真空铸造，也称为“铸造聚氨酯”，使用母模作为所需成品零件的模型。 该图案可以由任何固体材料制成，但通常是塑料 3D 打印部件。

然后将主模型悬挂在一个空的铸造箱中。盒子里装满了液态硅胶，在硅胶固化后，将其切开并去除图案，留下一个空腔，现在可以用铸造树脂重新填充以复制原件。

聚氨酯真空铸造是制造外观和性能类似于 PIM 的接近生产质量的塑料部件的最佳方法，但无需投资购买昂贵的金属工具。零件也可以过度成型，树脂具有多种肖氏硬度，因此您可以制作柔软的橡胶形状，这是 CNC 加工无法做到的。

VC 模具最多可使用 20 份左右，这使其成为小批量制造外壳和其他半空心形式的好方法。表面纹理忠实于原始纹理，您可以对它们进行涂漆、打磨和机加工以获得更多精加工选项。

立体光刻或 SLA

这是第一个增材制造工艺，并且一直在改进。 SLA 在具有可移动构建平台的腔室内使用一桶感光树脂。随着平台缓慢升起，成百上千张 3D CAD 绘图的独立 2D 切片通过紫外光投射到大桶中，从而选择性地一层一层地固化以形成成品部件。

SLA打印模型

SLA 速度快且用途广泛，有许多树脂可供选择，它们提供不同的外观和机械性能。 这些通常分为不同的等级，例如标准、工程或医疗/牙科。 您甚至可以添加玻璃纤维或铝粉以提高强度。

表面光洁度非常好，但请记住，打印后，零件仍需要清洗，然后再进行第二次固化，以达到最大的强度和稳定性。

熔融沉积建模或 FDM

这是大多数人都熟悉的 3D 打印系统。 它使用 PLA 或 ABS 等普通塑料丝和 PEEK 和 Ultem 等工程树脂。

FDM 打印原型

长丝通过加热喷嘴挤出，并在此熔化，然后将这种熔体一层一层地沉积以形成零件。

FDM 是最便宜的增材制造方法之一，最受 DIY 和小商店的欢迎。 对于原型开发人员来说，通常很容易找到当地的创客空间或数字印刷局，它们可以帮助您快速、廉价地打印出您的设计，但请注意分辨率不是很好，因此您的零件可能需要更多的修整工作。

粉床融合

粉末床熔合有两种主要类型：选择性激光烧结 (SLS) 和多射流熔合 (MJF)。

来自 HP 的多射流聚变部件

它们都使用填充有粉末基材的密封室，其中使用滚筒来平滑和压缩顶部表面。 在 SLS 中，2D 层与激光融合，而 MJF 使用粘合树脂的微滴将粉末固定到位。 在第二个选项中，印刷品在红外线烤箱内完全烧结。

粉末床熔融有几个优点。 首先，零件是自支撑的，因此不需要额外的结构。 第二，腔室的整个构建体积可用于最大效率。 使用 SLS，高达 75% 的先前构建的粉末可以与原始粉末混合，以节省原材料成本。

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来源：克里斯威廉姆斯