موارد استفاده مدل های ساخته شده توسط روش Rapid Protyping امروزه در صنایع اتومبیل سازی، صنایع هوا-فضا، صنایع الکتریکی و الکترونیکی، مهندسی پزشکی، صنایع لوازم خانگی، ماشین سازی ومکانیک مورد استفاده قرار میگیرد.
با تولید سریع و قابل اعتماد نمونه محصول به این روش، تولید کنندگان نه تنها توانسته اند نسبت به گذشته سریعتر به بازار دست یابند بلکه از مزایای اقتصادی آن که کوتاهی زمان تولید و کاهش اشتباهات طراحی نیز استفاده نمایند.
پروسه طراحی که طبق (1) VDI 2221 از ایده اولیه تا محصول نهایی دارای مراحل مختلفی است. بنحویکه از مرحله طرح اولیه تا مدل نهایی، پروتایپ های متفاوتی تولید میشوند. مدلهای پروتایپ شامل مدل ارگونومی، مدل دیزاین، مدل عملکردی، پروتوتایپ و نمونه هر کدام دارای فونکسیون های مختص بخود میباشند.
روش ساخت Rapid Protyping برای استفاده گر، امکان تولید نمونه های مثبت و یا منفی را هم فراهم می نماید و از اینرو تولید کننده و طراح میتواند خیلی سریع یک مدل تولید شده را در دستان خود داشته باشد تا با بررسی آن از اشتباهات احتمالی جلوگیری و یا در بهینه سازی آن اقدام نماید و با تکنولوژی امروزه به حداکثر کیفیت محصول دست یابد. توسط تولید هدفمند در ساخت ابزار Rapid Tooling و قالب ها نه تنها مدل مثبت بلکه قالب منفی مدل مدل مورد نظر قابل تولید است .
روش تکنیکی تولید در زمینه راپید پروتایپینگ، راپید تولینگ و یا راپید مانوفاکچرینگ همگی دارای روش مشابه میباشند.
پرتوی لیزر تابیده شده بر یک سیستم آینه ای (اسکنر) به سطح کار که در مخزن قرار دارد برخورد میکند. با تغییرات مختصات سیستم آینه ای پرتوی نقطه ای لیزر بر نقاط مختلف محتوی مخزن میتواند برخورد نماید. بر سطح کار یک لایه نازک از مواد قرار گرفته است که این مواد میتواند: مواد پلاستیکی، مایع پلیمری، ماسه مدل سازی و یا پودر متال باشد.
بر اثر تابش لیزر به هر نقطه از این مواد، آن نقطه از خود یک واکنش نشان میدهد و سخت میشود. (همانند یک چاپگر که در صفحه کاغذ یک سطح را چاپ میکند در اینجا هم پرتوی لیزر تمام نقاط طرح مورد نظر را بصورت لایه لایه سخت میکند تا در نهایت یک حجم بوجود بیاید.) سطح کار که در مخزن قرار دارد یک مرحله به پایین میرود و دوباره پرتوی لیزر نقاط مورد نظر در یک سطح دیگر را سخت میسازد و همینطور این پروسه ادامه پیدا میکند تا کل حجم که از لایه های متعدد تشکیل شده است را سخت کند. در نهایت در مخزن یک حجم سخت شده در میان باقی موادی که پرتوی لیزر به آنها تابیده نشده است قرار می گیرد.
در دهه گذشته در زمینه پروتوتایپینگ روشهای زیادی ارایه شده است که در اینجا از سه روش متداول یاد میشود:
۱. (Stereolithographie (STL
در این روش از مایع پلیمری استفاده میشود که توسط پرتوی لیزر UV سخت میشود.
۲. Selective Laser Sintern (SLS
در این روش از مواد پودری (ماسه، پلاستیک، پودر فلز با پوشش پلاستیکی) استفاده میشود که با لیزر CO2 ذوب میشوند.
۳. Laminated Object Manufacturing (LOM
در این روش لایه های کاغذی که بر روی هم چسبیده اند توسط پرتوی لیزر CO2 به فرم دلخواه برش خورده میشوند.
مزایای محصولات پروتوتایپینگ:
فارغ از استفاده از هر کدام از روشهای پروتوتایپینگ برای تولید کننده مزایای دست یابی به مدل محصول و بررسی های بعدی بر روی آن بسیار قابل ارزش است. علاوه بر این دستیابی انواع فرم های پیچیده با هزینه ای کم و در نهایت تولید انبوه به این طریق نیز امکان پذیر است.
با تحقیقات گسترده ای که امروزه در زمینه های متنوع راپید پروتوتایپینگ در حال انجام است در آینده نزدیک روشهای تولید مطلوبتر و اقتصادی تری نیز قابل انتظار است.