Saturday, April 6, 2013

快速原型加工用於溜溜球產業


今天要介紹的主題算是一個大家比較少接觸的領域
若你有在關注世界上機械、科技的最新發展
你應該會注意到最近3D printer蠻熱門的

黑色的那顆是PXY34,最新的樣本,使用3D列印製作
旁邊的則是即將完成的傑mk2,預計未來這禮拜可以完成CNC車床加工

甚麼是3D printer?  3D列印?
簡單來說,我們一般的印表機(列印機、打印機)是印出一張平面的圖
而3D列印是利用有厚度的材料,搭配高度印出一個立體的東西
這就是3D列印


3D列印已經發展了20年以上,80年代美國麻省理工學院就開始在研究了
之後他們開了一家公司將各種3D列印的技術普及化、商業化
這些網路上有很多資料,大家可以自行研究研究
http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E7%BB%B4%E6%89%93%E5%8D%B0

起因
先來談談為什麼會有3D列印吧
主要的原因是出自於東西在開發階段,需要先做出樣品Prototype進行確認
量產有量產的作法,但是樣品只需要一個,若樣品使用量產的製作過程
那樣品的成本將會很高(大部分來說)


以溜溜球的設計流程來說過程中也需要先做確認
在工程中我們有很多方法可以製作樣品(原型)
像是在電腦裡面的3D模擬
或著用黏土製作,這種方法早期在TAMIYA中蠻常使用的,汽車業也是
也可以使用替代材料製作,例如最終成品是使用金屬製作,那樣本可以改用塑膠來製作
減少製作時間與材料成本

樣品(原型)製作不外乎就是希望可以在大量生產前
先做一些必要的確認
必且盡量減少製作時間、成本

因此出現的快速原型加工 Rapid Prototyping
3D列印就是快速原型加工中的一種
而3D列印還有其他種,是根據製作的原理來分類
這些知識、資料都可以在網路上找到 WIKI百科


這次製作我新溜溜球的RP機台是FDM型的
所謂的FDM講簡單一點,就是有個可以上下移動的檯子與一個可以前後左右跑的噴口
噴口會擠出半熔的塑膠,只要在正確的位置擠出塑膠
檯子在一直往下跑,就可以一層一層的把你的零件做出來
而因為有些零件過於複雜,所以需要支撐材料來支撐主要材料
要不然在一層一層製作的時候,主要材料會倒下去


我們仔細看溜溜球的側面有很多細線
其實那是製作時的階層

那RP(快速原型加工)對溜溜球這種產業到底有沒有幫助呢?

基本上可以說是幾乎沒有,只有些許幫助
而RP對於目前工程上大部分的幫助也僅止於此而已
我們做溜溜球是強調溜溜球的性能,而不是強調溜溜球的外型
酷炫的溜溜球不會幫助選手得高分,這是不爭的事實

可惜
RP這樣做出來的溜溜球,除了外型...
RP的製作精度並不高,與溜溜球CNC車床加工來說
正負0.005mm的標準(悠九幾何公差標準),RP製作完全無法辦到


除此之外
RP所使用的材料,是利於RP製作原理的材料,一種特殊的環保塑膠
比重與我們所使用的7075鋁合金天差地遠,做出來的溜溜球配種怎麼會一樣?

材料不一樣了,重量不一樣
強度當然也完全不一樣
所以這樣RP製作出來的東西,在溜溜球上除了讓我們先看外觀
暫時找不到有甚麼幫助

還好這樣的RP製作成本並不高
比起只做一顆的CNC車床加工,RP的價格真的不高
CNC車床加工,光是請師傅將刀具歸零,就五千起跳了,所以只做一顆划算嗎?
做十顆三萬塊都不一定有人覺得划算了,更何況只做一顆
刀具歸零不用錢? 寫CNC程式不用錢? 人顧機器不用錢? 材料不用錢?
買國外進口的溜溜球一顆都三千了,十顆量身打造的要三萬,你說貴不貴?


但RP對某些產業來說可是很有幫助的
像是一些塑膠零件的開發,若零件過於複雜,無法使用削去法(milling)來加工
一定要使用模具時,可是模具製作成本高,若只需要一個零件
或是只需要先測試零件是否可行,RP則是非常有幫助的
一切是看開發者的需求而已

RP對於人體工學相關的開發也很有幫助



而以溜溜球來說,我就是嫌貴
所以來做這種RP製作
看外型就可以爽


PXY34目前還沒取名,也還沒決定甚麼時候要販售
看看外型爽就好


RP、3D列印電視上講起來很神
真的有沒有這麼神?
一切的東西都看你的需求而已,跟溜溜球一樣
沒甚麼神球
適合你的就是神球,就會是好方法
那些神不神的,都只是廠商跟你說的廣告而已
想想他們是要幹甚麼的

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