デジタルモデリングと加工

デジタルモデリングと製造は、3Dモデリングまたは計算支援設計(CAD)と加法および減法製造を組み合わせた設計および製造プロセスです。 付加的製造は3D印刷としても知られているが、減法的製造は機械加工とも呼ばれ、他の多くの技術を利用して設計された物体を物理的に製造することができる。

デジタルモデリングまたはデジタル製作とは、デジタルデザインから立体および立体のオブジェクトを作成するプロセスを指します。 このプロセスは、モデルおよびプロトタイプの迅速な作成のために製造において広く使用され、付加的(3D印刷など)およびレーザ切断およびミリングのような減法的な技術の両方を利用することができる。

一般に、デジタルモデリングに使用される機械は、使いやすさと比較的低コストで特徴付けられます。 これらの要素は、シンプルな使用の設計とモデリングのためのソフトウェアの普及とともに、いくつかの国際展望台が非プロフェッショナルユーザーに向けてファブリケーションを普及させることを予測しています。 「パーソナルファブリケーション」と呼ばれるこの現象は、デジタル図面が共有され、ユーザーが自由に利用できるコミュニティの出現と、一部のDigital Fabricationテクノロジへのアクセスを直接オンラインで、またはインターチェンジコミュニティでも可能にするサービスによっても促進されていますプロトタイプやデジタルアーチファクトの作成経験。

モデリング
デジタル製作されたオブジェクトは、2Dベクトル描画と3Dモデリングの両方を使用して、さまざまなCADソフトウェアパッケージで作成されます。 3Dモデルの種類には、ワイヤーフレーム、ソリッド、サーフェス、メッシュの4つのモデルがあります。 デザインには、これらのモデルタイプの1つ以上があります。

製造機械
3つのマシンが製造に一般的です:

1. CNCルータ
2.レーザーカッター
3Dプリンタ

CNCルータ
CNCはComputer Numerical Controlの略です。 CNCミルまたはルータには、2Dベクトル図または3Dモデルを解釈し、この情報をCNCミルが解釈できる英数字形式の特定のCNC機能を表すGコードに変換する独自のソフトウェアが含まれています。 Gコードは、工作機械、典型的には構成部品の製造に使用される動力機械装置を駆動する。 CNC機械は、所有する軸の数に応じて分類され、3軸、4軸、5軸の機械がすべて共通であり、工業用ロボットは9軸の軸を持つものとして記載されています。 CNC機械は合板、プラスチック、発泡ボード、金属などの粉砕材料を高速で迅速に処理できます。 CNC機械ベッドは、典型的には、4インチ×8インチ(123cm×246cm)の材料のシート(数インチのフォームを含む)を切断するのに十分な大きさである。

レーザーカッター
レーザーカッターは、レーザーを使用してチップボード、マットボード、フェルト、木材、アクリルなどの材料を3/8インチ(1cm)の厚さに切断する機械です。 レーザカッターは、多くの場合、任意の数のCADソフトウェアプラットフォームによって生成されたベクトル図を解釈するドライバソフトウェアとバンドルされています。

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レーザカッタは、レーザヘッドの速度、レーザビームの強度および解像度を変調することができ、したがって材料のカットおよびスコアリングならびにラスタグラフィックスの近似が可能である。

材料から切り取られたオブジェクトは、物理的なモデルの製作に使用することができ、フラットパーツのアセンブリのみが必要となります。

3Dプリンタ
3Dプリンタは、デジタルオブジェクトの物理的なバージョンを組み立てるために、さまざまな方法と技術を使用しています。 通常、デスクトップ3Dプリンタは小さなプラスチック3Dオブジェクトを作成できます。 彼らは薄いプラスチックフィラメントのロールを使用し、プラスチックを溶融し、それを正確に冷却して硬化させるために堆積させる。 彼らは通常、一連の非常に薄いプラスチックの水平な層の下から上への3Dオブジェクトを構築します。 このプロセスは、しばしば数時間の間に行われます。

溶着モデリング
溶融フィラメント製造とも呼ばれる溶融堆積モデリングは、材料(典型的には熱可塑性材料)を一度に1つの押出成形し、徐々に形状を形成する3軸ロボットシステムを使用する。 この方法を使用するマシンの例は、Dimension 768とUltimakerです。

ステレオリソグラフィー
ステレオリソグラフィーでは、一般にDLP技術を使用する高輝度光プロジェクターを感光性ポリマー樹脂と共に使用する。 これは、単一の層を構築するために物体の輪郭を投影し、樹脂を固体形状に硬化させる。 次に、プリンタは、オブジェクトを少量だけ移動させ、次のレイヤのプロファイルを投影します。 この方法を使用するデバイスの例は、Form-OneプリンタとOs-RC Illiosです。

選択的レーザー焼結
選択的レーザー焼結は、レーザーからの熱の適用によって一緒に融合することができる微粉材料のベッド内の物体の形状をトレースするためにレーザーを使用する。 1つの層がレーザーによってトレースされた後、ベッドおよび部分的に仕上げられた部品が途中で移動し、粉末材料の薄層が広げられ、プロセスが繰り返される。 使用される代表的な材料は、アルミナ、スチール、ガラス、熱可塑性プラスチック(特にナイロン)、および特定のセラミックである。 デバイスの例としては、Formiga P 110およびEos EosINT P730が挙げられる。

パウダープリンタ
粉末プリンタは、SLS装置と同様の仕方で動作し、典型的には、インクジェットプリントヘッドを介して供給される液体バインダを適用することによって、硬化、硬化または他の方法で固体化することができる粉末を使用する。 一般的な材料は、典型的には水、アルコール、酢またはそれらのいくつかの組み合わせで硬化される、パリ、粘土、粉末糖、木材充填材結合パテ、および小麦粉の石膏である。 パウダーとSLSマシンの主な利点は、印刷されていないパウダーを使用して、そのオブジェクトのすべての部分を連続的にサポートできることです。 これにより、容易に作成されない形状の生成が可能になる。 しかし、これらのプリンタはしばしばより複雑で高価です。 この方法を使用するプリンタの例はZCorp Zprint 400と450です。

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