개념 모델 – 개념에서 프로토타입으로의 가장 기본적인 단계

개념 모델이란 무엇입니까?

개념 모델은 사용자에게 아이디어를 제공하는 귀중한 수단입니다. 신속한 프로토타이핑으로 생성된 물리적 개념 프로토타입은 설계 제조 가능성에 대한 효과적인 정보를 제공할 수 있고 고객의 특정 요구 사항에 맞게 개선될 수 있으므로 개념 모델링은 설계 프로세스의 초기 단계에서 생산 시간을 줄이는 데 도움이 됩니다. 관련된 제품은 기한을 준수하고 더 빨리 개발하며 최대한 빨리 사용할 수 있습니다.

모든 시제품은 쾌속 조형 기술을 통해 생산되기 때문에 시제품을 설계하기 위해 고가의 도구를 개발할 필요가 없습니다. 이를 통해 생산 비용을 크게 줄이고 설계를 빠르고 쉽게 통합할 수 있습니다. 설계 결함을 발견하고 수정하고 생산 도구에 사용할 수 있는 정확한 모델을 제공하는 매우 낮은 위험 방법을 제공합니다.

개념적 모델은 시스템 개발 수명 주기 전반에 걸쳐 중요한 역할을 합니다. 아래 그림 1–1은 일반적인 시스템 개발 시나리오에서 개념 모델의 역할을 보여줍니다. 분명히 개념 모델이 완전히 개발되지 않으면 기본 시스템 속성의 실행이 올바르게 구현되지 않아 미래에 문제가 남을 수 있으며 이러한 실패는 업계에서 발생합니다. 개념적 모델의 중요성은 시스템 개발과 입증된 개발 기술 준수를 통해 이러한 시스템적 오류가 완화될 때 분명합니다.

개념 모델을 구현하는 방법

(1) SLA(입체 석판 장치)

SLA는 액체 감광성 수지의 광중합 원리를 기반으로 합니다. 액체 물질은 특정 파장 및 강도의 자외선 조사 하에서 빠르게 광중합을 겪을 수 있습니다. 분자량이 급격히 증가하고 물질이 액체에서 고체로 변합니다.

그림 2-1은 SLA의 작동 원리를 보여줍니다. 액체 탱크는 액체 포토폴리머 수지로 채워져 있습니다. 편향 거울의 작용으로 레이저 빔은 액체 표면을 스캔할 수 있습니다. 스캐닝 트랙과 빛의 유무는 컴퓨터에 의해 제어됩니다. 광점에 도달하면 액체가 응고됩니다. 성형 시간이 시작될 때 작업 플랫폼은 액체 레벨 아래의 특정 깊이에 있고 초점을 맞춘 지점은 컴퓨터의 지시에 따라 액체 표면의 점별로 스캔되며 점별로 응고됩니다. 스캔 레이어가 완료되면 조사되지 않은 영역은 여전히 ​​액체 수지입니다. 그런 다음 리프팅 플랫폼이 플랫폼을 높이까지 낮추고 형성된 층을 수지 층으로 덮습니다. 스크레이퍼는 점도가 높은 수지의 액면을 긁어낸 후 다음 층을 스캔하면 새로 경화된 층이 단단해집니다. 지면은 이전 레이어에 접착되므로 전체 부품이 제조될 때까지 반복하여 3차원 솔리드 모델을 얻습니다.

2-1 2-2

(2) SLS(선택적 레이저 소결)

SLS는 1989년 오스틴에 있는 텍사스 대학교의 C.R. 데차드에 의해 개발되었습니다. SLS 공정은 분말 재료로 형성됩니다. 재료 분말은 성형 부품의 상부 표면에 평평하게 퍼집니다. 고강도 CO₂ 레이저는 새로 놓은 층의 부품 단면을 스캔하는 데 사용되며 재료 분말은 고강도 레이저 조사 하에서 함께 소결되어 얻습니다. 새로운 제로 소결 부품의 섹션은 아래의 성형 부품에 연결됩니다. 섹션의 섹션이 소결된 후 그림 2-2와 같이 새로운 분말 재료 층이 적용되고 아래쪽 섹션이 선택적으로 소결됩니다. 소결이 완료된 후 여분의 분말을 제거한 후 연마, 건조 등을 합니다.

SLS 공정은 플라스틱 부품의 제조뿐만 아니라 세라믹, 왁스 및 기타 재료의 제조, 특히 금속 부품의 제조를 위한 광범위한 재료가 특징입니다. SLS 공정은 소결 분말이 지지체 역할을 하지 않기 때문에 지지체가 필요하지 않습니다.

(3) CNC 가공

CNC는 컴퓨터 수치 제어를 나타내며 1970년대 초반부터 사용되었습니다. 이전에는 디지털 제어를 위해 NC라고 불렸습니다. 대부분의 사람들이 이 단어를 들어본 적이 없지만 제조업에 종사하는 사람이라면 CNC를 오랫동안 다룰 것입니다.

짐작할 수 있듯이 작업자가 기존 기계에서 수행해야 하는 모든 작업은 CNC 기계로 프로그래밍할 수 있습니다. CNC 코드가 설정되고 실행되면 CNC 기계는 계속 실행하기가 매우 간단합니다. 사실, 많은 CNC 기계는 가공 주기 동안 무인으로 작동되어 작업자가 다른 작업을 수행할 수 있습니다. 이는 CNC 사용자에게 작업자 피로 감소, 인적 오류로 인한 오류 감소, 각 공작물에 대한 일관되고 예측 가능한 가공 시간을 포함하여 여러 부수적 이점을 제공합니다.

기계는 프로그램 제어 하에 실행되기 때문에 CNC 작업자에게 필요한 기술 수준(기본 가공 방법과 관련)은 기존 공작 기계를 사용하여 공작물을 생산하는 기계공에 비해 감소합니다. 한편, CNC 기계는 유연합니다. 이러한 기계는 프로그램에서 실행되기 때문에 다른 아티팩트를 실행하는 것은 다른 프로그램을 로드하는 것만큼 간단합니다. 프로그램이 프로덕션 실행에 의해 검증되고 실행되면 다음 실행을 쉽게 호출할 수 있습니다. 이는 빠른 전환에 큰 이점을 제공합니다.

CNC 기술은 정확도 측면에서 SLA 및 SLS보다 우수합니다. 오늘날의 CNC 기계는 거의 믿을 수 없는 정확도와 반복성 사양을 가지고 있습니다. 즉, 프로그램이 검증되면 2개, 10개 또는 1000개의 동일한 아티팩트를 쉽고 정확하게 생성할 수 있습니다.

개념 모델의 목적

실제 제품을 만드는 과정의 첫 번째 단계로 개념적 모델을 사용합니다. 조립 완료, 디자인 개선, 샘플 디스플레이 및 기능 구현에 사용할 수 있는 초기 설계 단계 연구 모델입니다. WayKen 엔지니어는 다양한 재료, 기술 및 마감재로 개념 모델을 구축하여 최종 제품이 어떻게 보일지 자신 있게 볼 수 있도록 사실적인 마감재를 생성합니다. 색상과 질감은 아노다이징, 도금, 샌드 블라스팅 등으로 보강할 수 있습니다. 일부 제품 개념 모델은 기능적 조립 요구 사항을 달성하기 위해 CNC 기계 가공, 신속한 프로토타이핑 및 기타 프로세스를 사용합니다. 당사 엔지니어는 초기 CAD 파일을 청중에게 설계 의도를 우아하게 전달하는 개념 모델로 변환하는 데 능숙합니다.