使用快速工具选项的原型和自定义构建

对于汽车、航空航天、风能和海洋等制造业来说，原型是产品开发过程中一个熟悉的部分。它经常用于产品演示、研发测试和法规认证。

您选择的工具选项会影响项目预算、上市时间和产品质量——因此哪种方法最适合您的应用程序？

图像学分：一般塑料

节目经理和设计工程师的挑战在整个原型阶段，在整个原型阶段保持周转时间快速，成本低，同时仍在创建准确的模型。

在选择最佳的工具技术时，这些目标是至关重要的，无论您是在创建一次性组件、原型部件还是复合组装工具。模具材料不仅要满足项目的预算和进度要求，还要符合应用的规范(例如，热膨胀系数(CTE)，密度和强度)。

本文将讨论用于定制构建和快速原型的软工具和硬工具的选择，以及使用软工具的理想应用程序和真实世界的案例研究，这将推动尺寸和温度稳定性的边界。

原型和自定义构建的工具选项

为了保持快速和经济的原型制作过程，人们经常求助于粘土、木结构、石膏、复合材料，有时更便宜的玻璃纤维材料来满足他们的工具需求。欧洲杯足球竞彩

然而，这些材料往往不能欧洲杯足球竞彩承受固化过程、复杂性、尺寸精度和其他规格。在这些情况下，自然倾向可能是直接切换到硬工具选项，如铝、陶瓷、钢和英瓦尔钢合金。

尽管这些硬模具材料对于公差非常紧或长期生产运行的应用欧洲杯足球竞彩非常好，但它们更长的交货期和更高的成本不利于小批量应用或快速成型。

哪种方法最适合您的申请？

一些工程师以前可能没有考虑过使用高性能聚氨酯泡沫工具进行概念验证、一次性构建和演示模型。泡沫没有固化抑制的问题，不会产生废气，并且可以在各种高温和高密度配方中使用(如本文后面讨论的)。

软工程实际上展示了许多特征，这些特征是直接有利于快速原型的目标，例如：

• 时间节省:与金属工具相比，聚氨酯泡沫工具具有更快的加工时间，这是因为更硬的材料自然需要更多的时间来加工。欧洲杯足球竞彩即使是复合工具也需要一个三步过程，包括创建塞子，将工具置于塞子之上，然后用一个鸡蛋箱结构来支持工具，以便进行密集的高压灭菌循环。泡沫模具可以通过加工一步完成，因此，从拥有材料块到手边有一个原型，节省了大约三分之二的时间。
• 尺寸精度：聚氨酯泡沫很容易加工成复杂的形状，表面光滑，因为它是一种更软的材料。最后时刻的修改可以很容易地用普通工业级填充物填充空隙，用粘合剂粘接额外的泡沫片，或切掉任何多余的部分，这与金属工具的情况不同。为了不断提高公差，通用塑料公司开发了与铝相似的低热膨胀系数(CTE)的高性能泡沫塑料。
• 节约成本：在每磅的基础上，软工具有一个更好的价格点相比硬工具的选择，如英伐和铝。例如，一个客户比较了用铝和聚氨酯泡沫制作工具的成本，泡沫工具的成本大约是铝工具的20%。这个成本分析包括原材料的价格、加工(设置和运行时间)、模型的设计时间、编程和运输。
• 重量和处理:您可能不会考虑在设计时创建非常大的原型或组件所需的工具的重量和大小。操纵和使用极其沉重的工具材料可以显着减慢整体构建时间。与其他材料相比，聚氨酯泡沫具有更轻的欧洲杯足球竞彩优点。低CTE，高温工具泡沫，48磅/英尺^3.约为因瓦重量的10%，不到铝重量的30%。这种泡沫有各种各样的强度和密度，几乎可以制成你需要的任何尺寸。
• 低容量:通常情况下，自定义构建和原型不需要大量的单位，所以没有必要在持续数千个生产周期的工具上花费额外的钱。对于不需要存储多年的小批量应用程序来说，软工具是完美的。

理想的应用程序和使用软工具的真实世界的例子

软工具是短期生产运行的理想工具，通常用于定制项目，制作原型、演示单元，以及基于本文前面概述的聚氨酯泡沫特性的复合工具主插头和模具。

对于利用金属材料，加工和运输的大型工具是经济均衡的，软体工具也是首选的替代方案。最后，对于需要紧张的周转时间的项目，泡沫工具可以显着缩短您的研发周期，并将您的产品更快地推销。

摩托车制造商可能需要为定制斩波器制作非常专门的公平。没有理由创建一个重型工具，这将永远持续，因为这些是一个off零件。

泡沫模具不仅适用于制作原型，也适用于生产就绪的部件，这些部件在小批量使用实例的最终构建中被使用。定制建筑可以受益于聚氨酯泡沫的原型，因为他们不需要高耐久性，将持续几十年。

自定义构建，将受益于用于原型的聚氨酯泡沫，因为它们不需要高耐久性，这将持续数十年。图像学分：一般塑料

在另一个例子中，一家航空航天制造商与通用塑料公司接洽，讨论用于飞机内部的复合材料产品的快速原型设计。制造商正在寻找新技术，为原型制造模具工具，其规格包括:

• 最大压力87 psi (600 kPa)
• 温度266°F(130°C)
• 每个工具最多12个拉动

在与客户讨论了应用程序后，很快就提供了最适合该项目的泡沫的建议、更详细的技术文档、用于实验的材料样本表和估计成本。对于像这样的快速原型应用程序，速度是至关重要的，软工具有独特的能力以低预算来应对工程挑战。

推动工具技术的边界

设计工程师在探索工具方法和CTE时的关键问题之一是温度额定值。如果产品材料或原型在固化循环期间击中高温，那么它将自动考虑取消。

通用塑料不断致力于下一代聚氨酯泡沫技术，并于最近发布了LAST-A-FOAM^®FR-4800加工板可以承受更高的加工温度，最高温度可达480°F(249°C)，连续使用温度可达400°F(204°C)。

与市场上的其他塑料不同，FR-4800的低CTE可以可靠地生产高精度产品。这意味着FR-4800是铝加工的一个很好的替代品，密度只有三分之一，每立方英尺48磅。FR-4800增加的热导率也意味着它在热循环过程中不会扭曲、翘曲或改变形状，避免热冲击和超差部件。

图1所示。各种模具材料的CTE比较。欧洲杯足球竞彩图像学分：一般塑料

我们的目标与上一个泡沫^®FR-4800是为了创建一个可预测和可靠的工具板，可以服务于尺寸稳定性不显著影响高压釜循环时间的应用。

Mitchell Johnson博士，通用塑料首席执行官/总裁

由于CTE较低，温度等级较高，这种新型工具板为新的汽车和航空航天应用铺平了道路，如车顶覆盖件和组件、仪表盘、复合材料框架和座椅等。其光滑、坚硬的表面也防水，不需要使用密封胶化合物，使其完美的工业和海洋用途。

其他受欢迎的LAST-A-FOAM^®用于原型制版和定制构建的产品包括最后一个泡沫®FR-4500，FR-3700和FR-4700。这些工具板中的每一个都具有不同的性能 - 例如密度，尺寸精度，升压和冲击和抗蚀性 - 这可以匹配，以最适合项目的规格。

例如，应用航空航天结构公司(AASC)是一家国防分包商，其任务是制造用于容纳大型射弹导弹的复合空气动力覆盖层(也称为空壳)。AASC此前曾使用先进的复合材料创建原型，以测试aeroshell的空气动力学，但现在他们想要获得一个更预算友好的替代。

新的原型材料必须满足以下要求：

• 快速的工具周转以满足关键的测试日期
• 适应低温固化工艺
• 一次性使用的性价比高的解决方案
• 内部快速成型加工能力

通用塑料辅助AASC选择LAST-A-FOAM^®FR-7100系列泡沫板在30磅的密度，被用来制造一个10英尺乘4英尺的模具工具固化石墨层板。选择这种材料是因为其尺寸稳定，成本低，易于修改，适用于各种应用。

此外，AASC收到泡沫并在发出采购订单的四周内将其加工成成品原型工具(相比之下，类似的金属工具需要12-16周)。通过选择聚氨酯泡沫，AASC显著减少了75%的成型时间和成本。

由于预算和时间储蓄，AASC选择了FR-7130刚性聚氨酯泡沫，用于在马赫2速度下行驶的大型导弹覆盖物的快速原型。图像学分：一般塑料

让你的下一个原型获得成功

对于快速原型、定制组件和复合层工具等低批量应用程序，软工具可能是正确的选择。聚氨酯泡沫提供了高性能而经济的选择，产生有限的运行的一个部分，以测试功能，演示功能，或在最终生产中使用。

一般塑料设计了广泛的刚性和柔性聚氨酯泡沫解决方案，以满足您的规格，拥有75多年的经验，在复杂的尖端项目上与制造商合作。

这些信息已经从通用塑料提供的材料中获得，审查和改编。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问通用塑料。