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手板模型基本知識
欄目:行業動態 發布時間:2017-06-14

一、制作手板的必要性?
1.為了檢驗外觀設計;
2.檢驗結構設計;
3.避免直接開模具的風險性;
4.使產品面世時間大大提前。
二、什么是手板?
手板也叫首板、快速原型或mockup等,是體現設計意圖的實物,在設計師完成產品設計后不用開模具,我們根據產品外觀或結構圖紙做出一個或幾個與真實產品相同的用來檢查外觀、結構合理性或者作市場調研的樣品。甚至可在其裝配產品預定好的零件,進行更進一步的檢驗,大大提高產品開發與生產的安全性和可靠性。
手板是用實物表現設計,使設計更具體直觀,是用創造性的工藝,創新產品!無論機器設備多先進,手板始終離不開精細的手工處理;先進的軟件可以模擬出非常逼真的產品圖,但手板不是模擬,而是真實地表現設計。任何缺陷與瑕疵都可以在產品開發的前期得以彌補和改良,使產品在開模之前有一個成熟的設計,降低產品開發的風險。
手板的分類
早期的手板因為受到各種條件的限制,主要表現在其大部分工作都 是用手工完成的,使得做出的手板工期長而很難嚴格達到外觀和結構圖紙的尺寸要求,因而其檢查外觀或結構合理性的功能也大打折扣。 隨著科技的進步,CAD和CAM技術的快速發展,為手板制造提供了 更加好的技術支持,使得手板的精確成為可能。 另一方面,隨著社會競爭的日益激烈,產品的開發速度日益成為競 爭的主要矛盾,而手板制造恰恰能有效地提高產品開發的速度。 正是在這種情況下,手板制造業便脫穎而出,成為一個相對獨立的 行業而蓬勃發展起來。
手板按照制作的手段分,可分為手工手板和數控手板:
(1)手工手板:其主要工作量是用手工完成的。
(2)數控手板:其主要工作量是用數控機床完成的,而根據所用設備的不同,又可分為激光快速成形 (RP,Rapid Prototyping)手板和加工中心(CNC)手板。
A: RP手板:主要是用激光快速成型技術生產出來的手板。
B: CNC手板:主要是用加工中心生產出來的手板。
RP手板同CNC手板相比較各有千秋:
RP手板的優點主要表現在它的快速性上,但是它主要是通過 堆積技術成型,因而RP手板一般相對粗糙,而且對產品的壁厚有一定要求,比如說壁厚太薄便不能生產。
CNC手板的優點體現在它能非常精確的反映圖紙所表達信息,而且CNC手板表面質量高,尤其在其完成表面噴涂和絲印后,甚至比開模具后生產出來的產品還要光彩照人。 因此,CNC手板制造愈來愈成為手板制造業的主流
手板按照制作所用的材料分,可分為塑膠手板和金屬手板:
(1)塑膠手板:其原材料為塑膠,主要是一些塑膠產品的手板, 比如電視機、顯示器、電話機等等。
(2)金屬手板:其原材料為鋁鎂合金等金屬材料,主要是一些 高檔產品的手板. 比如筆記本電腦、高級單放機、MP3播放機、CD機等等。
三、手板的范圍:
只要有開發,就有手板做,只是類型的不同。
四、手板模型制作過程:
五、制作新產品的手板的作用主要有以下幾點:
1. 為了檢驗外觀設計,手板不僅是可視的,而且是可觸摸的,他可以很直觀的以實物的形式把設計師的創意反映出來,避免了“畫出來好看而做出來不好看” 的弊端。因此手板制作在新品開發,產品外形推敲的過程中是必不可少的。手板使所設計的產品更直觀地展現在設計師面前,便于發現設計中存在的不足與缺陷,延展設計師們的創想;
2. 為了檢驗結構設計,因為手板是可裝配的,所以它可直觀的反映出結構的合理與否, 安裝的難易程度。便于工程師發現產品結構中存在的工程、工藝問題,提出解決方案,優化產品結構及功能;
3. 由于模具制造的費用一般很高,比較大的模具價值數十萬乃至幾百萬, 如果在開模具的過程中發現結構不合理或其他問題,其損失可想而知。 而手板制作則能避免這種損失,減少開模風險。開模板還可作為產品模具生產的參照,使模具制造更準確、更快捷,縮短開發周期,為產品搶占市場贏得先機;
4. 由于手板制作的超前性,你可以在模具開發出來之前利用手板作產品的宣傳,甚至前期的銷售、生產準備工作,及早占領市場,使產品面世時間大大提前;
5. 可作為展覽會、交易會的實物展品,節省企業的開發成本。
(4)、使產品面世時間大大提前 由于手板制作的超前性,你可以在模具開發出來之前利用手板作產品的宣傳,甚至前期的銷售、生產準備工作,及早占領市場。
手板模型制作的工藝常識(CNC、SLA、復模等):
1.CNC電腦鑼(CNC processing centre):CNC是電腦數控的機床按編號的程序用一塊整版挖掘而成。CNC使用的是Mastercam系統,主要是用來控制CNC刀路。CNC數控銑床專門用來加工一些方的,不規則的物件,而車床則是加工圓的物件。CNC可以加工一些比較大的工件。最大可以達到1800*900*600。相對 SLA較便宜,滿足手板的種類很多。目前在國內應用最為廣泛。主要材料有ABS,PC,PMMA,金屬主要是鋁和銅。
CNC加工可以加工出精度相對較高的產品樣品,應用材料主要有ABS、PC、PMMA、PP、鋁、銅等,在制作治具夾具等產品時常用的有電木和鋁合金;
CNC手板優勢:韌性好,張度高,成本低,材料可選擇性廣泛。
2.復模(真空灌注):利用原有的樣板,在真空狀態下制作出硅膠模具,并在真空狀態下采用PU材料進行澆注,從而克隆出與原版相同的,比原樣板耐高溫,強度硬度都好的復制件。如果客戶要求做幾套或是幾十套時,適合用這種方法,這樣大大降低了成本。
真空復模出來的產品樣板有一定比率的縮水,真空復制產品樣辦成本一般來說會相對CNC低,即CNC加工多套樣板的價格比CNC加工1套后再進行真空復模的價格低(對復模出來的樣辦材質有特殊要求的除外);
復模材料有:普通PU:較脆,韌性;透明PU:原材料較好,但價格是最貴的;類橡膠PU;8400軟膠。
通過真空復模的技術可以有兩種用途:
  A) 進行小批量的產品樣品生產;
  B) 改變材質;可以將由石膏油泥雕刻的樣板通過復模改變,到易于后續加工處理的PU或POLY的材質,或是將ABS材質改變為有特殊要求的材質(如:要求透明的、耐高溫的、高強度的、或橡膠特性的等等)。
3.SLA激光成型(SLA laser molding):(國外用的較多)以計算機控制下的紫外光,按照事先編寫好的程序來漸層掃描疊加固化而成,最接近設計圖檔,精度高,單間速度快。SLA省人工,編程容易,但是機器貴,成本高,材料脆韌性不足。一臺SLA的效率相當于3臺CNC的效率。在做小物件上SLA比CNC更有優勢。大件則相反。
SLA使用的是Magic(編程軟件)。放置SLA機器的室內專門有抽濕機來控制室內溫度。SLA可以加工結構比較復雜點或精密點的工件,SLA精度高,速度快。誤差可控制在±0.05mm。
4.表面處理
 經過多年的積累,我們對手板的處理已有了非常豐富全面的工藝,包括手工處理、噴漆(亮光、亞光、金屬漆、橡膠漆、珠光漆等)、絲印、噴砂、拋光、電鍍(真空鍍、水鍍)、燙金等等。
手工處理:對作出的樣品進行打磨、裝配,把零件組成一個成品。
噴油(spray paint):按客戶的要求噴上顏色,我們公司是無塵噴油房,油也是最好的。
絲印(silk-screen):在手板樣品上印字或圖案。
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雷雕(laser engrave):為了透光,會在一件透明件上噴兩層油漆,打掉一層,露出一層。
電鍍(plating):為了產品更醒目,涂上烙銀的產品色,樣件必須非常的光滑且沒有雜質,然后浸泡在藥水中(有水鍍和真空鍍),外發。水鍍特點:不易刮花,不易掉色,不亮,需要的材料耐高溫。真空鍍很亮,且易刮花、掉色。
氧化(anodizing)(陽極處理):使鋁的表面發生氧化反應,形成一層膜,不易刮花,不易腐蝕。
拉絲:在鋁的表面拉出一條條細痕,質感更好。
高光(high-light effect):在樣品上用高速CNC加工一圈,露出鋁的本色。
燙金:在產品的部分細節貼上金或銀的產品顏色。(此工藝現在已很少用)
過UV:在樣品的表面上噴一層透明油,用紫外光烤干,產品更亮,且不易刮花。
泥雕(carved mud):針對玩具公仔類,外觀都不是規則的,用機器無法加工出來的,所以用一塊油泥手工雕刻出。
浮雕(relief):在一塊板上鋪一層油泥,然后雕出所需形狀??雌饋砹Ⅲw感很強,就像一個實物。
車床(lathe):加工一些小零件。
銑床(milling machine):銑CNC無法加工到或是需要修改的樣件。
噴砂(sandblasting):電腦鑼出來的樣件上面有很多殘留的塑膠,人工處理起來很麻煩。特別是孔多,或是多扣位的地方,處理起來特別浪費時間,所以用噴砂機把樣件上面的殘留塑膠打掉。
噴砂機
打磨(polishing):機器鑼出來的東西是很粗糙的,所以要用砂紙進行磨光。
清角(corner clearing):樣件有很多地方要求的是直角,但機器無法鑼出直角的(因為銑刀是圓的)需要人工把直角清出。
烤漆(baking paint):是一種比較特殊的漆。經過烘烤后才能干的漆,比如:橡膠油。
熏PC(PC smoked):PC樣件經過打磨拋光以后,但還不能像PMMA那樣透明,所以要用一種化學原料熏這塊PC樣件,達到透明的程度。
打火花:用火花機將鋁,鐵,鋼材能導電的五金按客戶的要求形狀打火花。一般是用來加工難度比較高工件,如:內腔等難于利用CNC加工的工件。

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