Szybkie prototypowanie, szybkie oprzyrządowanie i inżynieria odwrotna: Od modeli biologicznych do biodrukarek 3D

Oryginalny tytuł:

Rapid Prototyping, Rapid Tooling and Reverse Engineering: From Biological Models to 3D Bioprinters

Zawartość książki:

Niniejsza książka przedstawia rolę technik szybkiego prototypowania w fazie rozwoju produktu. Zajmuje się koncepcją, pochodzeniem i cyklem roboczym procesów szybkiego prototypowania z naciskiem na aplikacje. Oprócz opracowania zastosowań inżynieryjnych i nieinżynieryjnych, podkreśla najnowsze zastosowania, takie jak modele biomedyczne do planowania chirurgicznego, modele molekularne, modele architektoniczne, modele rzeźbione, modele psychoanalityczne. Szczególny nacisk położono na technikę generowania ludzkich narządów z żywych komórek/tkanek tego samego człowieka o nazwie 3D BIO PRINTERS. Ponieważ techniki szybkiego prototypowania są przeznaczone do produktów dostosowanych do indywidualnych potrzeb, a nie do masowej produkcji, w książce omówiono również masową produkcję szybkich prototypów. Obejmuje to odlewanie i szybkie oprzyrządowanie. Książka kończy się inżynierią odwrotną i rolą, jaką odgrywają w niej techniki szybkiego prototypowania. Wraz z globalizacją rynku i postępem w nauce i technologii, żywotność produktów znacznie się skróciła. W celu wczesnej realizacji produktów i krótkiego okresu rozwoju, inżynierowie i naukowcy stale współpracują w celu uzyskania coraz bardziej wydajnych i skutecznych rozwiązań. Najskuteczniejszym zidentyfikowanym rozwiązaniem było wykorzystanie komputerów zarówno w projektowaniu, jak i produkcji. Dało to początek nomenklaturom CAD (Computer Aided Designing) i CAM (Computer Aided Manufacturing).

Była to inicjacja, która zapewniła krótki okres rozwoju i realizacji produktu. Naukowcy ukuli tę koncepcję jako Rapid Prototyping. W przeciwieństwie do prototypowania, szybkie prototypowanie to grupa technik wykorzystywanych do szybkiego wytwarzania modelu w skali fizycznej części lub zespołu przy użyciu trójwymiarowych danych wspomaganych komputerowo (CAD). Konstrukcja części lub zespołu jest zwykle wykonywana przy użyciu technologii druku 3D lub "wytwarzania warstw addytywnych lub subtraktywnych". Pierwsze metody szybkiego prototypowania stały się dostępne pod koniec lat 80. i były wykorzystywane do produkcji modeli i części prototypowych. Obecnie są one wykorzystywane w szerokim zakresie zastosowań i służą do produkcji części o jakości produkcyjnej w stosunkowo niewielkich ilościach, jeśli jest to pożądane, bez typowej niekorzystnej ekonomii krótkoterminowej. Ta ekonomia zachęciła biura usług online do wczesnej realizacji produktu lub fizycznych produktów do rzeczywistego testowania. Oczekuje się, że ta książka będzie zawierać siedem rozdziałów. Rozdział 1 wyjaśnia cykl życia produktu i fazę rozwoju produktu w tym samym, wprowadzając rolę technik szybkiego prototypowania w fazie rozwoju produktu. Rozdział 2 dotyczy koncepcji, pochodzenia i cyklu roboczego procesów szybkiego prototypowania. Rozdział 3 koncentruje się na zastosowaniach technologii szybkiego prototypowania.

Oprócz opracowania zastosowań inżynieryjnych i nieinżynieryjnych, opracowano również najnowsze zastosowania, takie jak modele biomedyczne do planowania chirurgicznego, modele molekularne, modele architektoniczne, modele rzeźbione, modele psychoanalityczne itp. Rozdział 4 przedstawia różne systemy szybkiego prototypowania dostępne na całym świecie. Rozdział ten wprowadza również technikę generowania ludzkich narządów z żywych komórek/tkanek tego samego człowieka o nazwie 3D BIO PRINTERS, zapewniając tym samym niski współczynnik odrzucenia przez organizm ludzki. Ponieważ techniki szybkiego prototypowania są przeznaczone do produktów dostosowanych do indywidualnych potrzeb, a nie do masowej produkcji, w rozdziale 5 omówiono masową produkcję szybko prototypowanych produktów. Obejmuje to odlewanie i szybkie oprzyrządowanie. Rozdział 6 dotyczy inżynierii odwrotnej i roli, jaką odgrywają w niej techniki szybkiego prototypowania. Ponieważ realizacja produktu zależy przede wszystkim od różnego oprogramowania, które należy zrozumieć dla lepszej dokładności, w ostatnim rozdziale książki, tj. w rozdziale 7, wyjaśniono niektóre programy związane z różnymi technikami.