弹性体原型制作专业指南：快速、高性价比制造
原型制作是制造生命周期关键阶段，通常连接设计阶段结束与生产开始。该过程使设计师工程师能优化零件设计、收集反馈、获得利益相关者认可。
原型可多种方式创建。快速3D原型制作，用增材制造方法生产零件，因允许工程师生产前快速高性价比识别设计问题，成越来越流行的原型选择。这有助避免潜在昂贵耗时工装修改，提升产品质量，确保生产按预期时间线推进。
然而，某些零件应用和材料不适配3D原型制作。熔积建模（FDM）等工艺产出非各向同性零件，可能更脆弱、反应不同于生产弹性体零件，而其他增材法可能受成本或材料选项限制。
这给快速原型制作弹性体模塑、密封件及其他低硬度高弹性零件带来挑战，因柔性是期望材料特性。虽增材制造方法发展使工程师能打印橡胶或“弹性体”产品，技术仍有局限。但弹性体组件和原型可用传统制造方法有效制作。
生产弹性体原型的方法
压缩模塑和移模成型等工艺是生产垫圈、密封件、O型圈等橡胶零件的高效方法，但制造橡胶压缩模具设计所需工装价格高昂。弹性体零件原型两大最常用传统方法是聚氨酯铸造和模切。
聚氨酯铸造涉及围绕主模创建硅胶模具，主模具有所需最终零件精确几何。主模可CNC加工或3D打印，视应用几何复杂度而定。模具定型后可切开用于低批量制造主模高精度复制品。聚氨酯铸造显著优势：工艺允许比其他弹性体原型方法更多硬度和颜色。弹性体片材模切也常用于垫圈密封件。
CNC铣削是减材制造工艺，用旋转刀具快速高效从实心工件切削材料成型所需零件。此法也可创建橡胶设计，但有一主要设计限制：用任何精度切削弹性柔性材料极难。因此仅极高硬度橡胶可有效铣削。
聚氨酯铸造原型制作是创建软橡胶零件更高效方式。若原型必须铣削，工程师应考虑在铣刀上方加领圈防橡胶工件移动。橡胶工件也可液氮预冻增硬后再铣削。
3D打印橡胶原型主要优势是速度。CAD文件定稿后，零件常可<1天制造。但某些增材法有材料限制，意味着虽可能有效测试组件配合和形态，但常不适合功能测试。
材料限制因工艺而异。最早3D打印弹性体原型方法用选择性激光烧结（SLS）配弹性基材。SLS制作原型显示一定弹性，但仍表现相对刚性，反复弯曲后易断裂。这些零件也常有低分辨率表面光洁度。
PolyJet技术发展使工程师能从同一喷头打印多材料不同组合。这允许生产精准模拟橡胶各种性能的原型，含27-95肖氏硬度范围硬度。不幸的是，许多PolyJet材料缺乏真橡胶原型强度，虽一些新材料提供更可比强度功能性。
Carbon数字光合成（DLS）技术也可打印弹性体原型，优势之一是允许更大各向同性性能。此法在材料性能、硬度、颜色、零件复杂度、尺寸有局限，但可制造生产级橡胶原型。
高效原型制作橡胶零件
技术进步使快速经济原型制作弹性体零件容易得多，让所需材料规格决定制造商采用哪工艺是最大化效率关键。若原型意在概念验证或测试组件配合形态，3D打印提供的效率难以匹敌。反之，聚氨酯铸造材料限制少得多，常对功能测试更有用。
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