Что можно отнести к группе аддитивных технологий

Аддитивные технологии в действии

Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий

Сегодня аддитивные технологии активно применяются на различных производствах по всему миру. Одним из главных российских драйверов внедрения промышленной 3D-печати является Ростех и входящая в его состав Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК).

О преимуществах аддитивного производства, инновационных методах промышленной 3D-печати и о том как «вырастить» двигатель при помощи лазера – в нашем материале.

Аддитивные технологии: основа промышленной революции

Аддитивное производство (Additive Manufacturing) – это создание изделий, основанное на поэтапном добавлении материала на основу в виде плоской платформы или осевой заготовки. В самом термине «аддитивность» (от лат. additivus – прибавляемый) заложен основной принцип этого процесса. Такой способ изготовления также называют «выращиванием» из-за послойного создания изделия.

Таким образом, суть аддитивного производства – в сложении, а не вычитании. Если при традиционном производстве вначале имеется заготовка, от которой потом отсекается все лишнее, то в случае с аддитивными технологиями новое изделие создается из ничего, а точнее, из расходного материала. Например, в домашних 3D-принтерах – это специальная пластмассовая проволока. Но, как известно, из пластика можно печатать только не слишком прочные детали и предметы. Относительно недавно в 3D-сфере началась новая эра – печать из металлических материалов. Именно данная технология аддитивного производства является основой происходящей сейчас промышленной революции.

Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий

В чем же преимущество и революционность этой новой идеи? Наиболее, пожалуй, важное достоинство аддитивных технологий заключается в том, что компьютерные модели деталей можно мгновенно передавать по сети на производственную площадку в любую точку мира. Таким образом, меняется сам привычный уклад производства – 3D-принтер не только добавляет производству мобильности, но и может заменить огромное количество оборудования на обычном заводе.

Среди других ключевых преимуществ – это снижение числа комплектующих частей создаваемых деталей. Например, изготовление обычным методом топливной форсунки для реактивного двигателя требует около 20 разных запчастей, которых нужно соединить с помощью сварки. Применение же 3D-печати позволяет создавать форсунку намного быстрее из специального материала.

Отсюда следует еще один важный момент – экономия исходного сырья и минимизация отходов. Аддитивные технологии позволяют в производстве использовать ровно столько материала, сколько требуется для конкретной детали. При традиционных способах изготовления потери сырья могут составлять до 85%.

Благодаря этому снижается и вес готовой детали, что особенно актуально для авиационной промышленности. Производители авиадвигателей уже научились создавать аддитивным способом различные кронштейны и втулки, которые при сохранении всех прочностных характеристик на 40-50% легче своих «традиционных» аналогов.

Еще одна сильная сторона аддитивного производства – штучное изготовление изделия любой формы. Этим объясняется особый интерес к аддитивным технологиям медицины и авиационно-космической промышленности – отраслей, которые довольно часто требуют мелкосерийного производства. Например, Boeing уже произвел методом аддитивных технологий более 20 тыс. деталей для военных и гражданских самолетов компании.

ОДК: драйвер внедрения аддитивных технологий

В России один из главных драйверов внедрения аддитивных технологий – Ростех и входящая в его состав Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК). Ростех начал внедрение аддитивных технологий при производстве перспективных российских газотурбинных двигателей, которые будут сертифицированы в 2025 – 2030 годах. Детали, изготовленные этим методом, будут составлять до 20% общей массы двигателя. Внедрение 3D-печати позволит в три раза снизить время и в два раза сократить стоимость изготовления серийных деталей.

Для этого Госкорпорация создала единый Центр аддитивных технологий на базе рыбинского «ОДК-Сатурн». Здесь разработан и апробирован процесс изготовления деталей селективным сплавлением, начиная от разработки 3D-модели, заканчивая функциональной деталью. Сотни различных опытных деталей, изготовленных селективным плавлением из кобальтового, титанового сплавов, нержавеющей стали, уже успешно прошли стендовые испытания в составе двигателей.

Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий

Создание высокотехнологичного Центра аддитивных технологий (ЦАТ) ведется и на другом предприятии ОДК – Московском машиностроительном предприятии имени В.В. Чернышева. Организаторами ЦАТ являются холдинги авиационного кластера Ростеха: помимо ОДК, это «Вертолеты России», КРЭТ и «Технодинамика». Причем клиентами Центра могут стать не только предприятия Госкорпорации, но и другие промышленные организации. Заказчики смогут получить полный спектр услуг: от разработки конструкции до серийного производства и сертификации продукции. Здесь создается целый конструкторско-технологический комплекс, который включит в себя лабораторию металлургических исследований и конструкторское бюро.

В первую очередь в ЦАТ осваиваются две базовых технологии: селективное послойное сплавление лазером металлического порошка и прямое лазерное выращивание.

Лазерное выращивание

Лазерные технологии для печати металлом на сегодняшний день являются наиболее быстро развивающимся методом аддитивного производства. Как упоминалось выше, их можно разделить на две группы: селективное лазерное плавление и прямое лазерное выращивание.

Селективное лазерное плавление (SLS) – технология изготовления сложных по форме и структуре изделий из металлических порошков. Сначала формируется равномерный слой порошка на подложке, а затем происходит плавление порошка при помощи мощного лазерного излучения.

Данная технология 3D-печати металлом способна с успехом заменить классические производственные процессы. К примеру, на пермском моторном заводе «Авиадвигатель» (входит в ОДК) технологию селективного лазерного спекания впервые применили еще в 2010 году для изготовления литых деталей из титановых, никелевых, кобальт-хромовых порошков.

«Сейчас конструкторы разрабатывают детали, геометрию которых традиционными методами – точением или литьем – выполнить крайне сложно или вообще технически невозможно,– а на «выращивание» одной детали, к примеру, завихрителя, кронштейна, гребенки, уходит от 6 до 40 часов», – комментирует начальник отдела разработки перспективных технологий ремонта завода «Авиадвигатель» Александр Ермолаев.

Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий

Второй вид лазерной технологии аддитивного производства настолько новый, что пока не имеет устоявшегося названия: «прямое лазерное выращивание» (DMLS) или «гетерофазная лазерная порошковая металлургия». Суть его заключается в том, что металлический порошок подается через специальное сопло непосредственно в ту же область, куда подводится лазерный луч, образуя локальную ванну жидкого расплава. Этот процесс можно образно сравнить с работой струйного принтера для бумаги.

Технология дает возможность подачи нескольких видов металлических порошков в зону выращивания. Таким образом можно создавать изделия с градиентными свойствами, например, одна часть детали может быть коррозионностойкой, а другая – жаростойкой.

Прямое лазерное выращивание позволяет значительно увеличить производительность производства. Например, корпус камеры сгорания для небольшого газотурбинного двигателя можно вырастить с нуля за три часа. Для сравнения – при использовании традиционных технологий на это уходит около двух недель. При этом результаты конструирования видны моментально, и вносить в них изменения можно сразу же. Благодаря этому в десятки раз ускоряется процесс проектирования и создания новой техники.

Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий

Данная технология уже нашла свое применение в различных наукоемких отраслях промышленности, в числе которых и двигателестроение. Номенклатура деталей, которые изготавливаются с помощью установки прямого лазерного выращивания, широкая – от гребных винтов до небольших фрагментов современных и перспективных двигателей.

Недавно ОДК ввела в эксплуатацию самую большую в России установку прямого лазерного выращивания из порошковых металлических материалов. Этот 3D-принтер крупногабаритных деталей для промышленных газотурбинных двигателей позволяет производить изделия размером до 2,5 метров в диаметре. К 2021 году на базе ПАО «Кузнецов» данным методом планируется изготавливать более 50 элементов для современных газотурбинных двигателей.

Электронно-лучевая плавка

Электронно-лучевая плавка (EBM) является еще одной технологией аддитивного производства. Этот метод, по сути, практически не отличается от SLS/DMLS печати металлом. Единственное отличие заключается в том, что вместо лазерного луча плавление осуществляется при помощи электроимпульсов.

Технология печати методом электронно-лучевой плавки металлических порошков позволяет изготавливать детали практически любой сложности, даже совсем миниатюрные изделия размером 0,2-0,4 мм. Такой 3D-принтер сможет «напечатать» практически все: от лопаток турбин авиадвигателей до ювелирных изделий.

Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий

В мировой практике промышленные электронно-лучевые 3D-принтеры часто используют для производства остеоимплантов – искусственных имплантов костей. Для их построения используют сплавы титана и нержавеющей стали. В отличие от лазерных 3D-принтеров, электронно-лучевые принтеры могут использовать металлические порошки более крупной фракции, например 75-120 мкм. Шероховатая поверхность вовсе не страшна остеоимпланту и даже может обеспечить лучшую сращиваемость в организме. При этом более крупные фракции металлических порошков дешевле по стоимости, и, как следствие, удешевляется процесс производства.

Еще одно преимущество электронно-лучевой плавки – это возможность получать готовые изделия без необходимости дополнительной термообработки в вакуумных печах, как при печати по технологии SLM. Сама печать происходит при высокой температуре в камере. В результате полного локального расплавления порошка детали обладают очень высокой плотностью, сравнимой с технологией литья.

Первый российский электронно-лучевой 3D-принтер для печати металлическими порошками сейчас разрабатывает холдинг «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех. Первый полнофункциональный образец будет произведен в конце 2020 года.

События, связанные с этим

«Вечные двигатели» и их создатели. Павел Соловьев

«Вечные двигатели» и их создатели. Николай Кузнецов

Источник

Аддитивные технологии. Что это?

Аддитивные технологии наращивают темпы внедрения в нашу жизнь. Все чаще можно увидеть предметы, в производстве которых использовались аддитивные технологии. В этой статье Вы узнаете что это, зачем это нужно и где это применяется.

Аддитивные технологии — это технологии наращивания и синтеза объектов. То есть это технологии, помогающие создать любую форму, используя порошок из металла.

Технология была разработана в 1990 году. Начальным развитием технологии является быстрое создание прототипов для оценки эргономических и эстетических особенностей будущей серийной модели. Несмотря на то, что технологии уже 30 лет, популярность она начала набирать в последние 10 лет.

Аддитивные технологии включают в себя множество методов с разными целями применения.

Говоря простым языком, это наращивание одного материала на другой посредством послойного наплавления лазером через сопло подачи порошка в порошковой камере. Говоря еще проще, это 3D-печать металлическим порошком.

Во-первых, это бесконечные возможности. То есть можно нарастить деталь любой формы. Например, создать деталь с огромным количеством конформных или интегрированных каналов для охлаждения в изготовлении пресс-форм или теплоотвода в двигателях внутреннего сгорания. Также напечатанные детали получаются легче на 60%, чем вырезанные классическим способом аналогичные детали. Это особенно важно в аэрокосмической и медицинской отраслях.

Во-вторых, это экономия на материалах. Наращивание металлическим порошком намного дешевле, нежели классическая обработка цельного куска металла.

В-третьих, это сокращение времени на разработку, потому что функциональные прототипы могут быть изготовлены буквально за день. Стоит отметить, что материалы можно использовать те же, что и при серийном производстве.

Основной принцип этого метода — послойное нанесение материала на уже существующую базу. Особенностью данного принципа является одновременное наплавление комбинации разных материалов посредством лазера. Говоря проще, лазер плавит металлический порошок образуя дорожки. Множество дорожек образуют сплошной слой.

1. Создание детали с нуля. Последовательное наплавление дорожек друг на друга для создания сплошной структуры.

2. Нанесение материалов на существующие. После изготовления детали необходимо нанести антикоррозийный или износостойкий слой на поверхность детали. При помощи лазерной сварки наплавлением данный слой будет наиболее долговечным, нежели традиционное напыление.

3. Ремонт деталей. Зачастую дорогостоящая деталь ломается по той или иной причине. Разработка и вытачивание детали с нуля долго и дорого, а деталь нужна здесь и сейчас. Благодаря возможности наплавления слоя на уже существующую деталь (в нашем случае на поврежденную), отремонтировать деталь можно быстро и недорого.

4. Создание трубчатых структур. Наплавление производится слоями, тем самым можно нарастить трубчатую изогнутую структуру любой формы. Металлические, легкие и изогнутые трубки пользуются огромным спросом в аэрокосмической отрасли, где все зависит от веса и прочности каждого элемента конструкции.

5. Комбинация материалов и создание градиентных. Исходя из технологии, через 2 сопла подается 2 металлических порошка, которые плавятся под действием лазера. Это редкая возможность комбинировать 2 металла для создания детали, которая будет обладать преимуществами каждой из них.

Разберем пример создания коленного импланта. Для начала фрезеруется деталь-платформа для коленного импланта (она гладкая и глянцевая на детали). Это занимает ровно 12 минут на 1 деталь. После чего на эту платформу наращивается основная часть импланта. За 9 часов можно нарастить 9 имплантов.

Таким образом, за 9 часов и 12 минут будут готовы импланты, которые вернут людям возможность ходить. Кстати, верхний коленный имплант (над красным кругом) также был напечатан на станке, однако фрезерная обработка была совершена после печати, а не до в сравнении с нижним коленным имплантом.

Аддитивное производство активно применяется в авиакосмической отрасли, потому что можно создавать легкие компоненты необычных форм, с возможностью комбинации материалов для улучшений свойств, таких как теплопроводность и прочность деталей. Для получения идеальной детали необходимо применять иную обработку. В галерее Вы можете увидеть поэтапное создание корпуса турбины для авиастроения.

Подытожим. Аддитивное производство развивается стремительными темпами, дополняя традиционное создание деталей, а местами даже заменяя его. Уже в ближайшем будущем найдутся решения, которые обратят недостатки наращивания деталей в преимущество, и тогда уже можно будет говорить о полноценной замене традиционной фрезерной и токарной обработке.

На сегодняшний день мы имеем следующие общие преимущества и недостатки, связанные с аддитивными технологиями.

1. Создание объекта всего за одну процедуру печати.

2. Возможность создания объектов, которые невозможно сделать при традиционной обработке. Например, полые изнутри объекты, часто применяемые в изготовлении протезов.

3. Построение объектов любой сложности, с минимальными временными затратами на приготовление процесса из-за отсутствия необходимости в разработке технологического процесса.

4. Построение объекта, элементы которого сделаны с использованием разных материалов.

1. Из-за особенности наращивания деталей в структуре могут быть мелкие поры, которые недопустимы для хранения некоторых жидкостей, например, гелия.

2. По сравнению с цельным куском металла, который был обработан точением и сверлением, наращенный металлический порошок имеет сравнительно меньшую прочность из-за своей структуры.

3. Дорогостоящие расходные материалы. При наращивания используется большое количество металлического порошка, а также инертных газов.

4. При быстрой печати возможны неточности в производстве, которые в последствии необходимо устранять традиционной обработкой.

5. Деталь имеет множество лишних структур, нужные в качестве поддержки. Решается эта проблема при помощи фрезерного/токарного станка или ручной обработкой. Некоторые станкостроительные компании предлагают гибридные станки, сочетающие в себе аддитивные и фрезерные технологии.

Спасибо специалистам из DMG MORI за консультации по теме аддитивных технологий.

Офигенно, спасибо! Очень интересно.
А можно следующую статью про выращивание монокристаллов? Насколько я понимаю, там как раз получается добиться максимальной жесткости структуры. Смотрел видео про историю металлообработки и там в конце рассказывали как выращивать форсунки авиационных турбореактивных двигателей.
Аддитивные технологии на молекулярном уровне сулят фантастическими прорывами в технологиях.

А как такие изделия в плане сопромата?

сложная тема простыми словами- то, что надо!

Источник

Аддитивные технологии и аддитивное производство

Применение новых технологий – главный тренд последних лет в любой сфере промышленного производства. Каждое предприятие в России и мире стремится создавать более дешевую, но при этом надежную и качественную продукцию, используя самые совершенные методы и материалы. Использование аддитивных технологий – один из ярчайших примеров того, как новые разработки и оборудование могут существенно улучшать традиционное производство.

Технология «трехмерной печати» появилась в конце 80-х годов прошлого века. Пионером в этой области является компания 3D Systems (США), которая разработала первую коммерческую стереолитографическую машину – SLA – Stereolithography Apparatus (1986). До середины 90-х годов она использовалась главным образом в научно-исследовательской и опытно-конструкторской деятельности, связанной с оборонной промышленностью. Первые лазерные машины – сначала стереолитографические (SLA-машины), затем порошковые (SLS-машины) – были чрезмерно дороги, а выбор модельных материалов весьма скромный. Широкое распространение цифровых технологий в области проектирования (CAD), моделирования и расчетов (CAE) и механообработки (CAM) стимулировало взрывной характер развития технологий 3D-печати, и в настоящее время крайне сложно указать область материального производства, где в той или иной степени не использовались бы 3D-принтеры.

1. Что такое аддитивные технологии?

Аддитивные технологии производства позволяют изготавливать любое изделие послойно на основе компьютерной 3D-модели. Такой процесс создания объекта также называют «выращиванием» из-за постепенности изготовления. Если при традиционном производстве на начальном этапе мы имеем заготовку, от которой отсекаем все лишнее, либо деформируем ее, то в случае с аддитивными технологиями из аморфного расходного материала высращивается новое изделие. В зависимости от технологии объект может строиться снизу вверх или наоборот – получать различные свойства. Общая схема последовательности этапов аддитивного производства представлена на рисунке 1.

Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий

Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий

Рис. 1. Схема последовательности этапов аддитивного производства

Первые аддитивные системы производства работали главным образом с полимерными материалами. Сегодня 3D-принтеры, олицетворяющие аддитивное производство, способны работать не только с ними, но и с инженерными пластиками, композитными порошками, различными типами металлов, керамикой, песком. Аддитивные технологии активно используются в машиностроении, промышленности, науке, образовании, проектировании, медицине, литейном производстве и многих других сферах.

2. Преимущества аддитивных технологий

Улучшенные свойства готовой продукции. Благодаря послойному построению изделия обладают уникальным набором свойств. Например, металлические детали, созданные на 3D-принтере, по своему механическому поведению, плотности, остаточному напряжению и другим свойствам превосходят аналоги, полученные с помощью литья или механической обработки.

Снижение себестоимости. Аддитивные технологии используют практически то количество материала, которое нужно для производства изделия, тогда как при традиционных способах изготовления потери сырья могут составлять до 80–85 %. Применение аддитивных технологий позволяет значительно сократить сроки проектирования и изготовления детали (изделия).

Возможность изготовления изделий со сложной геометрией. Оборудование для аддитивных технологий позволяет производить предметы, которые невозможно получить другим способом. Например, деталь внутри детали. Или очень сложные системы охлаждения на основе сетчатых конструкций (этого не получить ни литьем, ни штамповкой).

Мобильность производства и ускорение обмена данными. Больше никаких чертежей, замеров и громоздких образцов. В основе аддитивных технологий лежит компьютерная модель будущего изделия, которую можно передать в считанные минуты на другой конец мира и сразу начать производство.

3. Классификация аддитивных технологий и материалов

Первая классификация аддитивных технологических методов производства деталей была приведена в стандарте ASTM F2792.1549323-1 (США), в значительной степени она устарела за последние двадцать лет в связи с бурным развитием технологического оборудования. В 2015 г. приказом Росстандарта создан технический комитет «Аддитивные технологии» для разработки терминов, определений и стандартов, относящихся к ним.

Разработка классификации аддитивных технологий с учетом разнообразия применяемых методов, материалов и оборудования является достаточно сложной задачей. В международном сообществе, так же, как и в России, устоявшейся классификации аддитивных технологий пока не принято.

Приведенная классификация построена на оснований мнений различных авторов и является условной.

По принципу формирования детали (нанесения слоя) следует выделить два направления развития аддитивных технологий.

Первое направление. Формирование детали происходит путем объединения материала, распределенного на рабочей поверхности платформы технологического оборудования (Bed deposition) (рис. 2). После окончания процесса изготовления остается некоторый объём материала, который может использоваться для формирования следующей детали. Процессы объединения материала, распределенного на платформе, заложены в основу различных видов технологического оборудования для производства деталей методами аддитивных технологий:

Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий

Рис. 2. Схема получения детали путем объединения материала, распределенного на рабочей поверхности

Второе направление – формирование деталей путем прямого осаждения материала (Direct Deposition). В этом случае изделие формируется послойно непосредственно из разогретого до необходимой температуры

материала, поступающего на рабочую платформу из специального распределяющего устройства (рис. 3). На принципе прямого осаждения материала построены следующие виды технологического оборудования для производства деталей методами аддитивных технологий:

Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий

Рис. 3. Схема формирования детали путем прямого осаждения материала

По методу фиксации слоя выделяют три способа: фотополимеризация, сплавление (спекание), склеивание (рис. 4).

Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий

Рис. 4. Классификация аддитивных технологий по способу фиксации слоя: а – фотополимеризация (свет); б – сплавление (тепло); в – склеивание (связующее)

Фотополимеризация. По данному методу выделяют несколько технологий получения изделия.

Стереолитография (SLA-технология). Принтеры, работающие по данному принципу, имеют платформу, которую погружают в бак с жидким фотополимером. Лазер проходит по поверхности, в результате чего слой фотополимера затвердевает. Затем платформа опускается на глубину одного слоя и процесс повторяется до тех пор, пока объект полностью не построится. Материал, использующийся в SLA-технологиях, – фотополимерная смола.

Технология PolyJet. Нанесение материала происходит с помощью струйных головок. Жидкий фотополимер отвердевает под действием светового излучения. После окончания нанесения всего слоя зону печати подвергают мощному ультрафиолетовому излучению для полного отвердевания материала, после чего наносится следующий слой.

Для примера, с помощью современных 3D-принтеров Object 350 в данной технологии могут применяться до семи различных фотополимеров, которые отличаются физическими свойствами.

Сплавление (спекание). В качестве примера можно рассмотреть селективное лазерное спекание (SLS-технологии). В принтерах, работающих по такой технологии, сначала формируется слой материала, после чего происходит выборочное спекание порошка лазером, связывая частички порошка в соответствии с текущим сечением исходной модели. В качестве исходного материала SLS-технологии используются полимерные и керамические порошки и термопластики. Так как плавление материала происходит выборочно по заданной траектории, то достоинством этой технологии является возможность одновременного производства нескольких деталей, что приводит к повышенной производительности всего аддитивного процесса.

По типу применяемые материалы различаются:

По состоянию на сегодняшний день, согласно стандарту ASTM F2792.1549323-1 (США), можно выделить следующие технологии аддитивного производства:

FDM (Fused deposition modeling) – послойное построение изделия из расплавленной пластиковой нити. Это самый распространенный способ 3D-печати в мире, на основе которого работают миллионы 3D-принтеров – от самых дешевых до промышленных систем трехмерной печати. FDM-принтеры работают с различными типами пластиков, самым популярным и доступным из которых является ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол). Изделия из пластика (рис. 5) отличаются высокой прочностью, гибкостью, прекрасно подходят для тестирования продукции, прототипирования, а также для изготовления готовых к эксплуатации объектов. Крупнейшим в мире производителем пластиковых 3D-принтеров является американская компания Stratasys.

Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологийЧто можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий

Рис. 5. Изделия, полученные из расплавленной пластиковой нити

SLM (Selective laser melting) – селективное лазерное сплавление металлических порошков. Самый распространенный метод 3D-печати металлом. С помощью этой технологии можно быстро изготавливать сложные по геометрии металлические изделия (рис. 6), которые по своим качествам превосходят литейное и прокатное производство. Основные производители систем SLM-печати – немецкие компании SLM Solutions и Realizer.

Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологийЧто можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий

Рис. 6. Изделия, полученные селективным лазерным сплавлением металлических порошков

SLS (Selective laser sintering) – селективное лазерное спекание полимерных порошков. С помощью этой технологии можно получать большие изделия (рис. 7) с различными физическими свойствами (повышенная прочность, гибкость, термостойкость и др). Крупнейшим производителем SLS-принтеров является американский концерн 3D-Systems.

SLA (сокращенно от Stereolithography) – лазерная стереолитография, отверждение жидкого фотополимерного материала под действием лазера. Эта технология аддитивного цифрового производства ориентирована на изготовление высокоточных изделий с различными свойствами. Крупнейшим производителем SLA-принтеров является американский концерн 3D Systems.

В отдельную категорию стоит вынести технологии быстрого прототипирования. Это способы 3D-печати, предназначенные для получения образцов для визуальной оценки, тестирования или мастер-моделей для создания литейных форм.

Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологийЧто можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Смотреть картинку Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Картинка про Что можно отнести к группе аддитивных технологий. Фото Что можно отнести к группе аддитивных технологий

Рис. 7. Изделия, полученные селективным лазерным спеканием полимерных порошков

MJM (Multi-jet Modeling) – многоструйное моделирование с помощью фотополимерного или воскового материала. Эта технология позволяет изготавливать выжигаемые или выплавляемые мастер-модели для литья, а также – прототипы различной продукции. Используется в 3D-принтерах серии ProJet компании 3D Systems.

PolyJet – отверждение жидкого фотополимера под воздействием ультрафиолетового излучения. Используется в линейке 3D-принтеров Objet американской компании Stratasys. Технология используется для получения прототипов и мастер-моделей с гладкими поверхностями.

CJP (Color jet printing) – послойное распределение клеящего вещества по порошковому гипсовому материалу. Технология 3D-печати гипсом используется в 3D-принтерах серии ProJet×60 (ранее называлась ZPrinter). На сегодняшний день – это единственная промышленная технология полноцветной 3D-печати. С ее помощью изготавливают яркие красочные прототипы продукции для тестирования и презентаций, а также различные сувениры, архитектурные макеты.

4. Аддитивные технологии в России

Отечественные предприятия с каждым годом все более активно используют системы 3D-печати в производственных и научных целях. Оборудование для аддитивного производства, грамотно встроенное в производственную цепочку, позволяет не только сократить издержки и сэкономить время, но и начать выполнять более сложные задачи.

Сегодня в России существует множество компаний, оказывающих услуги по прототипированию, однако в основном это небольшие предприятия, обладающие одним-двумя недорогими 3D-принтерами, способными выращивать несложные детали. Связано это с тем, что высокотехнологичное оборудование, способное обеспечить высокое качество изделий, стоит дорого и требует для работы и обслуживания квалифицированного, специально обученного персонала.

Компания Globatek.3D с 2010 года занимается поставкой в Россию новейших систем 3D-печати и 3D-сканирования. Специалисты GLobatek.3D помогают профессионалам из различных областей подобрать 3D-оборудование, которое будет максимально эффективно решать задачи, стоящие перед предприятием. Оборудование работает в крупнейших университетах (МГТУ им. Баумана, МИФИ, МИСИС, Приволжском, СГАУ и др.) и промышленных предприятиях, учреждениях ВПК и аэрокосмической отрасли.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *