Лучшим примером реализации технологии являются 3D-принтеры. Они осуществляют послойное нанесение композита, формируя заданную деталь. Устройства получили широкое распространение, незаменимы при прототипировании и экспериментальной деятельности.
Рис. 1 Пример детали, полученной посредством аддитивных технологий
Промышленные аддитивные технологии различаются рабочей средой и спецификой применяемых материалов. С их помощью изготавливаются детали распределительных механизмов, кузовные элементы машин, формы для пищевого производства и прочие продукты.
Производственные процессы в рамках аддитивных технологий
Использование аддитивных технологий в промышленности расширяет возможности предприятия, позволяет выйти на качественно новый уровень. Процесс по созданию готовых изделий приобретает следующий вид.
| Тип процедуры | Описание | Схематическое изображение |
| Подготовка модели | Посредством систем автоматического проектирования инженер подготавливает изометрическую модель. Для этого используется отечественное и зарубежное ПО (Компас 3D, Автокад, Solidworks и т.д.) |
|
| Создание STL-файла | Модель конвертируется в формат, «понятный» оборудованию. В рамках аддитивного машиностроения используются файлы STL. |
|
| Деление на слои | Аппаратная операция. Оборудование, формирующее заготовку, разделяет модель на слои. Размерность последних зависит от возможностей техники. |
|
| Формирование детали | Изготовление компонента путем послойного нанесения материала. Действие выполняется в специальной камере. Продолжительность операции зависит от габаритов детали и производительности оборудования. |
|
| Финишная обработка | Наряду с машинами для аддитивного производства используется вспомогательная техника. Она осуществляет полировку поверхности, устраняет микронеровности и прочие дефекты. |
|
| Приемка | Готовое изделие проходит контроль качества. При отсутствии претензий деталь передается в сборочный цех. |
|
Применение аддитивных технологий в машиностроении способствует решению следующих задач.
- Подготовка деталей для аэродинамических испытаний. Подбор оптимальных решений с минимальными усилиями.
- Изготовление компонентов со сложной геометрией и скрытыми полостями.
- Создание мастер-моделей для литьевого производства.
- Изготовление пресс-форм для полимерных материалов.
- Подготовка функциональных компонентов для существующих узлов с целью их последующей модернизации.
Интеграция аддитивного производства в машиностроение расширяет возможности дизайнеров. Технология позволяет создавать уникальные элементы, не изготавливаемые стандартными средствами производства.
Рис. 2 Выпуск пластиковых форм посредством аддитивных технологий
Перечень применяемых технологий
В промышленности используется множество аддитивных машин. Устройства работают с пластиком и металлом, подготавливают компоненты различной сложности и назначения. Ниже представлены актуальные технологии, встречающиеся в современном производстве.
FDM
Технология Fused deposition modeling базируется на использовании полимерных нитей. Это простой и доступный способ изометрической печати. Он позволяет получать детали с заданными характеристиками на базе составов ABS и их аналогов.
Рис. 3 Изделия, выполненные посредством технологии FDM
SLM
В рамках Selective laser melting используется металлический порошок для аддитивных технологий. Процедура предполагает лазерное сплавление состава. На затвердевшую поверхность наносится новый слой расплавленного порошка, после чего операция повторяется.
Рис. 4 Детали, полученные посредством SLM
Металлические аддитивные технологии упрощают создание деталей с большим числом отверстий, внутренних полостей и сложных проемов. Точность исполнения изделий выше, чем при литейном и прокатном производстве.
SLS
Посредством Selective laser sintering происходит селективное спекание полимерных порошков. Основным материалом для аддитивной технологии является смесь полимеров. Состав отличается прекрасной адгезией, формирует прочные и долговечные детали.
Рис. 5 Детали, изготовленные при помощи SLS
Технология характеризуется высокой точностью, позволяет создавать габаритные изделия заданной конфигурации.
SLA
Технология построена на принципах лазерной стереолитографии. В роли основного материала выступает жидкий фотополимерный композит. Он затвердевает под воздействием лазера, образуя прочное статичное соединение.
Рис. 6 Печать посредством технологии LSA
Заготовки, полученные посредством Stereolithography, отличаются высокой точностью. Их нередко используют при сборке экспериментальных образцов.
Аддитивные технологии в прототипировании
Технологии аддитивного производства в машиностроении нередко связаны с изготовлением прототипов. Изделия не обладают высокой прочностью, предназначены для демонстрации возможностей продукта. В данном направлении используется три инженерных решения: MJM, PolyJet и CJP.
MJM
Технология многослойного моделирования на базе восковых и фотополимерных материалов. Действия выполняются с высокой скоростью, что особенно важно при исследовательской работе.
Рис. 7 Особенности технологии MJM
PolyJet
Получение заготовок из фотополимера. Последний представлен жидкой средой, твердеющей под воздействием УФ-излучения.
Рис. 8 Детали, полученные в рамках технологии PolyJet
CJP
Технология аддитивного производства, связанная с использованием клеящих веществ. Материал последовательно распределяется по порошковому гипсу. Это приводит к его быстрому затвердеванию, способствует созданию надежного основания для последующих слоев.
Рис. 9 Сборка на базе элементов, полученных посредством CJP
Специфика технологии CJP допускает добавление красителей. С их помощью создаются наглядные модели, демонстрирующие принципиальное устройство узлов.
Преимущества аддитивных технологий
Аддитивные производственные технологии обладают множеством преимуществ.
- Высокое качество деталей. Компоненты на базе 3D-моделей формируются послойно. Это минимизирует остаточные напряжения, расширяет область применения изделий. Качественный SLM-компонент превосходит отливки и продукцию, полученную методом механической обработки.
- Снижение издержек. Цифровые технологии аддитивного производства минимизируют количество отходов. Они не сопровождаются появлением стружки, обрезков и т.д. Предприятие рационально использует сырье, сокращает расходы на обслуживающий персонал и сервисные операции.
- Расширение номенклатуры. Аддитивное производство является наиболее гибким. Его возможности не ограничены функционалом станков или умениями мастера. Предприятие изготавливает любые изделия, быстро меняя их номенклатуру.
- Реализация индивидуальных проектов. Специфика материалов аддитивного производства исключает организацию многоуровневых техпроцессов. Предприятие может принимать разовые заказы, не опасаясь перерасхода средств и непредвиденных сложностей.
- Работа с деталями любой конфигурации. Методы аддитивного производства имеют минимум ограничений. С их помощью создаются сложные компоненты с множеством нестандартных элементов. Подготовить подобную продукцию в условиях классического производства не представляется возможным.
- Мобильность. Информация о заготовках передается в рамках изометрических моделей. Это исключает доставку габаритных образцов, большого количества чертежей и прочие неудобства.
Выбор в пользу аддитивных технологий способствует интенсивному развитию промышленности, позволяет реализовывать прорывные решения с наименьшими издержками.
Рис. 10 Преимущество аддитивных технологий
Использование классических способов обработки
При всех преимуществах аддитивного оборудования не стоит забывать о классическом инструменте. Его использование целесообразно в ряде случаев.
- Изготовление простых деталей посредством базовых операций.
- Организация крупносерийного производства с минимальными изменениями в техпроцессе.
- Устранение незначительных недостатков моделей, полученных аддитивным способом.
- Местная доработка прототипа по результатам испытаний: формирование дополнительных отверстий, удаление отдельных элементов, уменьшение толщины стенок и т.д.
При всех преимуществах аддитивного оборудования не стоит забывать о классическом инструменте. Его использование целесообразно в ряде случаев.
Приобрести качественный металлорежущий инструмент поможет компания «РИНКОМ». Мы предлагаем токарные резцы, метчики, плашки, сверла, фрезы и прочую продукцию. Изделия отвечают требованиям отраслевых нормативов, подходят для производств любого уровня оснащенности.
Содействие в подборе инструмента оказывают штатные менеджеры. Они информируют об особенностях изделий, рекомендуют продукцию с учетом потребностей покупателя.
Для ознакомления с полным перечнем товаров посетите наш каталог.
