Аддитивное производство: принцип и виды технологий

Содержание:

  1. Что собой представляют 3-аддитивные технологии
  2. Виды аддитивных технологий
  3. Преимущества АП

Технологический процесс постоянно движется вперед, и с каждым годом цифровые технологии совершенствуются. Это дает возможность внедрять всевозможные новшества в различные сферы человеческой жизни. Ярким примером является аддитивный процесс (АП), ставший одним из наиболее передовых и широко востребованный по всему миру. С его помощью можно послойно создавать абсолютно любые изделия на основе 3D-модели. Такая технология позволяет изготавливать детали сложной формы, которые невозможно получить методом литья или путем механической обработки.

Что собой представляют 3-аддитивные технологии

Кратко этапы принципов аддитивной технологии можно представить следующим образом:

  1. С помощью компьютерной программы создается эскиз будущего изделия.

  2. Файл передается на оборудование, происходит чтение данных.

  3. Стартует послойная укладка материала.

  4. Объект материализуется в трех измерениях.

Важную роль в аддитивном производстве играет этап 3D-моделирования. Специалисты проводят анализ существующих деталей или конструкций, а также дорабатывают их так, чтобы они полностью соответствовали требованиям АП: уменьшают вес, количество элементов в сборке и т. п. Затем подбирается материал, подходящая технология и методы завершающей обработки, которые позволят получить качественное и эстетичное изделие. После этого 3D-модель подготавливается к производству с учетом требований, которые предъявляются к выбранной технологии, после чего запускается процесс ее изготовления.

Виды аддитивных технологий

Методы 3D-производства разделяются на несколько видов в зависимости от используемого материала и технологии его формирования в готовое изделие. Для создания металлических деталей используют послойное расплавление и порошковую плавку; исходный материал находится в форме порошка. Также совсем недавно появилась инновационная DMD-технология. Рассмотрим их все более подробно.

Технология послойного расплавления

Аддитивные системы состоят из рабочей платформы, резервуара для материала, а также механизма формирования и выравнивания слоя. Толщина последнего может варьироваться в пределах 20–100 мкм. Когда слой сформирован, луч с высокой плотностью энергии плавит порошок по заданному контуру, оставляя нетронутыми остальные части. Изготовление металлических изделий таким методом получило название «SLM-технология» – лазерное плавление порошка по CAD-моделям с использованием иттербиевого лазера.

Порошковая наплавка

Хотя для изготовления деталей используется такой же порошок, как и в предыдущем случае, этот метод аддитивных технологий имеет некоторые отличия. Материал подается через специальное сопло и расплавляется под лазерным излучением на поверхности изготавливаемой детали. Наплавка характеризуется повышенной точностью, с ее помощью можно производить изделия толщиной от 0,1 мм до нескольких сантиметров. Она может использоваться как для изготовления новых металлических элементов, так и для реставрации поврежденных.

Прямое нанесение металла по технологии DMD

Эта аддитивная лазерная технология перевела процессы металлообработки и изготовления металлической продукции в абсолютно новое русло. Она сочетает пять направлений: лазерное воздействие, CAD, CAM, сенсоры и порошковую металлургию. Компьютер управляет форсунками и оптикой, которые перемещают лазерный луч по траекториям движения инструмента, заданным в соответствии с заранее подготовленной 3D-моделью. Лазер фокусируется на заготовке, а порошок через форсунку выбрасывается в зону расплава. Луч двигается в соответствии со схемой, послойно наращивая металлическое изделие.

Преимущества АП

Аддитивные технологии в производстве металлических изделий вывели процессы на новый уровень. Они имеют множество важных преимуществ:

  • объединяют несколько деталей в одно целое – использование 3D-печати позволяет уменьшить количество элементов в готовой единице за счет проектирования единого сложного компонента;

  • снижают расходы – изделия изготавливаются напрямую без применения оснастки;

  • дают возможность производить детали сложной формы – к примеру, в них можно создавать внутренние каналы для охлаждения или скрытые элементы, изготавливать тонкие стенки или мелкую сетку;

  • легко интегрируются – АП можно интегрировать в имеющиеся технологические процессы для их усовершенствования и уменьшения количества выполняемых операций.

Еще одно преимущество аддитивного производства заключается в отсутствии ограничений, которые свойственны обычным технологиям удаления припуска и литья.

За счет многочисленных достоинств АП нашло применение в различных сферах: авиакосмической индустрии, машино- и автомобилестроении, нефтегазовой отрасли, электронике, медицине, пищевой промышленности, конструкторских бюро, научных и учебных центрах и пр.

Наш производственно-внедренческий центр «Лазеры и Технологии» предлагает услуги по аддитивному производству металлических изделий методом SLM-технологии 3D-печати. Мы располагаем современным оборудованием, которое позволяет изготавливать любые объемы продукции в максимально сжатые сроки без потери качества.