Аддитивная технология производства: что это и где применяется?

В данной статье мы узнаем, что такое аддитивные технологии, где применяются и в чем они лучше, чем некоторые традиционные способы создания деталей. Посмотрим, когда появился первый принтер для создания трёхмерных моделей и сколько этапов проходит производственный процесс. Расскажем, в каких отраслях применяют аддитивные технологии.

Что такое аддитивные технологии?

Аддитивные технологии применяются для создания трехмерных объектов, что такое лазерная сварка металлов ее технологии плюсы и минусы, мы уже знаем, достигается такой эффект за счет послойного добавления различных материалов, в настоящее время это может быть пластик, бетон, металл, а те, кто занимается развитие этих технологий мечтают о возможности добавлять и человеческую ткань. Для создания таких элементов используют специальные 3D принтеры. Сейчас они пользуются высоким спросом, с их помощью даже создают запасные части для автомобилей, которые очень сложно достать или стоимость которых очень высокая.

На самом деле, существует несколько направлений аддитивных технологий. Первое – изготовление деталей, которые потом будут использоваться как шаблоны для создания готовых изделий, можно назвать их формой. Аддитивными методами производят и пресс-формы, они незаменимы для литья и формовки. Прямое цифровое производство –это еще одно направление данных технологий, здесь в результате получают готовое изделие. Впервые о создании 3D моделей начали говорить в конце 20 века, ведь в 1983 году был изобретен первый принтер. Он был еще самый простейший и с его помощью напечатали обычный пластиковый стакан.

В настоящее время многие принтеры, как и первый, продолжают работать на принципах послойного наложения материалов при помощи ультрафиолетового излучения. По значимости такое изобретение сравнили с конвейерной линией, на которой собирают автомобили Форд. Методов изготовления трехмерный моделей сейчас появляется все больше, но создавать мини прессы для макулатуры из таких деталей пока не получается. Первая была лазерная стереолитография, самым простым в настоящее время является метод послойного наплавления. Самый распространенный метод для работы с металлами – селективное лазерное плавление.

Этапы создания изделия с помощью аддитивных технологий

Этапов создания изделий с помощью аддитивных технологий не много. На первом этапе создается эскиз будущего изделия. На втором этапе необходимо создание уменьшенной копии изделия, для этого лучше использовать дешевые материалы, например, пластик. На третьем этапе происходит основная печать изделия, копия нужна была для проверки. Скорость печали детали зависит от скорости принтера, но, как правило, этот процесс занимает насколько часов. Среди аддитивных технологий можно выделить струйные с нанесение связующего.

Разработан принцип только в начале 90-хх годов 20 века. Здесь, при помощи связующего вещества, которое наносится на порошковый слой создаются поперечные сечения изделия слой от слоя. При использовании аддитивных технологий существенный положительный момент – это использование только необходимого количества материалов, отходов при правильном эскизе просто не будет. Управление происходит с помощью компьютера, не человека. В памяти у машины сохраняется модель, в трехмерном изображении, будущей детали.

Еще важный элемент принтера – устройство, которые подает материал, его движение происходит по траекториям, которые заданы компьютером. Многие считают, что полученная деталь не требует никакой механической обработки и сравнивают методику создания деталей с литьем, прокатом, штамповкой или резкой. После того, как этот способ только открыли в данное направление потекли деньги инвесторов. Такие технологии стали легко справляться с производством ажурных деталей, которые сложно создать при помощи литья или штамповки.

Преимущества аддитивных технологий и их отличие от традиционного производства

Существует ряд преимуществ аддитивных технологий и их отличие от традиционного производства, так это скорость и точность готовых изделий, как при раскрое деталей из металла про способы и нормы процесса, мы уже говорили. Для того чтобы традиционными способами сделать деталь сложной конфигурации может понадобиться несколько месяцев, принтер может справиться с поставленной задачей за несколько часов. Кроме этого, не потребуется дополнительная механическая обработка.

Второе преимущество заключается в том, что отходов у такого производства практически нет. Оборудование использует ровно такое количество материала, которое необходимо для создания модели. Положительный момент и в том, что при создании металлической детали с ошибкой можно опять вернуть ее в состояние порошка и запустить в процесс снова. При использовании традиционных технологий металлообработки так исправить ошибки не получится, поэтому материал придется просто выбросить.

Трехмерные изделия, которые выпускаются на принтерах отличаются не только высокой точностью размеров, сложными формами, но тем, что на них отсутствуют швы и стыки, что делает их уникальными. Даже при использовании популярных сварки и штамповки это не получится. Именно поэтому такие детали нашли свое применение в сложных производствах, таких как космическая и авиационная промышленность.

Применение аддитивных технологий

Применение аддитивных технологий широко применяется в различных отраслях. В машиностроении одним из первопроходцев стал завод BMW, в настоящее время в Мюнхене существует целое производство, которые выпускает элементы шасси, для автомобилей, которые уже давно сняли с производства. В настоящее время многие автомобильные концерны выпускаю автомобили, которые частично или полностью созданы из трехмерных элементов. Аддитивные детали на столько точные и качественные, что заказы на них стали поступать от крупнейших авиастроительных компаний, в то числе Боинга.

Для медицины принтеры создают сердечные клапаны, протезы челюстей, элементы слуховых аппаратов. Была даже попытка, пока одна, напечатать целый орган, это, кстати, был мочевой пузырь. В строительстве технология набирает все большую популярность, с ее помощью могут создавать даже небольшие дома. А в Дубае уже напечатали целое здание. В быту такие технологии использовать тоже можно, для это существуют специальные домашние маленькие принтеры, для пластика, который потом можно переработать в прессах для пленки ПВХ на них можно создавать свои игрушки, бижутерию, предметы быта.