Ни для кого не секрет, что в настоящее время бум на аддитивные технологии. Интернет просто наполнен заголовками о быстром прототипировании, печати персональных наушников или зубных протезов. Можно найти сотни статей о покупке или самодельном изготовлении 3D-принтеров. Тем не менее, применимость 3D-печати в более серьезных отраслях машиностроения вызывает серьезные сомнения по определенным причинам:
1. Качество и точность полученной детали оставляют желать лучшего. После распечатывания методом лазерного спекания (При данном методе слой за слоем засыпают металлический порошок, а затем сплавляют нужные области) деталь больше напоминает некоторый размытый макет того, что должно было окончательно получиться.
2. Необходимость подпорок для нависающих частей резко ухудшает деталь в месте соединения с подпоркой. При печати детали те элементы, под которыми ничего нет будут провисать при отсутствии подпорок. В ходе застывания детали, конечно же, данные подпорки прилипают к основному металлу и, отламывая их, мы получаем не самую качественную деталь;
3. Прочность полученной детали оставляет желать лучшего. Дело в том, что лазер сплавляет металл достаточно быстро, после чего переходит к следующей области. Как известно, при нагревании материал расширяется, а при охлаждении- сужается. Так что же получается, если одна область детали распирает, а другая стягивает на себя материал? Ответ прост- поры и трещины. Полученные при помощи 3D-печати детали являются самыми неравномерными по качеству слоя среди остальных металлических деталей.
Даже этих трех причин уже достаточно, чтобы понять, что аддитивные технологии не совсем подходят для машиностроения. А нюансов еще сотни, тысячи! И тем не менее, мы все чаще слышим- «Китайцы напечатали машину на 3D-принтере», «3D-технологии скоро сделают заводы ненужными». На самом деле это не так. Если аддитивные технологии и заменят стандартные методы обработки резанием на станках, то еще очень и очень не скоро. На самом же деле все статьи об изготовлении машиностроительных изделий при помощи печати на данный момент – громкое слово. Фактически, сейчас и правда промышленные 3d принтеры печатают некоторые детали, но, это, как правило не детали первой важности, которые обеспечивают работу машины, а просто некоторые эстетические элементы, например, корпус машины, или же фары, панели управления. И то, даже после печати, необходимо шлифование или полировка деталей для придания им товарного вида.
Совместное будущее аддитивных и классических технологий
Настоящее будущее лежит за комбинированными технологиями, в которых на одном агрегате обеспечена и печать и обработка детали. Таким образом, пропадают основные недостатки печати, заключающиеся в неравномерности свойств, а также плохой поверхности заготовки. На одном станке будет осуществляться постепенное «выращивание заготовки», тогда как режущая часть агрегата сможет, например, поддерживать нависающие элементы, или сразу же срезать грубую поверхность детали.
Таким образом, человечество максимально приблизится к технологиям фантастических фильмов, где из хитроумного устройства, буквально из порошка, создается сложная, но при этом точная и прочная конструкция. Разработки в данном направлении уже ведутся, например, у фирмы «DMG Mori», в станке которых предусмотрена лазерная головка для лазерного наплавления металла, после чего прямо на месте, не снимая со станка, заготовку обрабатывают до окончательного состояния. С учетом того, что изделия становятся все более персональными за такой гибкостью в производстве, лежит будущее машиностроения.