Недавно Ваш покорный слуга побывал на международной конференции в сфере аддитивного производства, и сейчас я поделюсь с вами опытом и впечатлениями.
Конференция прошла дистанционно из-за вируса; для предоставления специалистами технологий разработана программа, где полностью был смоделирован производственный цех, дополненный интерактивными возможностями, видео и изображениями.
Для начала стоит прояснить, что же такое аддитивные технологии производства, и почему в настоящий момент они являются прорывными в в данной сфере. Есть ряд положительных особенностей данных технологий:
► Для производства детали или компонента будет истрачено ровно столько материала, сколько необходимо для его создания. То есть в отличии от традиционных методов производств, например фрезерования, сверления и т.д. данный тип производства не имеет отходов материала (стружки, опилки, шлак и др.). Отсюда вытекает отсутствие необходимости в утилизации или переработке отходов, и большая экономическая выгода, а главное падение уровня выбросов в атмосферу. По заявлению специалистов это позволяет снизить расходы на материал на 65%;
► Данная технология производства высокоточная, и позволяет произвести продукт любой сложности. Это позволяет использовать данный метод для производства сложных высокоточных систем в сфере биоинженерии;
► По сравнению с традиционными технологиями значительно сокращается время на проектировку изделия, её изготовления в больших партиях, ремонт повредившихся изделий и их модификация (за счёт унифицирования деталей и возможности наплавления на повреждённую деталь новых слоёв).
Самый простой пример оборудования, работающего по аддитивной технологии — это 3d-принтер.
Конечно, на встрече были представлены не только обычные 3d-принтеры в нашем понимании, а некоторое множество направления технологий:
1) Во-первых это сами принтеры, работающие на основе экструзии материала. Принцип таков, что у нас есть головка так называемого экструдера, которая имеет возможность с определённой точностью на основе файла кода перемещаться по декартовым координатам (оси x, y, z) или по системе «дельта» (Δ1, Δ2, Δ3) (в зависимости от конструкции принтера). При этом перемещении совершается экструзия, т.е. выдавливание материала через головку. Формирование детали происходит послойно. Данные установки иногда дополнительно снабжаются «третьей рукой», действия которой так же контролируется программой. Она нужна для того, чтобы в момент 3d-печати «внедрить» дополнительную деталь в конструкцию изделия, если это необходимо.
Обратите внимание: Современные мобильные телефоны.
Это могут быть какие-либо метизы для соединений, либо специфические части, необходимые для функционирования данного сложного изделия;
2) Следующая немаловажная технология — селективное лазерное спекание порошков. Под порошками стоит понимать некоторые химические соединения металлов, которые под действием лазерного излучения переходят в состояние монолитного твёрдого вещества из данного металла. Этот порошок помещается в рабочее пространство, где так же послойно обрабатывается лазером посредством отражающего зеркала. Для лучшего эффекта производство происходит в области избыточного давления и повышенной температуры. По итогу получается изделие хорошего качества, а оставшийся порошок можно использовать повторно;
3) Фотополимеризация материалов — технология, схожая с предыдущей, но здесь в качестве рабочего материала выступают специально подготовленные растворы и жидкости — фотополимеры, которые обрабатываются световым излучением. Во время обработки происходит фазовый сдвиг фотополимеров из жидкого в твёрдое состояние, а на выходе получается изделие высокого качества. Оставшийся фотополимер так же можно использовать повторно.
4) И последняя на сегодня технология — селективное лазерное сплавление (не путать со спеканием). В данной технологии тоже используются порошки, но сам технологический процесс сильно отличается от методов, описанных в пункте 2. Здесь порошок, нагретый до определенной температуры наплавляется на готовое изделие при помощи лазера, но сам порошок находится не в статичном состоянии, а выходит из сопла. Данный метод чаще используется не для производства с нуля, а вместе с обрабатывающими резаками, лазерами и фрезерами для ремонта и модификации уже существующих единиц.
Таковы более распространенные аддитивные технологии, использующиеся на производстве. У каждой из них есть свои достоинства и недостатки по сравнению с другими, но в комплексе они предоставляют широкий спектр возможностей, а так же используемых материалов, начиная от полимеров и керамики, и заканчивая различными металлами и сплавами.
Конечно в настоящее время только начинается активное внедрение данных технологий. Данная сфера очень молода, и её определённо есть куда рости. А пока что данная технология находится в большой конкуренции с классическими методами производства изделий и деталей, хотя в тоже время на данный момент вместе эти методы находятся в симбиозе.
Следить за интересными разработками передовых производств, и развитием прорывных технологий и методов, Вы можете в нашем уютном сообществе АНДСТЕРА | ANDSTERA в любой удобной для вас социальной сети. Подписывайтесь и будьте вместе с наукой и искусством:
https://t.me/andstera
https://vk.com/andstera
https://www.instagram.com/andstera.unity
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Современные технологии в сфере аддитивного производства.