.png)
Аддитивные технологии
Что такое аддитивные технологии
Аддитивные технологии (англ. Additive Manufacturing) — технологии послойного наращивания и синтеза объектов. Также распространено наименование 3D-печать) — группы технологических методов производства изделий и прототипов, основанная на поэтапном формировании изделия путём добавлении материала на основу (платформу или заготовку).
Аддитивные технологии являются своего рода противоположностью традиционных методов изготовления изделий. При традиционном изготовлении изделий материал удаляется с заготовки до получения готового изделия, такие технологии ещё называют субстрактивными (от англ. substractive - вычитающий).
Стандарт РФ ГОСТ Р 57558-2017 определяет аддитивное производство (АП - аддитивный технологический процесс) (additive manufacturing) как процесс изготовления деталей, который основан на создании физического объекта по электронной геометрической модели путем добавления материала, как правило, слой за слоем, в отличие от вычитающего (субтрактивного) производства (механической обработки) и традиционного формообразующего производства (литья, штамповки).
ASTM (American Society for Testing and Materials) рекомендованы два основных термина – Additive Manufacturing (AM), Additive Fabrication (AF), а также равнозначные по смыслу – Additive Processes, Additive Techniques, Additive Layer Manufacturing, Layer Manufacturing и Freeform Fabrication. Все они могут быть переведены как «аддитивные технологии», их также можно называть технологиями послойного синтеза.
В интернет-сообществе, популярной научно-технической литературе и разговорной речи профессионалов можно встретить понятия: «выращивание», «3D-печать», «3D-принтер» или «3D-принтинг» и другие схожие термины. Эти термины не регламентированы ASTM или ГОСТ, но активно применяются ввиду их доступности и понятности для широкой аудитории.
Заготовки и материалы, применяемые для аддитивных технологий
Как таковой исходной заготовки для большинства технологий аддитивного производства не применяется, т.к процесс формирования изделия происходит из исходного материала в виде порошка, филамента, смолы или других вариантов, в зависимости от конкретной применяемой технологии, путем послойного формирования изделия слой за слоем на подложке. При этом, стоит отметить, что часть технологий аддитивного производства может применяться для восстановления и ремонта изделий, в таком случае заготовкой будет являться восстанавливаемое изделие и материал, который используется для наплавки, например, металлический порошок.
В качестве материалов, применяемых для аддитивного производства, используют различные полимерные и металлические материалы. В зависимости от применяемой технологии они могут быть в жидком, порошкообразном, прутковом или пленочном формате.
Основным преимуществом производства изделий аддитивными методами является возможность получить изделие практически любой формы. Конструктор - инженер, который проектирует изделие, не ограничен в возможностях обработки этого изделия и может спроектировать его с такой геометрией, которая наилучшим образом обеспечит выполнение служебного назначения изделия. Причем, на современном этапе развития технологий ему в этом могут активно помогать машинные алгоритмы. Конструктор может произвести топологическую оптимизацию изделия, при которой система автоматизированного проектирования создает геометрию изделия, оптимально воспринимающую заданную инженером нагрузку, с условием выполнения заданных ограничений. Создание такой геометрии традиционными способами проектирования, без применения машинных алгоритмов невозможно, как невозможно и производство таких изделий традиционными субстрактивными методами, поэтому важно именно комплексное применение как технологии производства, так и технологии проектирования изделия, что позволяет получить оптимальный результат.
Также важным преимуществом аддитивных технологий является возможность изготовить изделие в кратчайшие сроки, минуя традиционную технологическую подготовку производства. Коэффициент использования материала, являющийся одним из важных экономических показателей, также выше при применении аддитивных технологий.
При всех перечисленных преимуществах аддитивные технологии имеют и свои недостатки, например, довольно высокую стоимость оборудования и сложность процессов печати, особенно металлами.