В конце 80-х годов XX века компания 3D Systems стала пионером в области трехмерной печати, создав первую коммерческую стереолитографическую машину SLA в 1986 году. Изначально эта технология использовалась преимущественно в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, связанных с оборонной промышленностью. Первые лазерные машины – от стереолитографических (SLA) до порошковых (SLS) – были чрезвычайно дорогими, а выбор материалов был ограничен.
Однако широкое распространение цифровых технологий в проектировании (CAD), моделировании и расчетах (CAE) и механообработке (CAM) способствовало взрывному развитию технологий трехмерной печати. Сегодня очень сложно найти область производства, где не были бы использованы 3D-принтеры хотя бы в какой-то степени. Они стали неотъемлемой частью производства и стимулируют инновационные изменения в различных отраслях.
Цифровые 3D-технологии раскрыли удивительный мир возможностей для воплощения сложных пространственных форм, объектов и инженерных конструкций. Эти технологии предлагают экономическую эффективность, основанную на своей уникальности, минимизации отходов и значительном снижении себестоимости в серийном и массовом производстве. Однако, они также являются испытанием для интеллектуального уровня науки, образования, профессиональных навыков трудовых ресурсов и развития промышленности.
Когда-то эти технологии были известны как "технологии быстрого прототипирования", но со временем этот термин устарел и перестал полностью отражать истинную сущность этих инноваций. Сегодня с помощью методов "быстрого прототипирования" создаются полноценные коммерческие продукты. Имплантаты и эндопротезы, инструменты и литейные формы, детали самолетов и спутников - все это уже далеко не прототипы.
Аддитивные технологии, являются общим понятием для различных методов, которые основываются на создании изделий путем последовательного добавления материала по цифровой модели (или CAD-модели). Процесс изготовления осуществляется пошагово, слой за слоем, при формировании слоя материала и его фиксации в соответствии с конфигурацией сечения CAD-модели. Каждый последующий слой соединяется с предыдущим. Таким образом, изделие получается путем постепенного наращивания слоев материала. Это позволяет реализовать даже самые сложные идеи и создавать уникальные объекты.
При послойном синтезе материала происходит построение с охлаждением в инертной газовой среде, с захватом молекул газа окружающей среды и возникновением дефектов. Модельные материалы могут быть различными: жидкими, сыпучими, листовыми, нитями или проволокой. Использование AF-технологий позволяет осуществить все этапы проекта в единой технологической цепи, без необходимости традиционных бумажных чертежей. Все операции выполняются в цифровой CAD/CAM/CAE системе, обеспечивая более эффективный и безбумажный процесс изготовления.
Аддитивные технологии позволяют автоматически преобразовывать электронные CAD-проекты в реальные твердотельные формы с помощью цифровых фабрикаторов, известных как фабберы. История развития этих технологий насчитывает несколько столетий, начиная с использования их для копирования медальонов в XVIII веке.
удущее аддитивного производства обещает быть захватывающим и инновационным. Эта технология имеет потенциал изменить способ, которым мы производим и потребляем товары. Вот несколько возможных аспектов будущего аддитивного производства:
1. Персонализация: Аддитивное производство позволяет создавать уникальные изделия, специально адаптированные к индивидуальным потребностям и предпочтениям каждого человека. Будущее может принести возможность заказывать и получать персонализированные продукты, от одежды и обуви до медицинских имплантатов и деталей для автомобилей.
2. Устойчивость и экологичность: Технология позволяет изготавливать предметы только с теми материалами, которые действительно необходимы, что уменьшает потребление и отходы. Кроме того, есть возможность сократить необходимость в транспортировке товаров, что способствует снижению выбросов углерода и экологическому благополучию.
3. Децентрализация производства: Люди смогут создавать товары на месте, в своих собственных домах или местных предприятиях, минуя сложные цепочки поставок и долгие сроки доставки. Это может способствовать развитию местных экономик, уменьшить зависимость от импорта и повысить гибкость в производстве.
4. Инновации и дизайн: Благодаря свободе формирования и сложности, которую предлагает 3D-печать, дизайнеры и инженеры могут создавать совершенно новые продукты с уникальными функциональными и эстетическими характеристиками. Будущее аддитивного производства может вдохновить развитие новых материалов, процессов и решений, которые улучшат нашу жизнь.
Все эти аспекты указывают на то, что аддитивные технологии имеют потенциал стать одной из ключевых технологий будущего, которая изменит нашу экономику, способ производства и способность удовлетворять индивидуальные потребности людей.
Материал взят из учебного пособия "АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ".
Читайте также:
<<Инновационные материалы<<