Поскольку Индустрия 4.0 продолжает подрывать традиционное производство, все больше отраслей начинают использовать преимущества ее применения. Аддитивное производство является одной из таких технологий, и хотя оно было впервые разработано несколько десятилетий назад, оно лишь недавно стало неотъемлемой частью производственных процессов многих компаний.
Но что это такое?
Проще говоря, аддитивное производство — это противоположность субтрактивному или традиционному производству. В этой статье мы ответим на некоторые распространенные вопросы об аддитивном производстве, в том числе о том, действительно ли оно отличается от 3D-печати.
В чем разница между аддитивным и субтрактивным производством?
Традиционные методы производства обычно носят субтрактивный характер и начинаются с блока сырья. Это означает, что деталь создается путем вырезания большего блока вручную или на станке с ЧПУ. Субтрактивные методы используются для обработки самых разных материалов в сотнях применений: от промышленных металлических деталей до потребительских товаров из пластика.
С другой стороны, аддитивное производство обычно начинается с пустого лотка для сборки. Для создания детали последовательно добавляются и сплавляются слои материала. Большинство технологий аддитивного производства используют программное обеспечение для 3D-моделирования или САПР для хранения исходных данных — это включает в себя все, от базовой формы до информации о цвете и текстуре. Поскольку большая часть обработки — от нарезки слоев до подготовки к печати — автоматизирована, аддитивное производство выполняется значительно быстрее, чем обработка с ЧПУ. Вот почему вы можете увидеть, что термины «аддитивное производство» и «быстрое прототипирование» используются как синонимы.
Аддитивное производство и 3D-печать — это одно и то же?
Почти, но не совсем.
Аддитивное производство описывает метод производства. 3D-печать — это название конкретного процесса, который подпадает под действие аддитивного производства или AM. Многие ресурсы используют эти термины совершенно взаимозаменяемо, и это потому, что в настоящее время одним из наиболее широко используемых процессов AM является 3D-печать. Обычно в промышленных и крупномасштабных приложениях используется термин AM, а в приложениях, требующих реализма или мелкомасштабного производства, используется 3D-печать.
Существуют ли другие процессы аддитивного производства?
Да! Терминология может сбивать с толку, поскольку многие процессы AM также характеризуются как 3D-печать. Однако все эти процессы отличаются друг от друга по ключевым параметрам:
- Powder Bed Fusion начинается с рабочей платформы и очень тонкого слоя порошкообразного материала. Лазер плавит материал, придавая ему форму по мере добавления новых слоев порошка. Этот процесс работает с широким спектром материалов, включая металлы, пластики и нейлоны.
- Листовое ламинирование заключается в укладке листов материала, такого как бумага, пластик или металл, и их склеивании вместе с помощью тепла, давления или клея.
- 3D-печать охватывает огромное разнообразие методов, включая процессы экструзии материалов, стереолитография и селективное лазерное спекание. В процессах 3D-печати часто используются такие полимеры, как термопласты и жидкие смолы, но некоторые работают с металлами и даже керамикой.
Каковы потенциальные преимущества аддитивного производства?
Одним из первых применений AM было быстрое прототипирование, поскольку такие процессы, как 3D-печать, позволяют быстро и экономично выполнять итерации проектирования на ранних этапах производственного процесса.
Аддитивное производство также обеспечивает высокую степень свободы проектирования. Когда дизайнеры не ограничены формами или предварительно вырезанными блоками материала, они могут создавать сложные и полностью индивидуальные детали изнутри наружу.
Какие отрасли могут получить выгоду?
Нет жестких ограничений для отраслей, которые получают выгоду от аддитивного производства, но эта технология меняет производство в нескольких ключевых областях.
Автомобильная промышленность
С помощью AM можно недорого и быстро создать десятки прототипов на ранней стадии, идеально подходящих для проверки конструкции и даже функциональных испытаний на транспортных средствах. Полностью настраиваемое производство обеспечивает более эффективные инновации, помогая компаниям опережать конкурентов.
Аэрокосмическая промышленность
AM позволяет производителям заменять тяжелые металлические детали легкими, но прочными пластиковыми деталями, что означает более легкие самолеты и меньшее потребление топлива. Это также позволяет изготавливать детали с внутренней структурой, адаптированной для оптимизации распределения веса.
Потребительские товары
Некоторые процессы AM приносят пользу при проектировании и разработке продукции. Быстрое прототипирование позволяет ускорить проверку конструкции и быстрее вывести продукцию на рынок. Процессы струйной обработки материалов, позволяют компаниям создавать высококачественные модели собственными силами, экономя время, деньги и предотвращая кражу интеллектуальной собственности.