Традиционные литье и штамповка позволяют получить лишь самые простые детали. Опиловка, резка, фрезерование, токарная обработка, шлифование и сверление значительно расширили возможности. Эти методы «вычитания лишнего» (субтрактивные) не менялись на протяжении многих веков, поэтому инженеры и конструкторы привыкли еще при проектировании учитывать дополнительные процессы изготовления изделий. Молодая «аддитивная технология» вывела их производство на новый уровень. Давайте разберемся, какие возможности она открывает и как меняет подходы.
Прототипирование
Когда в 1980-х годах появилась 3D-печать, ее называли «быстрым прототипированием». По сей день аддитивные технологии активно используют для создания «пробных деталей». Теперь у инженеров больше свободы, возможностей для изобретательства и простора для риска: они пробуют разные формы и материалы, тестируют их, а по результатам быстро создают новые.
Помимо промышленности и инженерных сфер, прототипирование с помощью аддитивных технологий используют в медицине, ювелирном деле и дизайне.
Сложные формы
Конструкторы сегодня меньше зависят от способов изготовления того или иного изделия, что в свою очередь приводит как к сокращению количества составляющих деталей готового изделия, так и к сокращению материалов и времени на изготовление.
С помощью 3D-печати детали можно придать сложную форму не только снаружи, но и внутри. Например, сделать ее пористой или ячеистой. Во-первых, на нее уйдет меньше материала. Во-вторых, так она будет гораздо легче. Это особенно важно, когда речь идет о медицинских имплантатах.
Персонализация
Медики обратили внимание на возможности 3D-печати еще в 90-х. С тех пор аддитивные технологии прочно укрепились в сфере протезирования и имплантатов. Так в Центре аддитивных технологий Троицкого института инновационных и термоядерных исследований делают медицинские имплантаты из титана для челюстно-лицевой хирургии.
Печатают индивидуальные локтевые и коленные суставы, межпозвонковые кейджи, пластины для остеосинтеза, ортопедические и другие имплантаты. Разработки в сфере «печати» живыми тканями тоже ведутся в научном дивизионе Росатома. Специалисты говорят, что первые напечатанные трахеи и сосуды появятся к 2030 году.
Читайте подробнее об истории, материалах, направлениях и трудностях развития аддитивных технологий в материале «Напечатанное будущее: как аддитивные технологии меняют подход к разработке».
В рамках федерального проекта «Разработка новых материалов и технологий для перспективных энергетических систем» комплексной программы развития атомной науки, технологий и техники (КП РТТН) Росатом представил комплексный подход к созданию и применению аддитивных технологий в будущем. Планируется разработать и наладить выпуск принтеров для работы с полимерными композитными и керамическими материалами, линейку аддитивного оборудования для работы с металлическими порошковыми и проволочными, а также тугоплавкими материалами. В этой работе участвуют специалисты АО «НИИ НПО «ЛУЧ», АО «НИИграфит», АО «НПО «ЦНИИТМАШ» и ФГАОУ ВО СПбПУ и другие. Аддитивное оборудование Росатома отличается собственными лазерно-оптическими системами, электронно-лучевыми источниками, программно-аппаратной платформой. Это позволяет оптимизировать весь процесс производства.
Присоединяйтесь к команде научного блока Росатома, актуальные вакансии – на карьерном портале.
Подписывайтесь на канал и следите за новостями российской науки!