Новая методика получения объектов: от игрушек и отдельных деталей до полноценных зданий – вошла в жизнь людей и стремительно набирает обороты применимости. Любой объект даже самой сложной формы можно создать с нуля, разработав 3D модель.
Аддитивные технологии (АТ) – процесс послойного выращивания объекта. Самый распространённый пример — 3D-печать. Такое название технология получила из-за методики: объект создаётся путём добавления (additive (англ.) – добавление) материала, а не удаления объема материала.
Как это работает
1. Разработка 3D-модели
Первым шагом нужно создать виртуальную копию будущего объекта. Специализированные программы учитывают геометрию напряжений, т.е. выполняется конструкторский расчет.
2. Подготовка файла (слайсинг)
Далее происходит перевод 3D-модели в «инструкцию» для принтера. На этом этапе создается программа печати: разбиение на слои, оптимизация скорость и траектория печати. А также ПО могут оптимизировать геометрию под 3D-печать (например, делают полости для экономии материала).
3. Печать
Для печати необходимо заранее выбрать технологию и материалы для работы. Они выбираются в зависимости от задачи и цели создания объекта.
4. Постобработка
Необходимо избавиться от погрешностей печати: убрать потеки, снять напряжения или покрыть защитным материалом, если это необходимо.
5. Контроль качества изделия
Как и любые технологии, аддитивное производство также требует контроля. Это важно для обеспечения надежности изделий в эксплуатации.
Где уже применяется
• Промышленность. Здесь АТ уже широко применимы для создания прототипов, комплектующих, запасных деталей, оснастки. Этот метод позволяет производителю удешевить продукцию.
• Медицина. Основным применением является изготовление имплантов и протезов, но многие ученые уже борются за разработку живых тканей и органов на основе живых клеток.
• Строительство. То, что еще недавно казалось фантастикой, сегодня стало реальностью: аддитивные технологии позволили перейти от экспериментальной печати отдельных стеновых конструкций к полномасштабному возведению зданий.
Поворотным моментом стал 2014 год, когда китайские инженеры из WinSun совершили технологический прорыв, продемонстрировав миру создание пятиэтажного здания с применением аддитивных технологий.
• Бытовые вещи. С этого этапа начинали многие инженеры нового поколения: создание моделей героев различных игр или фильмов, печать органайзеров для канцтоваров, необычных фигур или головоломок, элементов интерьера и ландшафта и тд.
• Пищевая промышленность. От создания композиций из шоколада до синтетических бургеров.
Преимущества аддитивных технологий
Конечно, такая технология получила большую популярность не только из-за широкого спектра применимости в различных отраслях. 3D-печать отвечает главным запросам современного мира:
• Быстрота изготовления. Аддитивные технологии позволяют изготовить объект за несколько часов, традиционные методы могут занимать до двух месяцев.
• Снижение отходов производства. Благодаря особенности процесса послойного выращивания
• Производство без уязвимых мест. 3D–печать позволяет отказаться от сварных швов. В итоге АТ упрощает производственные этапы, сокращает время цикла работы над одним продуктом.
• Энергоэффективность. Создание объектов с помощью АТ позволяет сэкономить значительное количество электроэнергии в сравнении с промышленным оборудованием при мелкосерийном производстве.
• Консолидация сборки. Метод позволяет создавать различные продукты на одном предприятии без потребности построения новых цехов и производств, что не только оптимизирует время-затраты на согласование результата, но и помогает быстро вносить коррективы в проекты опытных образцов, при условии, что вы берете на себя весь ряд работ от разработки цифровой модели до печати.
Аддитивные технологии трансформируют и упрощают всю цепочку создания продукции – от проектирования до логистики, требуя пересмотра традиционных инженерных подходов. Это современный подход к производству, позволяющий экономить время и материал, гибко подстраиваться под нужды различных производств.