Аддитивные технологии и аддитивное производство
Применение новых технологий — главный тренд последних лет в любой сфере промышленного производства. Каждое предприятие в России и мире стремиться создавать более дешевую, надежную и качественную продукцию, использую самые совершенные методы и материалы. Использование аддитивных технологий — один из ярчайших примеров того, как новые разработки и оборудование могут существенно улучшать традиционное производство.
Что такое аддитивные технологии?
Аддитивные технологии (общее название всех технологий 3D-печати) позволяют изготавливать любое изделие послойно на основе компьютерной 3D-модели. Такой процесс создания объекта также называют «выращиванием» из-за постепенности его изготовления. Если при традиционном производстве все начинается с заготовки, от которой оптом отсекается лишнее, либо она подвергается деформации, в случае с аддитивными технологиями из ничего (а точнее, из аморфного расходного материала) выстраивается новое изделие. В зависимости от технологии, объект может строиться снизу-вверх или наоборот, а также приобретать различные свойства (прочность, гибкость, термостойкость и т.д.).
Общую схему аддитивного производства можно изобразить в виде следующей последовательности:
Что такое аддитивные технологии?
Аддитивные технологии (общее название всех технологий 3D-печати) позволяют изготавливать любое изделие послойно на основе компьютерной 3D-модели. Такой процесс создания объекта также называют «выращиванием» из-за постепенности его изготовления. Если при традиционном производстве все начинается с заготовки, от которой оптом отсекается лишнее, либо она подвергается деформации, в случае с аддитивными технологиями из ничего (а точнее, из аморфного расходного материала) выстраивается новое изделие. В зависимости от технологии, объект может строиться снизу-вверх или наоборот, а также приобретать различные свойства (прочность, гибкость, термостойкость и т.д.).
Общую схему аддитивного производства можно изобразить в виде следующей последовательности:
Первые аддитивные системы производства работали главным образом с полимерными материалами. Сегодня 3D-принтеры, олицетворяющие аддитивное производство, способны работать не только с ними, но и с инженерными пластиками, композитными порошками, различными типами металлов, керамикой, песком. Аддитивные технологии активно используются в машиностроении, промышленности, науке, образовании, проектировании, медицине, литейном производстве и многих других сферах.
Преимущества аддитивных технологий
-
Улучшенные свойства готовой продукции. Благодаря послойному построению, изделия обладают уникальным набором свойств. Например, детали, созданные на металлическом 3D-принтере по своему механическому поведению, плотности, остаточному напряжении и другим свойствам превосходят аналоги, полученные с помощью литья или механической обработки.
-
Большая экономия сырья. Аддитивные технологии используют то количество материала, которое нужно для производства вашего изделия. При традиционных способах изготовления потери сырья могут составлять до 80-85%.
-
Возможность изготовления изделий со сложной геометрией. Оборудование для аддитивных технологий позволяет производить предметы, которые невозможно получить другим способом. Например, деталь внутри детали. Или очень сложные системы охлаждения на основе сетчатых конструкций (этого не получить ни литьем, ни штамповкой).
-
Мобильность производства и ускорение обмена данными. Больше никаких чертежей, замеров и громоздких образцов. В основе аддитивных технологий лежит компьютерная модель будущего изделия, которую можно передать в считанные минуты на другой конец мира — и сразу начать производство.
Схематично различия в традиционном и аддитивном производстве можно изобразить следующим образом:
Первые аддитивные системы производства работали главным образом с полимерными материалами. Сегодня 3D-принтеры, олицетворяющие аддитивное производство, способны работать не только с ними, но и с инженерными пластиками, композитными порошками, различными типами металлов, керамикой, песком. Аддитивные технологии активно используются в машиностроении, промышленности, науке, образовании, проектировании, медицине, литейном производстве и многих других сферах.
Преимущества аддитивных технологий
-
Улучшенные свойства готовой продукции. Благодаря послойному построению, изделия обладают уникальным набором свойств. Например, детали, созданные на металлическом 3D-принтере по своему механическому поведению, плотности, остаточному напряжении и другим свойствам превосходят аналоги, полученные с помощью литья или механической обработки.
-
Большая экономия сырья. Аддитивные технологии используют то количество материала, которое нужно для производства вашего изделия. При традиционных способах изготовления потери сырья могут составлять до 80-85%.
-
Возможность изготовления изделий со сложной геометрией. Оборудование для аддитивных технологий позволяет производить предметы, которые невозможно получить другим способом. Например, деталь внутри детали. Или очень сложные системы охлаждения на основе сетчатых конструкций (этого не получить ни литьем, ни штамповкой).
-
Мобильность производства и ускорение обмена данными. Больше никаких чертежей, замеров и громоздких образцов. В основе аддитивных технологий лежит компьютерная модель будущего изделия, которую можно передать в считанные минуты на другой конец мира — и сразу начать производство.
Схематично различия в традиционном и аддитивном производстве можно изобразить следующим образом:
Технологии аддитивного производства
Под аддитивным производством понимают процесс выращивания изделий на 3D-принтере по CAD-модели. Этот процесс считается инновационным и противопоставляется традиционным способам промышленного производства.
Сегодня можно выделить следующие технологии аддитивного производства:
FDM (Fused deposition modeling)
Послойное построение изделия из расплавленной пластиковой нити. Это самый распространенный способ 3D-печати в мире, на основе которого работают миллионы 3D‑принтеров — от самых дешевых до промышленных систем трехмерной печати. FDM-принтеры работают с различными типами пластиков, самым популярным и доступным из которых является ABS. Изделия из пластика отличаются высокой прочностью, гибкостью, прекрасно подходят для тестирования продукции, прототипирования, а также для изготовления готовых к эксплуатации объектов. Крупнейшим в мире производителем пластиковых 3D‑принтеров является американская компания Stratasys.
Технологии аддитивного производства
Под аддитивным производством понимают процесс выращивания изделий на 3D-принтере по CAD-модели. Этот процесс считается инновационным и противопоставляется традиционным способам промышленного производства.
Сегодня можно выделить следующие технологии аддитивного производства:
FDM (Fused deposition modeling)
Послойное построение изделия из расплавленной пластиковой нити. Это самый распространенный способ 3D-печати в мире, на основе которого работают миллионы 3D‑принтеров — от самых дешевых до промышленных систем трехмерной печати. FDM-принтеры работают с различными типами пластиков, самым популярным и доступным из которых является ABS. Изделия из пластика отличаются высокой прочностью, гибкостью, прекрасно подходят для тестирования продукции, прототипирования, а также для изготовления готовых к эксплуатации объектов. Крупнейшим в мире производителем пластиковых 3D‑принтеров является американская компания Stratasys.
Пример FDM-печати, материал ULTEM 9085
Пример FDM-печати, материал PEEK
Пример FDM-печати, материал ABS
Пример FDM-печати, материал ULTEM 9085
Пример FDM-печати, материал PEEK
Пример FDM-печати, материал ABS
SLM (Selective laser melting)
Селективное лазерное сплавление металлических порошков. Самый распространенный метод 3D-печати металлом. С помощью этой технологии можно быстро изготавливать сложные по геометрии металлические изделия, которые по своим качествам превосходят литейное и прокатное производство. Старейшие производители систем SLM-печати — немецкие компании SLM Solutions и Realizer. В России изготовлением таких 3D-принтеров занимается компания 3DLAM.
SLM (Selective laser melting)
Селективное лазерное сплавление металлических порошков. Самый распространенный метод 3D-печати металлом. С помощью этой технологии можно быстро изготавливать сложные по геометрии металлические изделия, которые по своим качествам превосходят литейное и прокатное производство. Старейшие производители систем SLM-печати — немецкие компании SLM Solutions и Realizer. В России изготовлением таких 3D-принтеров занимается компания 3DLAM.
Пример SLM-печати, материал — сталь
Пример SLM-печати, материал — титановый сплав
Пример SLM-печати, материал — алюминий
Пример SLM-печати, материал — сталь
Пример SLM-печати, материал — титановый сплав
Пример SLM-печати, материал — алюминий
SLA
Лазерная стереолитография, отверждение жидкого фотополимерного материала под действием лазера. Эта технология аддитивного цифрового производства ориентирована на изготовление высокоточных изделий с различными свойствами. Одним из ведущих производителей профессиональных SLA-принтеров является китайская компания UnionTech.
SLA
Лазерная стереолитография, отверждение жидкого фотополимерного материала под действием лазера. Эта технология аддитивного цифрового производства ориентирована на изготовление высокоточных изделий с различными свойствами. Одним из ведущих производителей профессиональных SLA-принтеров является китайская компания UnionTech.
Выжигаемая мастер-модель, зольность <0,01%
Высокоточный прототип из полупрозрачного материала
Прототип для проверки собираемости и тестов
Выжигаемая мастер-модель, зольность <0,01%
Высокоточный прототип из полупрозрачного материала
Прототип для проверки собираемости и тестов
SLS (Selective laser sintering)
Cелективное лазерное спекание полимерных порошков. С помощью этой технологии можно получать большие изделия с различными физическими свойствами (повышенная прочность, гибкость, термостойкость и др). Одним из крупнейших производителей SLS-принтеров является китайская компания Farsoon.
SLS (Selective laser sintering)
Cелективное лазерное спекание полимерных порошков. С помощью этой технологии можно получать большие изделия с различными физическими свойствами (повышенная прочность, гибкость, термостойкость и др). Одним из крупнейших производителей SLS-принтеров является китайская компания Farsoon.
Пример изделия для функциональных тестов
Процесс спекания порошка лазером
Поверхность изделия, выращенного по технологии SLS
Пример изделия для функциональных тестов
Процесс спекания порошка лазером
Поверхность изделия, выращенного по технологии SLS
Технологии быстрого прототипирования
В отдельную категорию стоит вынести технологии быстрого прототипирования. Это способы 3D-печати, предназначенные для получения образцов для визуальной оценки, тестирования или мастер-моделей для создания литейных форм.
MJM (Multi-jet Modeling) — многоструйное моделирование с помощью фотополимерного или воскового материала. Эта технология позволяет изготавливать выжигаемые или выплавляемые мастер-модели для литья, а также — прототипы различной продукции. Используется в 3D-принтерах серии ProJet компании 3D Systems.
PolyJet — отверждение жидкого фотополимера под воздействием ультрафиолетового излучения. Используется в линейке 3D-принтеров Objet американской компании Stratasys. Технология используется для получения прототипов и мастер-моделей с гладкими поверхностями.
CJP (Color jet printing) — послойное распределение клеящего вещества по порошковому гипсовому материалу. Технология 3D-печати гипсом используется в 3D-принтерах серии ProJet x60 (ранее называлась ZPrinter). На сегодняшний день — это единственная промышленная технология полноцветной 3D-печати. С ее помощью изготавливают яркие красочные прототипы продукции для тестирования и презентаций, а также различные сувениры, архитектурные макеты.
Технологии быстрого прототипирования
В отдельную категорию стоит вынести технологии быстрого прототипирования. Это способы 3D-печати, предназначенные для получения образцов для визуальной оценки, тестирования или мастер-моделей для создания литейных форм.
MJM (Multi-jet Modeling) — многоструйное моделирование с помощью фотополимерного или воскового материала. Эта технология позволяет изготавливать выжигаемые или выплавляемые мастер-модели для литья, а также — прототипы различной продукции. Используется в 3D-принтерах серии ProJet компании 3D Systems.
PolyJet — отверждение жидкого фотополимера под воздействием ультрафиолетового излучения. Используется в линейке 3D-принтеров Objet американской компании Stratasys. Технология используется для получения прототипов и мастер-моделей с гладкими поверхностями.
CJP (Color jet printing) — послойное распределение клеящего вещества по порошковому гипсовому материалу. Технология 3D-печати гипсом используется в 3D-принтерах серии ProJet x60 (ранее называлась ZPrinter). На сегодняшний день — это единственная промышленная технология полноцветной 3D-печати. С ее помощью изготавливают яркие красочные прототипы продукции для тестирования и презентаций, а также различные сувениры, архитектурные макеты.
Аддитивные технологии в России
Отечественные предприятия с каждым годом все более активно используют системы 3D‑печати в производственных и научных целях. Оборудование для аддитивного производства, грамотно встроенное в производственную цепочку, позволяет не только сократить издержки и сэкономить время, но и начать выполнять более сложные задачи.
Компания Globatek 3D с 2010 года занимается поставкой в Россию новейших систем 3D‑печати и 3D‑сканирования. Оборудование, установленное нашими специалистами, работает в крупнейших университетах (МГТУ им. Баумана, МИФИ, МИСИС, Приволжском, СГАУ и других) и промышленных предприятиях, учреждениях ВПК и аэрокосмической отрасли.
Все клиенты и проекты компании Globatek >>
Репортаж телеканала «Россия» об использовании SLM 280HL, установленном специалистами Globatek 3D в Самарском государственном аэрокосмическом университете:
Аддитивные технологии в России
Отечественные предприятия с каждым годом все более активно используют системы 3D‑печати в производственных и научных целях. Оборудование для аддитивного производства, грамотно встроенное в производственную цепочку, позволяет не только сократить издержки и сэкономить время, но и начать выполнять более сложные задачи.
Компания Globatek 3D с 2010 года занимается поставкой в Россию новейших систем 3D‑печати и 3D‑сканирования. Оборудование, установленное нашими специалистами, работает в крупнейших университетах (МГТУ им. Баумана, МИФИ, МИСИС, Приволжском, СГАУ и других) и промышленных предприятиях, учреждениях ВПК и аэрокосмической отрасли.
Все клиенты и проекты компании Globatek >>
Репортаж телеканала «Россия» об использовании SLM 280HL, установленном специалистами Globatek 3D в Самарском государственном аэрокосмическом университете:
Специалисты Globatek помогают профессионалам из различных областей подобрать 3D-оборудование, которое будет максимально эффективно решать задачи, стоящие перед предприятием. Если ваша компания планирует приобрести оборудование для аддитивного производства, позвоните по телефону +7 495 646-15-33, и консультанты компании Globatek помогут вам с выбором.
Специалисты Globatek помогают профессионалам из различных областей подобрать 3D-оборудование, которое будет максимально эффективно решать задачи, стоящие перед предприятием. Если ваша компания планирует приобрести оборудование для аддитивного производства, позвоните по телефону +7 495 646-15-33, и консультанты компании Globatek помогут вам с выбором.