Аддитивные технологии
3d принтеры по неметаллическим материалам
3d принтеры для стоматологии
Аддитивные технологии (AF – Additive Fabrication), или технологии послойного синтеза, – одно из наиболее динамично развивающихся направлений “цифрового” производства. AF -Additive Fabrication (или AM-Additive Manufacturing), принятая в англоязычной технической лексике аббревиатура словосочетания, означающего изготовление изделия путем “добавления” (additive) материала, в отличие от традиционных технологий механообработки, в основе которых лежит принцип “вычитания” (“отсечения cлишнего”) материала из заготовки.
Суть AF-технологий состоит в послойном построении (синтезе) изделий – моделей, форм, мастер-моделей и так далее путем фиксации слоев модельного материала и их последовательного соединения между собой различными способами: спеканием, сплавлением, склеиванием, полимеризацией – в зависимости от нюансов конкретной технологии. Иначе говоря, аддитивные технологии предполагают формирование детали путем последовательного “наращивания” материала слой за слоем. Они позволяют на порядок ускорить научно-исследовательские разработки и изготовление опытных образцов, а в некоторых случаях и производить готовую продукцию, когда нужна высокая точность деталей и/или важно уменьшить вес изделия. Кроме очевидных преимуществ в скорости и, зачастую, в стоимости изготовления изделий, эти технологии имеют важное достоинство с точки зрения охраны окружающей среды и, в частности, эмиссии парниковых газов и «теплового» загрязнения. Аддитивные технологии имеют огромный потенциал в деле снижения энергетических затрат на создание самых разнообразных видов продукции.
Области применения
Внедрение аддитивных технологий позволяет расширить возможности создания любой необходимой детали: от жесткой до гибкой, от прозрачной до непрозрачной, от нейтральной до яркой, от стандартной до биосовместимой, долговечные и термостойкие.
В эпоху инновационной экономики время, затраченное на производство товара, является важнейшим фактором успеха или неуспеха бизнеса. Даже качественно произведенный товар может оказаться невостребованным, если рынок к моменту выхода новой продукции уже насыщен подобными товарами компаний-конкурентов. Поэтому все больше направлений промышленности активно осваивают AF-технологии. Все чаще их используют научно-исследовательские организации, архитектурные и конструкторские бюро, дизайн-студии и просто частные лица для творчества или в качестве хобби. В сфере образования аддитивные машины, или, как их часто называют, 3D-принтеры являются неотъемлемой частью учебного процесса для профессионального обучения инженерным специальностям.
Методы аддитивных технологий
Существует множество технологий, которые можно назвать аддитивными, но объединяет их одно: построение модели происходит путем добавления материала (от англ. аdd –”добавлять”) в отличие от традиционных технологий, где создание детали происходит путем удаления “лишнего” материала.
Классической и наиболее точной технологией является SLA-технология (от Stereolithography Apparatus), или стереолитография, – метод поэтапного послойного отверждения жидкого фотополимера лазером. Существует много видов фотополимерных композиций, поэтому спектр применения полученных по SLA-технологии прототипов очень широк: макеты и масштабные модели для аэро- и гидродинамических испытаний, литейные и мастер-модели, дизайн-модели и прототипы, функциональные модели и дизайнерские компоненты повышенной точности с высоким уровнем детализации.
Также существует SLS-технология (Selective Laser Sintering) –метод послойного селективного лазерного плавления металлических порошков (селективного лазерного спекания), который дает возможность безотходного изготовления деталей или заготовок непосредственно по данным из 3D CAD-систем практически любой сложности из широкого спектра металлов. Принцип работы этой технологии заключается в выборочном плавлении тонкого слоя металлического порошка лучом лазера в соответствии с геометрией сечения детали, соответствующей каждому слою порошка. Селективное лазерное спекание изначально появилось, как усовершенствованный метод отверждения жидкого фотополимера. Здесь строительным (модельным) материалом являются сыпучие, порошкообразные материалы, а лазер является не источником света, как в SLA-машинах, а источником тепла, посредством которого производится сплавление частичек порошка. В качестве модельных материалов используется большое количество, как полимерных, так и металлических порошков. Современные SLS-принтеры способны работать с керамической глиной, металлическим порошком, цементом и сложными полимерами.
Самыми дешевыми по-прежнему остаются FDM-принтеры – устройства, создающие трехмерные объекты путем послойного наплавления филамента (технология “струйной печати”). Эта технология предполагает нанесение модельного материала или связующего состава с помощью струйных головок. Наиболее распространенными принтерами данного типа остаются аппараты, печатающие расплавленной пластиковой нитью. Они могут оснащаться одной или несколькими печатными головками, внутри которых находится нагревательный элемент. Большинство аддитивных принтеров, печатающих пластиковой нитью, способны создавать только одноцветные фигуры, однако в последнее время на рынке трехмерной печати появились машины, использующие одновременно несколько видов филамента, что позволяет создавать и цветные объекты.
Аддитивные технологии в сочетании с композитами, пространственно-армированными много направленными непрерывными высокопрочными и высокомодульными волокнами – это новое научное направление, которое находится в самом начале своего развития. 3D-принтинг объектов из композиционных материалов с оптимальной микроструктурой позволит решить недостижимые сегодня задачи в различных отраслях, в первую очередь, это ракетно-космическая техника, авиа- и вертолетостроение, автомобилестроение и т.д.
Компания И4 поможет разобраться во всех тонкостях областей применения Аддитивных технологий, понять все потенциальные возможности, подобрать необходимую конфигурацию и внедрить её на вашем предприятии.