Особенности применения 3D печати в машиностроении

Аддитивное производство за последние 7 лет получило невероятный толчок развития. Возможность создавать изделия сложных геометрических конфигураций открыло перед трехмерной печатью дорогу в промышленные и научные сферы. Модели, построенные по цифровым аналогам, не уступают по качеству традиционным деталям. Стоит ли утверждать, что за такой инновационной технологией стоит будущее?

Работа промышленного 3D-принтера строится на обработке трехмерных графических файлов с геометрическими параметрами будущего объекта. Создаются они инженерами вручную на компьютере или путем сканирования реальных прототипов.

Устройство обрабатывает данные с файлов и формирует структуру из слоев жидкого, порошкообразного или листового материала. Будущая деталь образуется последовательным соединением слоев через поперечные сечения. Каждый микрон поверхности соответствует виртуальным параметрам графической модели и сплавляется воедино в цельную модель готовой формы.

Технология 3D-печати стала противоположностью привычным фрезеровальным и режущим станкам. В стандартном производстве детали формируется путем удаления лишних слоев. В 3D-принтерах ситуация строится противоположным способом. Здесь отсутствуют отходы материалов и достигается максимальная точность изготовления. Именно это позволяет коммерческим предприятиям и заводам обращать все большее внимание на экономически выгодную технологию производства.

Аддитивное производство стремительно вытесняет вычитающие технологии во всех технологических областях, в том числе — машиностроении. 3D-печать позволяет машиностроителям решать широкий спектр задач невероятно быстро, качественно и точно:

• •    разработка новых деталей и механизмов (создание концепт-моделей, тестовых образцов);

• •    модернизация имеющихся систем и отдельных элементов;

• •    ремонт и замена вышедших из строя деталей.

Использование 3D-печати на этапе разработки или в технологическом процессе позволяет создавать изделия более высокого качества дешевле и быстрее.

Преимущества использования 3D-печати в машиностроительной отрасли:

• •    Возможность изготовления уникальных по геометрии деталей, которые невозможно создать традиционными способами. То, что еще вчера казалось фантастикой, сегодня уже можно изготовить всего за пару часов на 3D-принтере.

• •    Сокращение сроков производства. 3D-принтер позволяет напечатать готовое изделие за несколько часов, тогда как традиционным технологиям требуются недели, а иногда — месяцы.

• •    Устранение «человеческого фактора», снижение рисков и ошибок. Изделие, созданное с помощью 3D-принтера, на 99% повторяет CAD-модель.

• •    Улучшение параметров готовых изделий: снижение веса, повышение точности и прочности. Продукция 3D-принтеров обладает рядом преимуществ в свойствах.

• •    Возможность управлять физико-механическими свойствами деталей путем смешивания различных материалов (например, сплавов различных металлов).

• З адачи машиностроения которые эффективно решают 3В-принтеры:

Современные системы 3D-печати позволяют быстро и качественно решать самый широкий круг задач, стоящих перед инженерами и конструкторами в машиностроительной отрасли. 3D-принтеры становятся незаменимы как на этапе создания концептуальных образцов, так и для производства готовых изделий.

• •    Прототипы для тестирования. Изготавливайте прототипы будущей продукции до запуска серийного производства, тестируйте, проверяйте свойства, прочность, функциональность, устраняйте недочеты.

• •    Корпуса для приборов и компонентов устройств. Уникальные корпуса, стенки, крепежи и другие приспособления для электронных приборов и механизмов, которые обеспечат надежную работу ваших разработок.

• •    Производственная оснастка. 3D-печать — это возможность быстро изготавливать удобную и эффективную оснастку для ускорения производства.

• •    Литейные модели. На 3D-принтере вы можете изготавливать высокоточные восковки, выжигаемые модели, образцы для литья в силикон.

• •    Готовые к эксплуатации изделия. Печатайте детали, которые сразу можно использовать в производстве: детали механизмов, части для ремонта, элементы двигателей и конструкций, инструменты.

Примеры применения 3D-оборудования:

• •    Разработка новой системы воздушного охлаждения для двигателя мотоцикла .

HTW - известная немецкая марка спортивных мотоциклов. Производитель стал использовать несколько типов профессиональных 3D-принтеров, которые помогают создавать тестовые образцы для систем воздушного охлаждения двигателей.

• •     Изготовление нового типа сопла для вытяжной системы

самолетов

Авиастроение - это еще одна отрасль, где в последнее время стали широко применяться 3D-принтеры. Хорошим примером является разработка компании UTC Aerospace Systems новой, модернизированной версии сопла вытяжной системы из особо прочного и жаростойкого инженерного пластика. Это позволило повысить качество компонентов, сократить сроки производства и себестоимость продукции.

Таким образом, перспектива применения 3D принтеров экономически очевидна, так как эти устройства существенно ускоряют процесс разработки новой продукции, в значительной степени уменьшают риски ошибки проектирования, снижают затраты на получение макета, и уже сейчас по своим ценам доступны большинству российских предприятий.

• 3 D-печать в машиностроительной отрасли используется все чаще, причем на разных стадиях — при создании тестовых экземпляров, модернизации механизмов, замене и ремонте поломавшихся частей. В будущем, с развитием функционала принтеров, предполагается чаще использовать их для серийного производства, снизив себестоимость продукции и повысив скорость изготовления.