Анализ Аддитивного производства. Направления

Исследований, Текущее состояние и перспективы

Развития

Объект исследования: аддитивное производство.

Результаты, полученные лично автором: проведена классификация аддитивных технологий и применяемого оборудования, собраны экономические данные по текущему состоянию и будущему развитию, проанализированы перспективы внедрения в производство.

Аддитивные технологии – процесс объединения материала с целью создания объекта из данных - модели, как правило, слой за слоем, в отличие от "вычитающих" производственных технологий.

Стандартами ASTM рекомендованы два основных термина –

Additive Fabrication (AF) и Additive Manufacturing (AM), а также синонимы - additive processes, additive techniques, additive layer manufacturing, layer manufacturing и freeform fabrication, которые могут быть корректно переведены как «аддитивные технологии».

3D-печать — это разговорное название аддитивных технологий, которые являются частью нового типа производства

Классификация аддитивных технологий:

· по применяемым строительным или модельным материалам (жидкие, сыпучие, полимерные, металлопорошковые и т. д.);

· по наличию или отсутствию лазера;

· по методам подвода энергии для фиксации слоя построения (с помощью теплового воздействия, облучения ультрафиолетовым или видимым светом, посредством связующего состава и т. д.);

· по методам формирования слоя.

Существует также классификация по американскому стандарту ASTM.

По методу формирования слоя АМ-технологии можно разделить на два вида: Bed Deposition и Direct Deposition.

Первой технологии достаточно точно соответствует термин «селективный синтез» или «селективное лазерное спекание» (по-английски SLS – Selective Laser Sintering), если «отверждающим» инструментом является лазер, который здесь, в отличие от лазерной стереолитографии (SLA-технологии), является источником тепла, а не ультрафиолетового излучения.

Второй вид аддитивных технологий можно перевести, как «прямое или непосредственное осаждение (материала)», т. е. непосредственно в точку, куда подводится энергия и где происходит в данный момент построение фрагмента детали.

Наиболее эффективным методом прямого получения конечных изделий является технология послойного лазерного сплавления (selective laser melting – SLM).

С первых лет существования аддитивное производство (АП) сопровождалось ажиотажем и завышенными ожиданиями. По оценкам компании Gartner (2012 г.), в настоящий момент 3D-печать находится на пике «завышенных ожиданий». Несмотря на то, что многие считают АП-технологии прорывными и ключевыми для третьей промышленной революции, пока их влияние, в терминах мирового производства, остаётся весьма умеренным.

Большая часть компаний - производителей для технологий Bed Deposition использует в своих машинах лазер в качестве источника энергии для соединения частиц металлопорошковых композиций (Arcam (Швеция), Concept Laser (Германия), Phenix Systems (Франция), Systems (США) и др.).

Для реализации аддитивных технологий по Direct Deposition применяется оборудование компаний: Optomec, Sciaky (США), Irepa Laser (Франция), InssTek (Ю. Корея) и др.

Настоящее и будущее АП-технологий с экономической точки зрения показано на рис. 1, 2, 3, 4.

Рис. 1	Рис. 2
Рис. 3	Рис. 4

Ключевыми проблемами при внедрении аддитивных технологий в первую очередь являются: кадры, 3D - оборудование, которое невозможно приобрести и невозможно создать без целевой поддержки со стороны государства, материалы - отдельная и сложная проблема междисциплинарного характера и др.

Материал поступил в редколлегию 03.05.2017

ФАКУЛЬТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ