Наплавочные сопла в лазерных аддитивных технологиях
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ
Обучающегося____Сераевой Наили Ражабовны_________________________
(Ф.И.О.)
Группы 2192_______________________________________________________
(Номер группы)
Направления/специальности12.04.05 Лазерная техника и лазерные технологии
(Шифр НПС, наименование)
Института (факультета), филиала, отделения СПОФизико-математический
Период практики с « __» ________ 201__ г. по « __» ________ 201__ г.
Место прохождения практики Кафедра Лазерных технологий, КАИ-Лазер
(Наименование организации, предприятия / наименование подразделения организации, предприятия)
Вид практики:
[x] учебная
[ ] производственная
[ ] производственная (преддипломная)
| Руководитель практики КНИТУ-КАИ | Руководитель практики от предприятия (при прохождении производственной, преддипломной практики) |
| ________________________________ (подпись / Ф.И.О.) | ________________________________ (подпись / Ф.И.О.) |
| ________________________________ (должность) | ________________________________ (должность) |
Задание руководителяпрактики отуниверситета:
| Сформулировать цели и задачи научного исследования |
| Изучить научную и патентную литературу по латеральному и коаксиальному соплам для лазерной наплавки |
| Выбрать оптимальные методы разработки программы экспериментальных исследований, измерений и обработки результатов |
| Начать разработку программы экспериментального исследования по соплам |
| Изучить интерфейс среды AnsysFluent |
Задание руководителяпрактики отпредприятия (заполняется для производственной, преддипломной практики):
| Ознакомиться с оборудованием, находящемся на кафедре Лазерных технологий и в РЦИ «КАИ-Лазер» |
| Изучили устройство и принцип работы рентгеновского компьютерного томографа (NSIx500) и оптического микроскопа (ZEISS) |
| Грамотно описать процедуру эксплуатации лазерного оборудования |
| Применить методики составления документации, необходимой для производства и технического обслуживания изделий на основе лазерной техники |
Задание получил, ознакомлен и согласен:
| _________________________________ / Сераева Н.Р.__________________ (подпись / Ф.И.О. обучающегося) |
«___» ____________ 2015 г.
.
ВВЕДЕНИЕ
1.Компетенции, формируемые в результате прохождения практики:
ОПК-1 – способность формулировать цели и задачи исследования, выявлять приоритеты решения задач, выбирать и создавать критерии оценки;
ПК-2 – способность выбирать оптимальный метод и разрабатывать программы экспериментальных исследований, проводить оптические, фотометрические и электрические измерения с выбором необходимых технических средств и обработкой полученных результатов.
2.Индивидуальное задание на практику
Точно сформулировать цели и задачи научного исследования, изучить научную и патентную литературу по латеральному и коаксиальному соплам для лазерной наплавки. Начать разработку программы экспериментального исследования по соплам, провести предварительное исследование образца модели сопла.
3.Место прохождения практики
Кафедра Лазерных технологий, КАИ-Лазер________________________
4.Время прохождения практики
Дата начала практики «____»_______________20___г.
Дата окончания практики «____»_______________20___ г.
5.Должность на практике
Практикант________________________________________________________
(практикант, стажер, помощник, конкретная должность)
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ОТЧЕТА
РЦИ «КАИ-Лазер» - Региональный Инжиниринговый центр промышленных лазерных технологий оказывает поддержку производственным предприятиям малого и среднего предпринимательства (МСП) путем внедрения современных лазерных технологий (сварки, резки, маркировки, упрочнения, наплавки, фрезеровки) в технологические производственные комплексы предприятий МСП. [1]
Основные направления работы центра:
· разработка промышленных лазерных технологий и их внедрение на промышленных предприятиях;
· исследование материалов под лазерную обработку;
· разработка стандартов под лазерные технологии;
· производство изделий для машиностроительных предприятий под заказ (подрядные и субподрядные работы);
· обучение и повышение квалификации инженерного и технического персонала предприятий;
· технологический аудит производственных предприятий;
· проекты модернизации предприятий, с внедрением в технологический процесс новых технологий;
· консультирование и поиск оптимальных форм финансирования разработанного проекта;
· разработка и изготовление новых видов высокотехнологичного оборудования, повышающего производительность предприятий за счет внедрения лазерных технологий в производственный цикл работы промышленных предприятий. [2]
Лазерные аддитивные технологии - современные технологии производства композитных металлических изделий сложной формы, где применение классических технологий невозможно либо в силу миниатюрности объекта, либо его топологии. На процесс лазерного напыления и морфологию произведенной поверхности изделия влияет огромное число факторов: лазерная мощность, время воздействия, расходы газов, расход частиц порошка. Подбор оптимальных условий для получения поверхности нужной формы и определенного химического состава требует больших временных затрат и не всегда позволяет достигнуть желаемого результата. Добиться требуемых параметров можно только при фундаментальном понимании процессов: поведение частиц порошка, газовая динамика, нагрев лазером. Существующие модели не в полной мере учитывают совместное влияние перечисленных факторов.
Широко используются газодинамические сопла для транспортировки порошка наплавляемого материала к обрабатываемой поверхности или подложке. Однако на процесс и качество наплавленного покрытия существенно влияют не только температура в газовой фазе, но и газовая динамика, поскольку газовая струя является основным способом доставки порошка к поверхности изделия.
Для нанесения порошка применяют коаксиальные, четырехструйные и латеральные сопла [1]. Преимущество последних — возможность формирования широких порошковых струй, удобных для наплавки на большую площадь поверхности.
Очень важную роль при формировании порошковых струй в наплавочной головке играет динамика потоков защитного и транспортного газов на выходе форсунки и вблизи подложки. Именно поэтому исследование процесса наплавки, с точки зрения газовой динамики, позволит существенно сузить диапазон искомых значений давления и расхода защитного и транспортного газов и, в результате, упростить последующую оптимизацию.
Цель работы – исследование численными методами динамики газа и дискретной фазы для различных конфигураций (латеральное и коаксиальное сопло) и условий функционирования системы наплавки с целью улучшения ее характеристик.
К задачам ВКР относятся:
1) построение 3D-сетки, точно учитывающую геометрию исследуемой системы;
2) математическая постановка задачи (уравнения Навье-Стокса и теплопроводности);
3) моделирование газовой динамики;
4) моделирование дискретной фазы (частицы порошка);
5) моделирование взаимодействия частиц порошка с поверхностью субстрата.
Особенности модели:
· Вариация углов наклона сопла по отношению к поверхности субстрата;
· Вариация расстояния до субстрата;
· Вариация расхода частиц, форма отраженного фронта частиц и ее влияние на эффективность осаждения;
· Ламинарное течение газа;
· Нагрев частиц лазером.
Впервые разработана 3D-математическая модель динамики газа и частиц коаксиального и латерального сопел для лазерной наплавки.
На основе результатов моделирования определены условия, при которых улучшается эффективность осаждения частиц на подложку. Модель является универсальной и может быть применена для исследовательской работы сопел любой конфигурации. Модель точно учитывает геометрию систем наплавки.
Основные понятия и области применения
Технология «трёхмерной печати» появилась в конце 80-ых гг. ХХ в. Первой, кто разработали первую коммерческую стереолитографическую машину – SLA – StereolithographyApparatus (1986 г.), является компания 3D Systems [2]. До середины 90-х гг. SLA использовалась, в основном, только в научно-исследовательских и опытно-конструкторских деятельностях, которые связаны с оборонной промышленностью. Самые первые лазерные машины: стереолитографические (SLA), порошковые (SLS), разумеется, имели достаточно высокий ценник, а выбора модельных материалов практически не было. Значительное продвижение цифровых технологий в таких областях, как проектирование (CAD), моделирование и расчёты (CAE) и механообработка (CAM), послужило стимулом значительному развитию технологий 3D-печати, области материального производства на сегодняшнее время которого крайне разнообразны: практически во всех областях используют 3D-принтеры [3].
Ранее эти технологии назывались «технологиями быстрого прототипирования» (от английского – RapidPrototyping). Однако термин RP-технологии довольно быстро устарел, и в настоящее время не отражает в полной мере реальной сути технологии. Данными методами сейчас изготавливаются вполне коммерческие, товарные изделия, которые уже нельзя назвать прототипами – имплантаты и эндопротезы, инструменты и литейные формы, детали самолётов и спутников, и многое другое [4].
Аддитивные технологии предполагают изготовление физического объекта (детали) методом послойного нанесения (добавления, англ. – «add») материала, в отличие от традиционных методов формирования детали, за счёт удаления материала из массива заготовки [5].
Суть AdditiveManufacturing (AM) может быть проиллюстрирована простым примером (Рис.1): CAD-модель→ AM-машина→ деталь.
Рис. 1.Технологии Additive Manufacturing (LENS Optomec)
Все стадии реализации проекта (от зарождения идеи до ее материализации, в любом ее виде), при использовании аддитивных технологий (англ. – AdditiveManufacturing, AdditiveFabrication), находятся в благоприятной технологической среде с единой технологической цепью, в которой каждый технологический процесс выполняется в цифровой CAD/CAM/CAE-системе. На практике это предполанает реальный переход к цифровым технологиям, когда для полноценного изготовления детали традиционной бумажной чертёжной документации не требуется.
Активно создаются роботизированные комплексы для «печати» быстротвердеющими бетонными смесями. Андрей Руденко из Миннесоты создал экструзионный 3D-принтер для строительства зданий (Рис. 2).
Рис. 2. Напечатанный замок, автор А. Руденко
За рубежом все эти работы ведутся, безусловно, энтузиастами и творческими людьми, но главное – при активной поддержке государства и бизнеса, не важно, из какого источника – федеральный или местный бюджет, гранты или целевая поддержка старт-ап-фирм.
Особое внимание уделяется развитию технологий DMF – DirectMetalFabrication (Рис. 3), непосредственного «выращивания» из металла, которую рассматривают в качестве одной из стратегических для освоения в первую очередь в аэрокосмической и оборонной отраслях.
Рис. 3. Технологии DMF – Direct Metal Fabrication
В языке авиастроителей есть устойчивое выражение «buy-to-flyratio», перевод которого - «отношение того, что купил, к тому, что полетело», т.е. сколько материала было закуплено и сколько реально было использовано в качестве детали самолёта. По разным статистикам это отношение составляет 5:1 или даже 20:1 для составных деталей. При использовании аддитивных технологий этот показатель снизился до 1,5:1 – 2,0:1.
Машины, которые строят детали из металла можно назвать верхом инженерного искусства. Ваддитивных технологий используются самые прогрессивные знания по металлургии, оптике, лазерной технике, электронике, механике, вакуумной технике и т.д.
Вопрос терминологии рассматривался организацией ASTM International (AmericanSocietyforTestingandMaterials), которая занимается разработкой технических стандартов для широкого спектра материалов, изделий, систем и услуг. В стандарте ASTM F2792.1549323-1 аддитивные технологии определяются как «processofjoiningmaterialstomakeobjectsfrom 3D modeldata, usuallylayeruponlayer, asopposedtosubtractivemanufacturingtechnologies», то есть «процесс объединения материала с целью создания объекта из данных 3D-модели, как правило, слой за слоем, в отличие от механообработки» [2].
Именно таким образом американские инженеры пришли к понятию «subtractive», что переводится как «вычитание», чтобы в дальнейшем определить новое понятие «additive», что в переводе означает «добавление». То есть само определение «аддитивные технологии» интерпретируется как противоположность технологиям механообработки. Но не все технологии «добавления» материала, а только создающие объект по данным 3D-модели или из CAD-данных, то есть на основе компьютерной 3D-модели. Второе ключевое слово здесь CAD, третье - «послойно». Американцы довольно часто в определении термина используют слово «usually», что переводится как «обычно», допуская, по меньшей мере, теоретическую возможность и не послойное построение.
Рекомендуютсядваосновныхтермина – Additive Manufacturing (AM), Additive Fabrication (AF), такжеравнозначныепосмыслу – Additive Processes, Additive Techniques, Additive Layer Manufacturing, Layer Manufacturing и Freeform Fabrication. Все термины могут быть переведены как «аддитивные технологии», их также допускается называть технологиями послойного синтеза.
В интернете в научно-технической литературе и в разговорной речи профессионалов можно услышать или прочитать: «выращивание», «3D-печать», «3D-принтер» и др. На деле, эти термины узаконились самостоятельно, без санкции ASTM, и их также следует принять в качестве синонимов.
Термин «RapidPrototyping», или «быстрое прототипирование» было рекомендовано изъять из использования, поскольку прототипирование – это лишь не основная часть аддитивных технологий.
Устоявшейся классификаций аддитивных технологий пока не принято. Различные авторы подразделяют их по следующим методам:
· формирование слоя;
· фиксация слоя;
· применяемые строительные (модельные) материалы (жидкие, сыпучие, полимерные, металлопорошковые и т. д.);
· ключевая технология (лазерные, нелазерные);
· подача энергии для фиксации слоя построения (с помощью теплового воздействия, облучения ультрафиолетовым или видимым светом и др.).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Во время прохождения учебной практики по получению первичных профессиональных умений и навыков ознакомились с оборудованием, находящемся на кафедре Лазерных технологий и в РЦИ «КАИ-Лазер». Изучили устройство и принцип работы рентгеновского компьютерного томографа (NSIx500) и оптического микроскопа (ZEISS).
В результате прохождения практики точно сформулированы цели и задачи научного исследования, изучена научная и патентная литература по латеральному и коаксиальному соплам для лазерной наплавки. Разработана программа экспериментального исследования по соплам, проведено предварительное исследование модели сопла, произведено знакомство с интерфейсом среды AnsysFluent.
В результате прохождения учебной практики по получению первично профессиональных умений и навыков были приобретены следующие практические навыки и умения:
· Грамотно описана процедура эксплуатации лазерного оборудования;
· Применялись методики составления документации, необходимой для производства и технического обслуживания изделий на основе лазерной техники;
· Появление навыки составления технологической документации;
· Были выбраны оптимальные методы разработки программы экспериментальных исследований, измерений и обработки результатов.
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ
Обучающегося____Сераевой Наили Ражабовны_________________________
(Ф.И.О.)
Группы 2192_______________________________________________________
(Номер группы)
Направления/специальности12.04.05 Лазерная техника и лазерные технологии
(Шифр НПС, наименование)
Института (факультета), филиала, отделения СПОФизико-математический
Период практики с « __» ________ 201__ г. по « __» ________ 201__ г.
Место прохождения практики Кафедра Лазерных технологий, КАИ-Лазер
(Наименование организации, предприятия / наименование подразделения организации, предприятия)
Вид практики:
[x] учебная
[ ] производственная
[ ] производственная (преддипломная)
| Руководитель практики КНИТУ-КАИ | Руководитель практики от предприятия (при прохождении производственной, преддипломной практики) |
| ________________________________ (подпись / Ф.И.О.) | ________________________________ (подпись / Ф.И.О.) |
| ________________________________ (должность) | ________________________________ (должность) |
Задание руководителяпрактики отуниверситета:
| Сформулировать цели и задачи научного исследования |
| Изучить научную и патентную литературу по латеральному и коаксиальному соплам для лазерной наплавки |
| Выбрать оптимальные методы разработки программы экспериментальных исследований, измерений и обработки результатов |
| Начать разработку программы экспериментального исследования по соплам |
| Изучить интерфейс среды AnsysFluent |
Задание руководителяпрактики отпредприятия (заполняется для производственной, преддипломной практики):
| Ознакомиться с оборудованием, находящемся на кафедре Лазерных технологий и в РЦИ «КАИ-Лазер» |
| Изучили устройство и принцип работы рентгеновского компьютерного томографа (NSIx500) и оптического микроскопа (ZEISS) |
| Грамотно описать процедуру эксплуатации лазерного оборудования |
| Применить методики составления документации, необходимой для производства и технического обслуживания изделий на основе лазерной техники |
Задание получил, ознакомлен и согласен:
| _________________________________ / Сераева Н.Р.__________________ (подпись / Ф.И.О. обучающегося) |
«___» ____________ 2015 г.
.
ВВЕДЕНИЕ
1.Компетенции, формируемые в результате прохождения практики:
ОПК-1 – способность формулировать цели и задачи исследования, выявлять приоритеты решения задач, выбирать и создавать критерии оценки;
ПК-2 – способность выбирать оптимальный метод и разрабатывать программы экспериментальных исследований, проводить оптические, фотометрические и электрические измерения с выбором необходимых технических средств и обработкой полученных результатов.
2.Индивидуальное задание на практику
Точно сформулировать цели и задачи научного исследования, изучить научную и патентную литературу по латеральному и коаксиальному соплам для лазерной наплавки. Начать разработку программы экспериментального исследования по соплам, провести предварительное исследование образца модели сопла.
3.Место прохождения практики
Кафедра Лазерных технологий, КАИ-Лазер________________________
4.Время прохождения практики
Дата начала практики «____»_______________20___г.
Дата окончания практики «____»_______________20___ г.
5.Должность на практике
Практикант________________________________________________________
(практикант, стажер, помощник, конкретная должность)
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ОТЧЕТА
РЦИ «КАИ-Лазер» - Региональный Инжиниринговый центр промышленных лазерных технологий оказывает поддержку производственным предприятиям малого и среднего предпринимательства (МСП) путем внедрения современных лазерных технологий (сварки, резки, маркировки, упрочнения, наплавки, фрезеровки) в технологические производственные комплексы предприятий МСП. [1]
Основные направления работы центра:
· разработка промышленных лазерных технологий и их внедрение на промышленных предприятиях;
· исследование материалов под лазерную обработку;
· разработка стандартов под лазерные технологии;
· производство изделий для машиностроительных предприятий под заказ (подрядные и субподрядные работы);
· обучение и повышение квалификации инженерного и технического персонала предприятий;
· технологический аудит производственных предприятий;
· проекты модернизации предприятий, с внедрением в технологический процесс новых технологий;
· консультирование и поиск оптимальных форм финансирования разработанного проекта;
· разработка и изготовление новых видов высокотехнологичного оборудования, повышающего производительность предприятий за счет внедрения лазерных технологий в производственный цикл работы промышленных предприятий. [2]
Лазерные аддитивные технологии - современные технологии производства композитных металлических изделий сложной формы, где применение классических технологий невозможно либо в силу миниатюрности объекта, либо его топологии. На процесс лазерного напыления и морфологию произведенной поверхности изделия влияет огромное число факторов: лазерная мощность, время воздействия, расходы газов, расход частиц порошка. Подбор оптимальных условий для получения поверхности нужной формы и определенного химического состава требует больших временных затрат и не всегда позволяет достигнуть желаемого результата. Добиться требуемых параметров можно только при фундаментальном понимании процессов: поведение частиц порошка, газовая динамика, нагрев лазером. Существующие модели не в полной мере учитывают совместное влияние перечисленных факторов.
Широко используются газодинамические сопла для транспортировки порошка наплавляемого материала к обрабатываемой поверхности или подложке. Однако на процесс и качество наплавленного покрытия существенно влияют не только температура в газовой фазе, но и газовая динамика, поскольку газовая струя является основным способом доставки порошка к поверхности изделия.
Для нанесения порошка применяют коаксиальные, четырехструйные и латеральные сопла [1]. Преимущество последних — возможность формирования широких порошковых струй, удобных для наплавки на большую площадь поверхности.
Очень важную роль при формировании порошковых струй в наплавочной головке играет динамика потоков защитного и транспортного газов на выходе форсунки и вблизи подложки. Именно поэтому исследование процесса наплавки, с точки зрения газовой динамики, позволит существенно сузить диапазон искомых значений давления и расхода защитного и транспортного газов и, в результате, упростить последующую оптимизацию.
Цель работы – исследование численными методами динамики газа и дискретной фазы для различных конфигураций (латеральное и коаксиальное сопло) и условий функционирования системы наплавки с целью улучшения ее характеристик.
К задачам ВКР относятся:
1) построение 3D-сетки, точно учитывающую геометрию исследуемой системы;
2) математическая постановка задачи (уравнения Навье-Стокса и теплопроводности);
3) моделирование газовой динамики;
4) моделирование дискретной фазы (частицы порошка);
5) моделирование взаимодействия частиц порошка с поверхностью субстрата.
Особенности модели:
· Вариация углов наклона сопла по отношению к поверхности субстрата;
· Вариация расстояния до субстрата;
· Вариация расхода частиц, форма отраженного фронта частиц и ее влияние на эффективность осаждения;
· Ламинарное течение газа;
· Нагрев частиц лазером.
Впервые разработана 3D-математическая модель динамики газа и частиц коаксиального и латерального сопел для лазерной наплавки.
На основе результатов моделирования определены условия, при которых улучшается эффективность осаждения частиц на подложку. Модель является универсальной и может быть применена для исследовательской работы сопел любой конфигурации. Модель точно учитывает геометрию систем наплавки.
Наплавочные сопла в лазерных аддитивных технологиях
Основные понятия и области применения
Технология «трёхмерной печати» появилась в конце 80-ых гг. ХХ в. Первой, кто разработали первую коммерческую стереолитографическую машину – SLA – StereolithographyApparatus (1986 г.), является компания 3D Systems [2]. До середины 90-х гг. SLA использовалась, в основном, только в научно-исследовательских и опытно-конструкторских деятельностях, которые связаны с оборонной промышленностью. Самые первые лазерные машины: стереолитографические (SLA), порошковые (SLS), разумеется, имели достаточно высокий ценник, а выбора модельных материалов практически не было. Значительное продвижение цифровых технологий в таких областях, как проектирование (CAD), моделирование и расчёты (CAE) и механообработка (CAM), послужило стимулом значительному развитию технологий 3D-печати, области материального производства на сегодняшнее время которого крайне разнообразны: практически во всех областях используют 3D-принтеры [3].
Ранее эти технологии назывались «технологиями быстрого прототипирования» (от английского – RapidPrototyping). Однако термин RP-технологии довольно быстро устарел, и в настоящее время не отражает в полной мере реальной сути технологии. Данными методами сейчас изготавливаются вполне коммерческие, товарные изделия, которые уже нельзя назвать прототипами – имплантаты и эндопротезы, инструменты и литейные формы, детали самолётов и спутников, и многое другое [4].
Аддитивные технологии предполагают изготовление физического объекта (детали) методом послойного нанесения (добавления, англ. – «add») материала, в отличие от традиционных методов формирования детали, за счёт удаления материала из массива заготовки [5].
Суть AdditiveManufacturing (AM) может быть проиллюстрирована простым примером (Рис.1): CAD-модель→ AM-машина→ деталь.
Рис. 1.Технологии Additive Manufacturing (LENS Optomec)
Все стадии реализации проекта (от зарождения идеи до ее материализации, в любом ее виде), при использовании аддитивных технологий (англ. – AdditiveManufacturing, AdditiveFabrication), находятся в благоприятной технологической среде с единой технологической цепью, в которой каждый технологический процесс выполняется в цифровой CAD/CAM/CAE-системе. На практике это предполанает реальный переход к цифровым технологиям, когда для полноценного изготовления детали традиционной бумажной чертёжной документации не требуется.
Активно создаются роботизированные комплексы для «печати» быстротвердеющими бетонными смесями. Андрей Руденко из Миннесоты создал экструзионный 3D-принтер для строительства зданий (Рис. 2).
Рис. 2. Напечатанный замок, автор А. Руденко
За рубежом все эти работы ведутся, безусловно, энтузиастами и творческими людьми, но главное – при активной поддержке государства и бизнеса, не важно, из какого источника – федеральный или местный бюджет, гранты или целевая поддержка старт-ап-фирм.
Особое внимание уделяется развитию технологий DMF – DirectMetalFabrication (Рис. 3), непосредственного «выращивания» из металла, которую рассматривают в качестве одной из стратегических для освоения в первую очередь в аэрокосмической и оборонной отраслях.
Рис. 3. Технологии DMF – Direct Metal Fabrication
В языке авиастроителей есть устойчивое выражение «buy-to-flyratio», перевод которого - «отношение того, что купил, к тому, что полетело», т.е. сколько материала было закуплено и сколько реально было использовано в качестве детали самолёта. По разным статистикам это отношение составляет 5:1 или даже 20:1 для составных деталей. При использовании аддитивных технологий этот показатель снизился до 1,5:1 – 2,0:1.
Машины, которые строят детали из металла можно назвать верхом инженерного искусства. Ваддитивных технологий используются самые прогрессивные знания по металлургии, оптике, лазерной технике, электронике, механике, вакуумной технике и т.д.
Вопрос терминологии рассматривался организацией ASTM International (AmericanSocietyforTestingandMaterials), которая занимается разработкой технических стандартов для широкого спектра материалов, изделий, систем и услуг. В стандарте ASTM F2792.1549323-1 аддитивные технологии определяются как «processofjoiningmaterialstomakeobjectsfrom 3D modeldata, usuallylayeruponlayer, asopposedtosubtractivemanufacturingtechnologies», то есть «процесс объединения материала с целью создания объекта из данных 3D-модели, как правило, слой за слоем, в отличие от механообработки» [2].
Именно таким образом американские инженеры пришли к понятию «subtractive», что переводится как «вычитание», чтобы в дальнейшем определить новое понятие «additive», что в переводе означает «добавление». То есть само определение «аддитивные технологии» интерпретируется как противоположность технологиям механообработки. Но не все технологии «добавления» материала, а только создающие объект по данным 3D-модели или из CAD-данных, то есть на основе компьютерной 3D-модели. Второе ключевое слово здесь CAD, третье - «послойно». Американцы довольно часто в определении термина используют слово «usually», что переводится как «обычно», допуская, по меньшей мере, теоретическую возможность и не послойное построение.
Рекомендуютсядваосновныхтермина – Additive Manufacturing (AM), Additive Fabrication (AF), такжеравнозначныепосмыслу – Additive Processes, Additive Techniques, Additive Layer Manufacturing, Layer Manufacturing и Freeform Fabrication. Все термины могут быть переведены как «аддитивные технологии», их также допускается называть технологиями послойного синтеза.
В интернете в научно-технической литературе и в разговорной речи профессионалов можно услышать или прочитать: «выращивание», «3D-печать», «3D-принтер» и др. На деле, эти термины узаконились самостоятельно, без санкции ASTM, и их также следует принять в качестве синонимов.
Термин «RapidPrototyping», или «быстрое прототипирование» было рекомендовано изъять из использования, поскольку прототипирование – это лишь не основная часть аддитивных технологий.
Устоявшейся классификаций аддитивных технологий пока не принято. Различные авторы подразделяют их по следующим методам:
· формирование слоя;
· фиксация слоя;
· применяемые строительные (модельные) материалы (жидкие, сыпучие, полимерные, металлопорошковые и т. д.);
· ключевая технология (лазерные, нелазерные);
· подача энергии для фиксации слоя построения (с помощью теплового воздействия, облучения ультрафиолетовым или видимым светом и др.).