Традиционное производство vs. аддитивное
Статьи · 20 сентября 2022
3D-печать позволяет изготовить металлическое изделие с геометрией практически любой сложности за несколько часов, обладая при этом высоким коэффициентом использования материала. Но при всех преимуществах аддитивное производство никогда не стремилось занять место классического метода, его задача расширить технологические возможности производства, обеспечить экономическую эффективность и увеличить производственные мощности в различных отраслях промышленности.
Классический способ
На металлообрабатывающее предприятия сырье поступает в виде металлических заготовок (, чушек, листов, болванок или других полуфабрикатов). В дальнейшем с помощью методов литья, ковки, штамповки, токарной или фрезерной обработки им придают форму будущих изделий. Изделия также проходят термическую обработку: отжига, нормализации, закаливания или отпуска. Для конечной обработки поверхностей изделий используют механические (шлифовку, полировку) или электрофизические и физико-химические методы.
Благодаря многообразию методов традиционное производство позволяет выпускать как универсальную, так и сложную, узко специализированную продукцию с заранее заданными свойствами. Сырье, применяемое при производстве изделий из металла, имеет относительно низкую стоимость, однако, некоторые способы изготовления деталей требуют применения дорогостоящего оборудования. Также высокую стоимость может иметь оснастка, ее создание также может занять большое количество времени.
Аддитивные технологии
Аддитивное производство (англ. «add» – добавлять) — технологии создания трехмерных объектов посредством послойного наращивания. Здесь в качестве сырья используется мелкодисперсный порошок из различных металлов и сплавов. 3D-принтер, основываясь на данных 3D-модели распределяет материал по платформе построения, где он слой за слоем сплавляется лазером. Этот процесс называется технологией селективного лазерного сплавления или L-PBF (Laser Powder Bed Fusion) (коммерческие названия этой технологии у отдельных производителей принтеров – SLM, DMLS, DMP, DMLD и т.д).
Аддитивные изделия имеют высокую стоимость в большей степени за счет дорогостоящего оборудования и амортизации. Стоимость 3D-принтера может превышать несколько миллионов долларов. Камера построения аддитивной установки ограничена в размерах, на данный момент самый большой принтер в нашем центре имеет зону построения размером 500х500х500 мм, поэтому создать по-настоящему большие изделия без применения сварки пока невозможно. За исключением размеров заготовки, 3D-принтер может распечатать изделия практически любой сложной геометрии, в том числе и с генеративным и бионическим дизайном. Аддитивное производство существенно сокращает сроки изготовления изделий и позволяет существенно снизить их вес.
Сравнительная таблица аддитивного метода и классического способа производства металлических изделий:
| Аддитивные технологии | Традиционное производство | |
| Крупносерийное и массовое производство изделий | – | + |
| Среднесерийное | +/- | + |
| Мелкосерийное и единичное | + | + |
| Быстрый срок изготовления | + | – |
| Короткий подготовительный этап* | + | – |
| Низкая стоимость материалов | – | + |
| Изделия со сложной геометрией и бионическим дизайном | + | – |
| Необходима постобработка | + | + |
| Готовые изделия соответствуют всем показателям качества | + | + |
| Небольшое количество отходов | + | – |
*Изготовление корпуса первой опоры компрессора для авиационного двигателя в классическом производстве потребовало бы 1-1,5 года подготовки 1 нового образца, в то время как аддитивное производство может выпускать 2-3 шт. в месяц
3D-печать позволяет изготовить металлическое изделие с геометрией практически любой сложности за несколько часов, обладая при этом высоким коэффициентом использования материала. Но при всех преимуществах аддитивное производство никогда не стремилось занять место классического метода, его задача расширить технологические возможности производства, обеспечить экономическую эффективность и увеличить производственные мощности в различных отраслях промышленности.
Классический способ
На металлообрабатывающее предприятия сырье поступает в виде металлических заготовок (, чушек, листов, болванок или других полуфабрикатов). В дальнейшем с помощью методов литья, ковки, штамповки, токарной или фрезерной обработки им придают форму будущих изделий. Изделия также проходят термическую обработку: отжига, нормализации, закаливания или отпуска. Для конечной обработки поверхностей изделий используют механические (шлифовку, полировку) или электрофизические и физико-химические методы.
Благодаря многообразию методов традиционное производство позволяет выпускать как универсальную, так и сложную, узко специализированную продукцию с заранее заданными свойствами. Сырье, применяемое при производстве изделий из металла, имеет относительно низкую стоимость, однако, некоторые способы изготовления деталей требуют применения дорогостоящего оборудования. Также высокую стоимость может иметь оснастка, ее создание также может занять большое количество времени.
Аддитивные технологии
Аддитивное производство (англ. «add» – добавлять) — технологии создания трехмерных объектов посредством послойного наращивания. Здесь в качестве сырья используется мелкодисперсный порошок из различных металлов и сплавов. 3D-принтер, основываясь на данных 3D-модели распределяет материал по платформе построения, где он слой за слоем сплавляется лазером. Этот процесс называется технологией селективного лазерного сплавления или L-PBF (Laser Powder Bed Fusion) (коммерческие названия этой технологии у отдельных производителей принтеров – SLM, DMLS, DMP, DMLD и т.д).
Аддитивные изделия имеют высокую стоимость в большей степени за счет дорогостоящего оборудования и амортизации. Стоимость 3D-принтера может превышать несколько миллионов долларов. Камера построения аддитивной установки ограничена в размерах, на данный момент самый большой принтер в нашем центре имеет зону построения размером 500х500х500 мм, поэтому создать по-настоящему большие изделия без применения сварки пока невозможно. За исключением размеров заготовки, 3D-принтер может распечатать изделия практически любой сложной геометрии, в том числе и с генеративным и бионическим дизайном. Аддитивное производство существенно сокращает сроки изготовления изделий и позволяет существенно снизить их вес.
Сравнительная таблица аддитивного метода и классического способа производства металлических изделий:
| Аддитивные технологии | Традиционное производство | |
| Крупносерийное и массовое производство изделий | – | + |
| Среднесерийное | +/- | + |
| Мелкосерийное и единичное | + | + |
| Быстрый срок изготовления | + | – |
| Короткий подготовительный этап* | + | – |
| Низкая стоимость материалов | – | + |
| Изделия со сложной геометрией и бионическим дизайном | + | – |
| Необходима постобработка | + | + |
| Готовые изделия соответствуют всем показателям качества | + | + |
| Небольшое количество отходов | + | – |
*Изготовление корпуса первой опоры компрессора для авиационного двигателя в классическом производстве потребовало бы 1-1,5 года подготовки 1 нового образца, в то время как аддитивное производство может выпускать 2-3 шт. в месяц
ДРУГИЕ СТАТЬИ
Воображение в научно-исследовательской работе
Воображение в научно-исследовательской работе Статьи · 30 ноября 2022 «Проблема никогда не бывает в детях. Они рождаются учёными. Проблема всегда во взрослых. Они выбивают из детей любопытство.» © Нил Деграсс…
ДРУГИЕ СТАТЬИ
