Аддитивное производство (иногда также называемое быстрым прототипированием или 3D-печатью) — это производственный метод, который создает твердые объекты путем создания слоев материала. Хотя существует множество различных методов 3D-печати, в этой статье основное внимание будет уделено общему процессу от проектирования до финальной части. Независимо от того, является ли конечная часть быстрым прототипом или окончательной функциональной частью, общий процесс остается неизменным.
Аддитивное производство
1. Компьютерный дизайн
Создание цифровой модели — это первый шаг в процессе аддитивного производства. Наиболее распространенным методом создания цифровых моделей является автоматизированное проектирование (САПР). Существует широкий спектр бесплатных и профессиональных программ САПР, совместимых с аддитивным производством. Обратный инжиниринг также можно использовать для создания цифровых моделей на основе 3D-сканирования.
Есть несколько конструктивных соображений, которые необходимо учитывать при разработке аддитивного производства. Обычно они сосредоточены на ограничениях геометрии объекта для поддержки или требованиях к аварийным отверстиям и различаются в зависимости от технологии.
2. Преобразование STL и работа с файлами
В отличие от традиционных методов производства, критическим этапом процесса аддитивного производства является необходимость преобразования моделей CAD в файлы STL. STL использует треугольники для описания поверхности объекта. Существует несколько ограничений модели, которые следует учитывать перед преобразованием модели в файл STL, включая физический размер, водонепроницаемость и количество полигонов.
После создания файла STL он будет импортирован в слайсер. Эта программа конвертирует файлы STL в g-code. g-код — это язык программирования с числовым программным управлением (ЧПУ). Он используется в автоматизированном производстве (CAM) для управления автоматизированными станками (включая станки с ЧПУ и 3D-принтеры). Slicer также позволяет дизайнерам настраивать параметры сборки, включая поддержку, высоту слоя и ориентацию детали.
3. 3D-печать
3D-принтеры часто состоят из множества мелких и сложных деталей, поэтому правильное обслуживание и калибровка имеют решающее значение для получения точных отпечатков. На этом этапе печатный материал также загружается в принтер. Сырье, используемое в аддитивном производстве, часто имеет ограниченный срок хранения и требует бережного обращения. Хотя некоторые процессы позволяют перерабатывать излишки печатного материала, повторное использование может привести к порче материала, если его не заменять регулярно.
Большинство машин для аддитивного производства не нуждаются в контроле после начала печати. Машины будут следовать автоматизированному процессу, и проблемы обычно возникают только тогда, когда в машине заканчивается материал или программное обеспечение выходит из строя.
4. Обработка 3D-печатных изделий
Для некоторых методов аддитивного производства удаление отпечатка так же просто, как отсоединение напечатанной детали от платформы сборки. Для других, более промышленных методов 3D-печати удаление отпечатка представляет собой высокотехнологичный процесс, включающий точное извлечение отпечатка, пока он все еще завернут в строительный материал или прикреплен к рабочей пластине. Эти методы требуют сложных процедур удаления и высококвалифицированных операторов машин, а также оборудования для обеспечения безопасности и контролируемой среды.
5. Постобработка
Процедуры постобработки также зависят от технологии принтера. SLA требуют, чтобы компоненты были отверждены под ультрафиолетовым светом перед обработкой, металлические детали часто требуют снятия напряжения в печи, а детали FDM могут быть обработаны немедленно. Поддержки, напечатанные с помощью методов поддерживающей печати, также удаляются на этапе постобработки. Большинство материалов для 3D-печати можно шлифовать, а другие методы постобработки, включая галтовку, очистку воздухом под высоким давлением, полировку и тонирование, используются для подготовки отпечатков к окончательному использованию.
