Процесс аддитивного производства

Введение

Аддитивное производство (иногда называемое быстрым прототипированием или 3D-печатью) — это метод производства, при котором слои материала создаются для создания твердого объекта. Несмотря на то, что существует множество различных технологий 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 не меняется.

Процесс аддитивного производства

1. САПР

Создание цифровой модели — это первый шаг в процессе аддитивного производства. Наиболее распространенным методом создания цифровой модели является автоматизированное проектирование (САПР). Существует множество бесплатных и профессиональных программ САПР, совместимых с аддитивным производством. Обратный инжиниринг также можно использовать для создания цифровой модели с помощью 3D-сканирования.

Есть несколько конструктивных соображений, которые необходимо учитывать при разработке аддитивного производства. Обычно они сосредоточены на ограничениях геометрии элементов и требованиях к опорным или аварийным отверстиям и различаются в зависимости от технологии.

2. Преобразование STL и работа с файлами

Важным этапом процесса аддитивного производства, который отличается от традиционной методологии производства, является требование преобразования модели CAD в файл STL (стереолитография). STL использует треугольники (многоугольники) для описания поверхностей объекта. Руководство по преобразованию модели CAD в файл STL можно найти здесь. 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 импортируется в программу слайсера. Эта программа берет файл STL и преобразует его в G-код. 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). Программа слайсера также позволяет дизайнеру настраивать параметры сборки, включая опору, высоту слоя и ориентацию детали.

3. Печать

Машины для 3D-печати часто состоят из множества мелких и сложных деталей, поэтому правильное техническое обслуживание и калибровка имеют решающее значение для получения точных отпечатков. На этом этапе материал для печати также загружается в принтер. Сырье, используемое в аддитивном производстве, часто имеет ограниченный срок хранения и требует бережного обращения. Хотя некоторые процессы позволяют перерабатывать излишки строительного материала, многократное повторное использование может привести к ухудшению свойств материала, если его не заменять регулярно.

Большинство машин для аддитивного производства не нуждаются в контроле после начала печати. Машина будет следовать автоматизированному процессу, и проблемы обычно возникают только тогда, когда в машине заканчивается материал или возникает ошибка в программном обеспечении. Объяснение того, как каждый из принтеров для аддитивного производства производит детали, можно найти здесь.

4. Удаление отпечатков

Для некоторых технологий аддитивного производства удаление отпечатка так же просто, как отделение напечатанной детали от платформы сборки. Для других более промышленных методов 3D-печати удаление отпечатка является высокотехнологичным процессом, включающим точное извлечение отпечатка, пока он все еще заключен в строительный материал или прикреплен к рабочей пластине. Эти методы требуют сложных процедур удаления и высококвалифицированных операторов, а также оборудования для обеспечения безопасности и контролируемой среды.

5. Постобработка

Процедуры постобработки опять же зависят от технологии принтера. SLA требует, чтобы компонент был отвержден под УФ-излучением перед обработкой, металлические детали часто необходимо снять напряжение в печи, в то время как с деталями FDM можно обращаться сразу. Для технологий, использующих поддержку, это также удаляется на этапе постобработки. Большинство материалов для 3D-печати можно шлифовать, а для подготовки отпечатка к конечному использованию применяются другие методы постобработки, включая галтовку, очистку воздухом под высоким давлением, полировку и окраску.