Твердотельное свободное формирование (SFF): точечное 3D-производство без форм

Твердотельное свободное формирование (Solid Freeform Fabrication, SFF) — это производство специфических деталей и компонентов без необходимости индивидуальных форм и штампов. Они изготавливаются в свободном процессе с использованием компьютерных файлов и тщательно контролируемого оборудования для построения слой за слоем. Доступно несколько методов, все полагаются на CAD (автоматизированное проектирование) и инструменты процессного контроля. Пластики, металлы и смолы позволяют создавать разнообразные полностью функциональные и пригодные трехмерные компоненты и прототипы.

Общий принцип

Четыре распространенных типа SFF. Начинаются с генерации компьютерного файла, точно изображающего объект в 3D. Компьютер разбивает объект на серию слоев, основанных на толщине материалов для производства, и передает их производственному блоку. Слои накладываются по одному, строя объект до завершения.

Основные методы

• Селективная лазерная синтеризация — лазер сплавит порошковые материалы для создания каждого слоя.
• Ламинированное объектное производство — компьютер создает серию слоев и присоединяет их друг к другу.
• Стереолитография — платформа в ванне с смолой. Платформа подвергается ультрафиолетовому свету для отверждения слоя, затем опускается для повторения. По мере опускания объект формируется.
• Моделирование методом 용착ного депонирования (FDM) — нагретый пластик выдавливается через сопло для создания слоя. Каждый последующий слой строится на предыдущем при отверждении, создавая готовое твердое изделие.

Лучший метод зависит от используемых материалов и вида изготавливаемого объекта.

Применение и перспективы

Университеты используют SFF в НИОКР, инженеры работают над новыми технологиями для ускорения и удешевления. Включает исследования принципиально новых методов, направленных на доступность для конечных потребителей. Вместо покупки продуктов потребители могли бы покупать файлы для личных 3D-принтеров и получать мгновенный результат.

Производители используют технологию для прототипов и кастомных компонентов. Создание уникальных инструментов может быть гораздо более экономичным. Есть военные применения с текущими НИОКР в обороне. Карьеры в этой области очень вариативны, обычно требуется высшее образование.