Азбука 3D-печати: как аддитивное производство формирует современную промышленность

Что общего у дома, кораллового рифа, клеточек кожи и пилки?

Все они были 3D-напечатаны.

3D-печать ускоряет инновации по секторам — от стоматологии и очков до протезов, дизайна мебели, археологии, палеонтологии и судебной экспертизы. Мы лишь царапаем поверхность её трансформирующего потенциала.

Что такое 3D-печать? 3D-печать охватывает ряд аддитивных производственных процессов, строящих объекты слой за слоем из цифрового дизайна. Эти детали могут быть геометрически сложными и идеальны для многих производственных применений. Принтеры варьируются в стоимости — от нескольких сотен долларов для хоббийных устройств до нескольких миллионов для промышленных машин — и в технологиях, которые они используют.

3D-печать — подмножество аддитивного производства, где материал добавляется для создания детали, в отличие от субтрактивных методов, удаляющих материал. 3D-принтер начинает с CAD-файла и наносит или связывает новый материал для формирования трехмерного объекта. Современные принтеры поддерживают широкую палитру материалов и технологий, делая проще чем когда-либо производство деталей для разнообразных отраслей.

Как 3D-печать используется в производстве?

Хотя часто ассоциируемая с игрушками и хобби-проектами, 3D-печать может производить детали, выдерживающие тяжелые условия. Отрасли такие как энергетика, автомобилестроение и оборона теперь используют 3D-печатанные компоненты во всем — от функциональных прототипов до инструментов, приспособлений и конечных деталей. Технология перестраивает производственные рабочие процессы, позволяя быстрое, низкозатратное производство кастомных малосерийных изделий.

Хотя 3D-принтеры были изобретены в 1980-х, широкое принятие не началось до около 2009 года, когда цены упали и производительность улучшилась. Сегодня бизнесы по всему миру используют 3D-печать для ускорения разработки продуктов и сокращения лид-таймов.

Каковы наиболее распространенные технологии 3D-печати?

Хотя существует много техник, две особенно заметны. Все принтеры строят детали в дискретных срезах, называемых слоями.

1. Fused Filament Fabrication (FFF, также известный как Fused Deposition Modeling)
2. Continuous Fiber Reinforcement (CFR)

FFF (Fused Filament Fabrication)

FFF — наиболее широко используемая и доступная технология. Она нагревает термопластическую нить до температур близких к плавлению и экструдирует её через сопло, которое трассирует поперечное сечение каждого слоя. Процесс повторяется до завершения детали.

Continuous Fiber Reinforcement (CFR)

CFR добавляет непрерывные волокна к FFF-сборке, используя второе сопло для укладки волокон внутри слоя вместо инфилла. Полученные детали могут быть до десяти раз прочнее стандартных FFF-полимеров и могут заменять механически обработанный алюминий во многих применениях.

Сегодня FFF-принтеры доминируют на рынке, но материалы CFR привносят прочность традиционных металлов в доступность FFF, открывая новые возможности для легких, высокопроизводительных деталей.

Итог

Добавление нескольких принтеров в производственный рабочий процесс может драматически сократить время и стоимость производства сложных деталей. 3D-печать позволяет быструю итерацию и устраняет необходимость инвестиций в дорогое инструментирование для малосерийных кастомных компонентов.

С 3D-принтером вы можете быстро прототипировать, уточнять и производить функциональные детали без задержек традиционного производства. Эта гибкость идеальна для малосерийных кастомных прототипов, инструментирования и приспособлений, которые часто слишком сложны для конвенциональной механической обработки.

Хотите увидеть, что другие компании сделали 3D-печатью с Markforged? Посмотрите наши Application Spotlights.

Вам также может понравиться чтение: Как команда NASA JPL CoSTAR проталкивает пределы исследования с Digital Forge.