3D-технологии в металлообработке: примеры практического применения

Внедрение аддитивных установок печати металлами на производствах | 3D-технологии в литейном производстве | Контроль качества изделий и реверс-инжиниринг при помощи 3D-сканирования | Значение 3D-технологий

В мае 2017 года в Москве прошло одно из крупнейших и наиболее значимых для российской промышленности мероприятий – 18-ая международная специализированная выставка «Металлообработка-2017». На выставке были представлены комплексные решения для технического перевооружения машиностроительных предприятий, в том числе и инновационные. Особое внимание было уделено 3D-технологиям, которые входят в число самых перспективных подходов к оптимизации производственных процессов. Специалисты компании iQB Technologies приняли активное участие в выставке и поделились своим опытом на конференции «Практика внедрения 3D-технологий на предприятии».

Изделия из различных материалов, напечатанные на 3D-принтерах

Внедрение аддитивных установок печати металлами на производствах

Эксперт iQB Technologies Кирилл Меренков наглядно продемонстрировал возможности технологии селективного лазерного плавления (SLM), начиная с изготовления единичных уникальных деталей и вплоть до крупносерийного производства. Эти инновационные методы используются в аэрокосмической и нефтегазовой промышленности, машиностроении, медицине, стоматологии, науке. С их помощью создаются детали узлов и агрегатов, штампы технических прототипов, сложные конструкции, формообразующие элементы пресс-форм и многие другие изделия. 

Аддитивные установки печати металлами дают беспрецедентную свободу в проектировании и производстве. Благодаря обширному выбору как стандартных металлических сплавов, так и новых высокотехнологичных материалов они позволяют добиться высочайшей точности и плотности, в том числе в изготовлении мельчайших изделий. Кроме того, значительно сокращается время производства: получить полнофункциональные металлические детали можно всего за несколько часов. На конкретных примерах было показано, как можно в разы сократить производственные и временные затраты.

 3D-печать металлами дает беспрецедентную свободу в проектировании и производстве

3D-технологии в литейном производстве

Аддитивные технологии незаменимы и на литейных предприятиях, поскольку дают возможность радикально модернизировать производственные операции  и выполнять ранее невозможные задачи. 3D-принтеры значительно увеличивают эффективность создания литейных моделей, мастер-моделей, литейных форм и оснастки. Этой теме была посвящена презентация, которую провел главный технический эксперт компании iQB Алексей Чехович.

При литье по выжигаемой модели используется технология Quick-Cast, которая заключается в предварительном выращивании модели из фотополимера на стереолитографическом принтере. Срок получения первой отливки по этой технологии уменьшается с полугода до двух недель.

Аналогично производится литье по выплавляемым моделям – с той лишь разницей, что литье выполняют с использованием воска. Весь процесс занимает несколько дней.

Еще одна задача, которые решают 3D-принтеры в литейном производстве, – печать прототипа с целью оценить собираемость изделия, а также, как вариант, его эргономичность. Сейчас в мире существует очень мало таких систем, так как это весьма дорогостоящий метод.

К преимуществам применения 3D-принтеров в указанной сфере относится, во-первых, резкое сокращение производственного цикла (условный пример: с 2 месяцев до 4 часов). Во-вторых, в отличие от изготовления на станках с ЧПУ, отпадает необходимость в контроле со стороны инженера-технолога, оператора, программиста. И в-третьих, на аддитивной установке можно напечатать сразу несколько деталей.

Модели, выращенные на фотополимерных и восковых аддитивных установках

Вместе с тем, у данных технологий есть и недостатки. Стоимость оборудования и расходных материалов сейчас относительно высока. Кроме того, отсутствуют достаточно большие камеры построения: их объем пока что ограничен 0,5 м³.

В заключение своего выступления Алексей Чехович привел пример использования метода быстрого прототипирования при изготовлении пластиковых литьевых деталей Концерном «Океанприбор» (Санкт-Петербург). Оригинальное решение позволило значительно уменьшить затраты, а срок изготовления мелкосерийных изделий сократился с полугода до двух недель.

Контроль качества изделий и реверс-инжиниринг при помощи 3D-сканирования

Георгий Казакевич, ведущий технический эксперт iQB Technologies, рассказал о применении 3D-сканеров в контроле качества и обратном проектировании (реверс-инжиниринге) на производстве.

Обратное проектирование применяют:

• при отсутствии чертежей, если сначала деталь изготовлена вручную, а затем дорабатывается ее конструкция;
• при производстве уникальных запчастей и деталей (например, для восстановления старинной техники);
• при создании отечественных аналогов зарубежного оборудования.

На конкретных примерах из области машиностроения, автомобильной и авиационной промышленности было показано, как трехмерное сканирование используется для контроля геометрии, эксплуатационного контроля, контроля оснастки. В результате, за счет высокой точности измерений, удается повысить качество изделия и, опять же, сэкономить время.

3D-сканирование позволяет оптимизировать контроль качества и реверс-инжиниринг на производстве

Завершилась конференция демонстрацией работы ручного 3D-сканера Creaform HandySCAN 700, проведенной Алексеем Чеховичем. Это устройство метрологического класса точности с самой высокой скоростью среди всех лазерных сканеров. В частности, Алексей показал, насколько просто осуществляются настройка и сканирование, какое ПО входит в комплект, как сохранить и редактировать созданную сессию. HandySCAN 700 уникален тем, что является самопозиционирующимся прибором и генерирует поверхность сканируемого объекта в реальном времени. Он позволяет отслеживать процесс на дисплее и исключает склейку сканов. Подобный сканер – пример новейшего высокотехнологичного оборудования, необходимого для эффективного решения задач в промышленности средствами аддитивных технологий.

Ручной 3D-сканер Creaform HandySCAN – самый быстрый на рынке. Слева: эксперт iQB Technologies Алексей Чехович демонстрирует возможности устройства

Значение 3D-технологий

Участие в выставке «Металлообработка» и общение со специалистами различных производственных и научно-исследовательских предприятий, специализирующихся в таких секторах, как станкостроение, тяжелое машиностроение, авиация и космос, нефть и газ, в очередной раз подтвердили актуальность и важность внедрения 3D-технологий на производствах.

Все больше компаний в данных отраслях открывают для себя уникальные возможности аддитивных методов. Высокая точность, производительность, сокращение производственного цикла, удешевление производства – все эти преимущества, реализуемые исходя из определенных задач, позволяют повысить эффективность и прибыльность предприятий. Традиционная металлообработка остается востребованной при производстве габаритных и несложных деталей, тогда как 3D-печать имеет неоспоримые преимущества при создании относительно небольших изделий со сложной геометрией, изготовление которых требует повышенной точности.

Аддитивные технологии все шире используются для решения самых разнообразных задач практически во всех областях материального производства. В нашем блоге вы можете ознакомиться с такими темами, как 3D-печать и 3D-моделирование, особенности использования 3D-принтеров и сканеров и конкретные решения для предприятий.

{{cta('e6cc992a-a28e-4909-92a5-780f015ef7a6')}}