В сообществе АШ регулярно поднимаются вопросы целесообразности аддитивных технологий обработки металлов.
Один из серьёзных аргументов "ЗА" показан на фотографии к этой статье. Фото с выставки, никаких тайн не содержит, но в полной мере позволяет продемонстрировать цели и возможности аддитивных технологий.
Достаточно хорошо видна внутренняя структура каналов в этой детали.
В ряде серьёзнейших приложений, серьёзные технологи кому положено - понимают каких именно, возможность изготовить подобную деталь за единицы часов с допусками в десятые миллиметра оказывается поистине бесценной.
А уж если это еще и можно тиражировать десятками и без токаря-фрезеровщика высшего разряда - то звучит фантастикой без малейшего преувеличения.
Ну а если я скажу, что в процессе изготовления этой детали доступны вспомогательные операции с проточкой необходимых поверхностей с допусками в сотые - то мне мало кто поверит.
А деталь - вот она, на фото.
Но ведь можно и усугубить, правда?
Деталь может быть изготовлена из металла или сплава переменного состава и непосредственно в процессе изготовления может проходить ряд термических операции в атмосфере инертных газов. По составу, термичке и объёмной геометрии есть ряд взаимосвязанных ограничений, но относительно привычных операций эти возможности просто потрясающие.
Заинтересовавшихся приглашаю в комментарии, обсудим.
В комментариях дополнили насчет режущего инструмента и на этот счет у меня тоже есть отлично иллюстрирующая картинка:
Это головка фрезы и хорошо видна структура каналов подачи смазочно-охлаждающей жидкости к твердосплавным режущим вставкам.
Комментарии
Да что тут обсуждать, на разные дела разный инструмент. Где и Рашпиль сойдёт, где алмазного шлифования мало. Если такая печать есть то применение найдется. Вот думаю печать пластиковых накладок на разные люксовые машины для ремонта. Нужны редко, машины могут быть на другом конце света. Дешевле переслать электронный образ и напечатать чем делать штучно на прессе и гнать самолётом
еще интереснее можно - не надо электроныне образы. достаточно 3 д сканер - сканируем что есть, вносим правки, печатаем :)
Это вы про какое 3д сканнер? Фантазия или реальность?
На Али уже есть 3d сканнеры.
Не один из них не возьмёт внутреннюю структуру, которая и есть самое интересное.
Так, солдатиков детских копировать, "виртуальные музеи" организовывать и лепку любимого чада в домашний архив сохранить. Да и с солдатиками пока - ну, не тот пока уровень качества моделей. Года через 2-3, может... Точность, опять же, - говно.
Возможно, когда-нить появятся промышленные гамма-томографы, которые будут полностью структуру снимать, да ещё и с материалами (за счёт рентгенолюминесценции)... но сейчас ничего такого нет.
+100500
Пластиковая кузовщина стоит дикие деньги. А тут разобрал, оцифровал и печатай - не хочу.
В теории как бы и да, а на практике...
5 лет назад один товарищ тут подбивал всех на организацию своего
свечного заводикабузинесса: именно что печать пластиковой кузовщины. Ну, фига ли бампер столько стОит, когда его можно модельку сделать и распечатать?Но беда в том, что бампер не напечатать: либо точность говно, и вид у изделия будет нетоварный (потому что видны слои), либо печать занимает какое-то безумное количество времени (ну, это при условии, что сделаем принтер с должной точностью и такими размерами поля, готовых-то нет). А на практике - и то, и другое сразу. В общем, требуется много ручной (читать "очень дорогой") постобработки даже при имеющейся качественной модели, а заиметь качественную модель - это отдельная статья попоболи.
Нет. Не сейчас.
Либо нужны какие-то качественно новые решения, либо какие-то количественные прорывы (ну вот будут способны головки из себя давить по грамму пластика в секунду и приводы на этой скорости позиционировать с точностью - ну, можно будет к идее вернуться)... А пока головка цедит микрограммы на пиксель, перемещается в лучшем случае на миллиметры в секунду и даже при этом оставляет за собой ступеньки видимые глазом... Нет, не взлетит.
Придумал как компенсировать плохую межслойную адгезию - и вперёд!
Можно даже самому не печатать, а продать.
Или фотолитография. Правда и расходники и аппараты уже поднимают вхождение в бизнес.
Выскажу свою точку зрения.
Понимаете, аддитивные технологии должны быть не заместо, а вместе с другими технологиями обработки металлов.
Тем более, нужно понимать, что технологий аддитивного производства великое множество.
Сплавление лазерным лучом слоёв порошка, прямая наплавка порошка/проволоки лазером/электронным лучом/дугой, технологии основанные на печати смесей металлических порошков с полимерными наполнителями, холодное газодинамическое напыление и, наконец, прямая печать микрокаплями металлов.
Соответственно, когда говорят об ограничениях аддитивных технологий, то как правило имеют ввиду наиболее известную SLM технологию. И автоматически переносят их и на другие аддитивные технологии, что не вполне верно, и мешает конструктивному обсуждению.
Профи видно за версту
Совершенно верно.
Желающими "набросить" смешивается всё в кучу, где и не разберешь.
А если обстоятельно раскладывать по полочкам - то сразу становится понятно что и где применять.
Может на АШе имеет смысл сделать несколько обзорных статей по разным технологиям, думаю многим было бы интересно обсудить детали их применения?
Если сделаете, буду дичайше вам благодарен. Я лениво интересуюсь темой (читаю, то, что попадается на глаза). Видел на одном из МАКС распечатанный реактивный движок для беспилотника. У меня крутятся вот такие вопросы:
Как дела с точностью? У того, что я видел, по крайней мере поверхность была шероховатая. На ютубе видел, как печатают наплавлением - там вообще брызги разлетаюстя на сантиметры, неточности миллиметрового размера, деталь требует токарной обработки.
Как дела с микроструктурой? В металлургии ковка, закалка, отжиг, куча операций направлено на формирование нужной микроструктуры. Как с этим у напечатанных деталей?
Вообще наверняка в вашей области куча подводных камней, о которых человек со стороны даже и не подозревает. Было бы интересно о них узнать.
К сожалению, не попадается толковых обзорных статей, в которых было бы расписано, какие проблемы встают перед 3д печатью, как технически они решаются, и какой уровень достигнут.
А электролиз?
Вы наверно имели ввиду гальваностегию и гальванопластику? Это не аддитивные процессы в современном понимании.
А Зря...
Формирование детали не только в вакууме/плазме/газе, но и из жидкости/расплава - это типа тоже тема сходная. Так что гальваника зря не рассматривается как аддитивная технология.
Надо эту тему не пропускать, не отдавать "на откуп" западным капиталистам!
Я пока не знаю, как её сделать именно аддитивной. Чтоб налил значит электролит с растворённым металлом в ванночку, а минут через 20 достал готовую деталь.
Пока что тут требуется матрица, на которую идёт осаждение.
Многослойные композитные детали.
Типа - как при производстве кристаллов микропроцессоров и памяти.
Не обязательно матрица. Иногда достаточно маски
Ну уж не знаю А почему нет?
Потому что это электролитическое осаждение слоя металла на заранее заготовленную матрицу, деталь и т.д. Нет, конечно это тоже добавление материала, но тут нет формообразования посредством нанесения/спекания материала слой за слоем.
Так ведь можно и обычную наплавку считать аддитивным процессом.
Ну как минимум в определении ничего нет про обязательное отсутствие формы
Технологии + и технологии -
Просто если мы посмотрите всякие скажем скажем информационные издания или сайты то увидим что например все идет с композиционных материалов. потос бывает отпочковывается в отдельные
Или если мы посмотрим например в России кто занимается АТ то они занимаются и КМ, точнее наоборот
Когда идёт структирирование вам важна скорость т.к. микроны в сутки вас не устроят по атому собранной поверхности ч фантастичечкими для других методов недостижимыми ни разу ТТХ. Например с управлением процессами теплопереноса без подвижных частей (с). Поясню - вы можете иметь изменяемую анизотропию коэффициента теплопередачи по задаваемым вами в процессе функционирования изделия векторам и сложным траекториям - такого капельный метод не даст. Но капельный дать приличную скорость. 7 техуклад простенький. Также вы можете иметь уже на микроуровневом структурировании насосы встроенные от самого тепла отводимого, без подвижных частей. И это не тепловые трубки, хотя иногда они+микроканальные пластинки можно применять т.к. у последних киловатты с см2 отводить мощи можно. .
Есть ещё момент, при переходе к саморазмножающейся технике с самовоспроизводством вы можете иметь технологии котоые при обычных цехах никогда не будут даже близко дешёвыми, т.к. система воспроизводит наиболее сложные элементы в своём развитии, вы её только кормите или создаёте определённые условия чтобы она могда развиваться в природных средах.
.
Именно!!! Например, технология литья по газифицируемым моделям в сочетании с аддитивными технологиями открывает огромные перспективы -в т.ч. по удешевлению изделий.
Хочу добавить, что традиционно в СГА используется, по большей части, нанесение металлических порошков в melt pool созданный лазером. В Англии (Cranfield University, Warwick University и др.) используется наплавление проволоки того или иного состава также с использованием лазеров. И в том и в другом случаях главная "задача - проблема" успешной технологии это создание в первом случае порошка нужной стехиометрии, а во втором проволоки. На примере инструментальной стали можно себе представить как сложно приготовить порошок toolsteel… Без решения такой материаловедческой задачи говорить об "Metal deposition" не корректно
а где такая сложность требуется ? от карбюраторов давно ушли к простым форсункам :)
Не зарекайтесь)
Да и не такие они уже и простые нынче, БМВ меняла конструктив форсунок неоднократно - а конь и по ныне там.
Потому что дебилы решили форсунки засунуть прямо в цилиндр ради 2 (ДВУХ БЛД КАРЛ) лошадиных сил. Теперь вместо чистого впускного клапана вы будете трахаццо с дизельной форсункой, ибо ресурс у оной ниже, а стоимость выше. Но вы продолжайте восхищаться великим немецким автопромом, который уже как лет 20 представляет из себя зомби с как бы работающим производством но начисто без головы... Впрочем ради справедливости - остальные мировые автопром не лучше.
Потому что БМВ и прочими автопроизводителями управляют жадные манагеры - зачем им двигать коня с места если вы и так платите конское бабло за повозку, себестоимость которой давно уже равна ваз2109...
Простейший пример - лопатки тубин. А так, примеров масса. Практически везде. Начиная от бытовухи и заканчивая микроэлектроникой. Пока препятствие - несовершенство технологии и расходников. Но это временно.
Отливают монокристал выгодней оказалась чем печать. Правильно сказали не вместо, вместе. Это всего лишь один из инструментов
Монокристаллы тоже можно печатать. )
Можно некто не спорит, но например в двигателе ПД14 выгодней отливать. Цена вопроса решает
Мы на тот момент просто так не умели. Но конечно соглашусь, что если прежний способ будет дешевле, то смысла менять нету.
Лучше вообще не уметь, чем уметь ТАК. Япошкам на этих двигателях если и придется летать - то недалеко и недолго, их либо Китай либо США присадит на землю один раз и навсегда.
Монокристалл металла НЕЛЬЗЯ отлить ))) Его можно вырастить
Отливают монокристал выгодней оказалась чем печать. Правильно сказали не вместо, вместе. Это всего лишь один из инструментов
да везде - например функционально это одна и таже деталь:
Извиняюсь спросить, а чего она такая разная? И в чем смысл существования 2 и 3 образцов?
Как минимум уменьшение массы.
Смотря на 2 и 3 образец, я и 1й сделал бы без центральной трубы (основы), раз там только места крепления задаются для связи, остальное так - понты, да и ремонтопригодность разная - если она нужна, а не разовый выстрел
в этом и суть - то что можно изготовить стандартными методами это первая деталь, то что может спроектировать обычный человек используя методы топологической оптимизации это вторая детаь и то что может спроектировать компьютер зная вектора приложения усилий и имея свободу в подборе вариантов крепления это третья деталь....
и да минус 60% материала при сокращение времени и затрат на производство на 30-50%....
Спасибо, впечатляет.
Страшно и интересно представить на что будут похожи механизмы полностью построенные на таких принципах.
Похоже на часть насекомого. Это же кстати наводит на мысль о "природоподобных технологиях". В природе тоже эволюционная комплексная оптимизация.
Но ведь насекомое - это механизм который испытывается миллионы лет, каждый год исчезает куча нежизнеспособных видов и возникает куча новых
Вероятно была попытка напрячься в сопромат для решения задачи "уменьшить расход металла при сохранении несущей способности с запасом прочности не менее X", где X - какая-то цифирь из ТЗ.
Видите же какая ажурная конструкция? Помнится была статья как аэробус вот так облегчали и оптимизировали до самого нижнего предела запаса прочности... и что характерно модель на испытаниях сломалась на значении чут-чуть ниже предельно испытуемого ... вот такая закавыка случилась. А могла и пройти случайно... и пошло бы всерию :)
ну да нужна корректная оценка Нагрузок и реальные тесты на этапе конструкторской отработки - с последующим до проектированием и учетом фактических данных - туту к сожалению пока никак по другому не сделать - аддитивка требует другого конструкторского подхода в принципе и натягивание совы на глобус никогда ничем хорошим в ней не заканчивалось.
можно конечно просто поставить высокий коэффициент запаса, но....
Кстати,
Обратная сторона такой конструкции - отсутствие запаса прочности.
При разрушении хотя бы одной нервюры, гарантированно разрушается вся деталь.
не совсем верно запас прочности закладывается в базовый расчет - и он вполне достаточен при корректной оценке нагрузок......
в общем то тут появляется фаза верификации нагрузок которая обычно раньше делалась путем натурных испытаний и краш-тестов...
Частое заблуждение "больше материала - надёжнее конструкция" :) В реальности это не так.
"Детский", но наглядный пример: взять полуметровую линейку и за концы согнуть на 60 градусов . Согнётся нормально. Второй эксперимент: приклеить (или хорошо примотать изолентой) к ней вдоль, последовательно две линейки по 25см. Попробовать согнуть. Разлом. Хотя материала стало вдвое больше, а деталь как бы должна быть по детским представлениям "прочнее". :)
На самом же деле за счёт изменения жёсткости некоторых частей был создан концентратор напряжения, в точке, где стыкуются две новые накладки всю прочность несёт старая линейка, гнётся под бОльшим радиусом. На этом примере детям объясняется понятие "концентратор напряжений". Другой хороший пример - рост трещин, когда за счёт прочности основного материала на краях трещины он работает как рычаг. Дырка или разрез (которые "снижают прочность"(с) :)) могли бы остановить разрыв. Но их нужно считать и сделать в верном месте.
...
В рассчитанной конструкции мы можем промоделировать слом какого-то участка (точнее, всех более напряжённых), удалить лишние напряжения, перераспределить нагрузки и т.п.
С примитивными технологиями изготовления мы даже если промоделируем нагрузки и частичные разрушения, не можем ничего с этим сделать - не сможем выборочно нарастить тут и убавить там. Поэтому запросто при частичном разрушении более тяжёлой детали получить обвальное неконтролируемое разрушение всей конструкции. Именно, что "отсутствие запаса".
>> При разрушении хотя бы одной нервюры, гарантированно разрушается вся деталь.
Помним Аквапарк в Москве.
Страницы