00:00

Additive Manufacturing: Construction and Technology in Instrumentation by Moises Boris Borisovich

Additive manufacturing, also known as 3D printing, involves layer-by-layer building and synthesis of objects using computer-based technologies. This process enables the creation of complex three-dimensional objects based on digital models. The application of additive technologies spans various industries, from aviation to medicine, showcasing its potential for creating efficient, lightweight, and innovative products. Materials commonly used include wax, powders, liquid polymers, and various plastics. Different methods like FDM and SLA offer unique approaches to additive manufacturing, paving the way for groundbreaking advancements in various fields.

chopitea
Download Presentation

Additive Manufacturing: Construction and Technology in Instrumentation by Moises Boris Borisovich

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. 1 t p u . r u ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ Конструирование и технология в приборостроении Мойзес Борис Борисович 2022 Доцент отделения контроля и диагностики

  2. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 2 2 Аддитивные технологии (Additive Manufacturing, аддитивность – прибавляемый) – это послойное наращивание и синтез объекта при помощи компьютерных 3D технологий. 3D-печать или «аддитивное производство» – процесс создания цельных трехмерных объектов практически любой геометрической формы на основе цифровой модели. 3D-печать основана на концепции построения объекта последовательно наносимыми слоями, отображающими контуры модели. Рис. 1. Фотография реализации ТП 3D-печати

  3. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 3 3 Применение аддитивных технологий 3-D печать – перспективная технология, способствует производству множества изделий для быта, здоровья, безопасности человека. Например, данная технология в авиастроении помогает создавать более высокоэкономичный и легкий по весу авиатранспорт, при этом его аэродинамические свойства сохраняются в полном объеме. Это стало возможным в результате применения принципов строения костей птичьего крыла в проектировании крыльев самолета.

  4. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 4 4 Рис. 2. Первые реактивные двигатели на 3D-печати

  5. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 5 5 Строительство – здания Ювелирные изделия – прототипы Архитектура – макеты Рис. 4. Уникальный дом в форме ленты Мёбиуса Рис. 5. Прототип и украшение Рис. 3. Макет здания Функциональное тестирование – тестирование новых механизмов в сборе при дороговизне изготовления отдельных компонентов в одном экземпляре. Рис. 6. Прототип ключа

  6. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 6 6 Медицина – воссоздание точной копии человеческого скелета для отработки приёмов, гарантирующих проведение успешной операции, в протезировании и стоматологии, Рис. 7. Прототипы зубных коронок Образование Печать игрушек и сувениров Геоинформационные системы Рис. 10. Ландшафтная 3D карта Рис. 8. Прототипы механизмов Рис. 9. Игрушки

  7. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 7 7 Приборостроение Рис. 11. Литий-ионные микроаккумуляторы Рис. 12. Датчик Холла для измерения напряженности магнитного поля

  8. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 8 8 Рис. 13. Процесс печати антенны из токопроводящего материала: A, В – на внешней и внутренней поверхностях стеклянной полусферы; C, D – готовая антенна.

  9. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 9 9 Материалы, используемые в аддитивных технологиях: • воск; • порошки – гипсовый, металлический; • жидкие полимеры (фотополимерные смолы), затвердевающие при облучении светом. Как правило, такие материалы чувствительны к ультрафиолетовому диапазону; • разного рода полиамиды – пластмассы; • полистирол.

  10. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ Аддитивные 3d технологии 10 10 FDM (Fused deposition modeling) – моделирование плавленого осаждения. Изделие формируется послойно из расплавленной пластиковой нити. SLA(Laser Stereolithography) – лазерная стереолитография. При помощи лазера происходит послойное отвердевание жидкого полимера. MJM (MultiJet Modeling) многоструйное 3d моделирование с использованием фотополимеров и воска. LOM (laminated object manufacturing) – изготовление ламинированных объектов SLS (Selective Laser Sintering) – технология выборочного (селективного) лазерного спекания порошка. Получение особо прочных объектов любых размеров. CJP (ColorJet printing) – единственная в мире 3d полноцветная печать с принципом склеивания порошка, состоящего из гипса.

  11. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 11 11 Метод послойного наплавления (FDM) Технология трехмерной печати, при которой построение объекта идет за счет расплавления нити пластика, которая через экструдер подается на рабочую поверхность. Рис. 14. Пример нанесения слоя Рис. 16 Оборудование для технологии Рис. 15. Фотография рабочей зоны

  12. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 12 12 Рис. 17. Примеры изделий

  13. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 13 13 Рис. 18. Принцип обработки Рис. 19. Фотография экструдера

  14. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 14 14 Портальная конструкция Гайка Ремень Экструдер Заготовка Ходовой винт Муфта Двигатель Стол Рис. 20. Элементы оборудования

  15. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 15 15 Для осуществления FDM-печати – 3D-модель нужного изделия в формате STL. В данном формате – модель порезана на тончайшие слои, каждая точка которых имеет известные координаты. Для печати всей модели на принтер сначала передаются данные о форме первого слоя, после чего устройство начинает выдавливать в строго заданных местах расплавленный пластик. FDM-технология может обеспечить толщину слоя в 0,02-0,05 мм. После нанесения пластика экструдер отдаляется от модели эту толщину и весь процесс повторяется.

  16. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 16 16 SLA– лазерная стереолитография Ванна с жидким полимером. Луч лазера воздействием УФ лучей полимеризует поверхность материала. После готовности одного слоя, платформа с деталью опускается, жидкий полимер заполняет пустоты, далее запекается следующий слой и процесс повторяется. После печати производиться постобработка объекта путём удаления материалов поддержки и шлифовки. Рис. 21. Элементы оборудования

  17. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 17 17 Программная сторона лазерной стереолитографии практически идентична FDM-печати Рис. 22. Элементы оборудования

  18. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 18 18 SLS – технология выборочного лазерного cпекания Похоже на SL, но вместо жидкого полимера используется порошок, который спекается лазером. Рис. 23. Элементы оборудования

  19. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 19 19 Порошок напыляется равномерным слоем по всей площади, после чего лазер запекает только те участки, которые соответствуют сечению модели на этом слое на этой высоте. Технология состоит из двух параллельных процессов: • вначале подготавливается ровный тонкий слой порошка по всей возможной площади; • после этого включается мощный лазер и запекает те области, который соответствуют срезу макета объекта. Модель опускается вниз на расстояние, равное толщине слоя Алгоритм повторяется, пока процесс не дойдет до самой верхней точки модели

  20. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 20 20 Изготовление ламинированных объектов (LOM) LOM – технология создания трехмерных изделий методом послойного склеивания элементов, вырезанных из листового материала. Прочность LOM-объектов в большинстве случаев позволяет использовать их для проверки функциональности проектируемого изделия. Для изготовления изделий используется бумага или листовой пластик с нанесенным сухим связующим веществом. С помощью специального программного обеспечения рассчитывается необходимое количество поперечных сечений изделия.

  21. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 21 21 1. Материал из рулона или отдельным листом подается на платформу рабочей зоны, и “раскатывается” по ней разогретым до нужной температуры и под необходимым давлением роликом, склеивая (ламинируя) слой. 2. Далее, по траектории, определенной в слайсере (программном обеспечении 3Dпринтера, разбивающем математическую CAD/CAM-модель на слои), материал разрезается лазером (или ножом), образуя первое сечение изделия. 3. Оставшийся вокруг и внутри сечения материал надрезается дополнительно или заштриховывается для более легкого удаления по окончании печати.

  22. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 22 22 4. После чего, платформа рабочей зоны вместе с первым слоем опускается вниз. Рулон материала проворачивается и поверх первого слоя накладывается следующий слой материала, нижняя часть которого покрыта клеем (в зависимости от используемого материала). А там где используется листовой материал, накладывается новый лист. 5. Процесс повторяется необходимое количество раз, после завершения которого удаляются отходы материала.

  23. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 23 23 Рис. 24. Элементы оборудования 1 Поставка фольги. 2 Нагреваемый ролик. 3 Лазерный луч. 4. Сканирующая призма. 5 Лазерный блок. 6 Слои. 7 Движущаяся платформа. 8 Отходы.

  24. ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ 24 24 Многоструйное моделирование (MJM) Печатающий блок движется с жидким полимером вдоль рабочей поверхности. УФ-лампа засвечивает нанесенные частицы материала, он затвердевает, формируя заданное изделие. Основной материал распыляется в соответствии с заданным алгоритмом слой за слоем. Поддерживающий материал заполняет пустоты и помогает сохранить целостность конструкции печатаемого объекта Рис. 25. Элементы оборудования

  25. 25 t p u . r u ТЕХНОЛОГИЯ 3D-ПЕЧАТИ Конструирование и технология в приборостроении Мойзес Борис Борисович 2022 Доцент отделения контроля и диагностики

More Related