Rapid.Tech 2015. Аддитивное производство во всем разнообразии

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Rapid.Tech 2015. Аддитивное производство во всем разнообразии

Dr. Georg Schliepe, Gammatec Engineering GmbH
Перевод: И. Бычков, д.т.н.

Конференция и выставка Rapid.Tech впервые были организованы в Эрфурте (Германия) одиннадцать лет тому назад. С тех пор информационная и инновационная насыщенность этого ежегодного мероприятия привлекает все большее число посетителей.

Техническая конференция, состоявшаяся 10–11 июня 2015 года, стала трибуной для 79 докладов, на которых побывали почти 4000 специалистов из пятнадцати стран мира. Многие из них — активные исследователи и разработчики новых решений. Сочетание технической конференции и выставки, по мнению организаторов Rapid.Tech, делает мероприятие уникальным явлением в области экспозиций, и в этом — его главное отличие от других крупных выставок

Rapid.Tech дает полный обзор современного состояния аддитивного производства в Европе и разнообразия его продуктов. Внимание многих профессионалов привлекли технологические особенности аддитивного производства изделий из металлов.

Аэрокосмическая промышленность

О современном состоянии и будущих ожиданиях от аддитивных производств в авиационно-космической промышленности сделал доклад Питер Сандер (Peter Sander), менеджер по новым технологиям и концепциям в Airbus. Он отметил, что сегодня Airbus A350 содержит 80 «летающих деталей, изготовленных по данной технологии». И хотя большинство этих компонентов — неметаллические легкие конструкции, — сказал он, — наметилась тенденция к применению металлических компонентов.

Кронштейн кабины из Ti6Al4V (рис. 5) был первой деталью в самолетах Airbus из металла, полученной по аддитивной технологии. Он имеет бионическую структуру, что позволило существенно снизить его массу. Аддитивное производство металлических деталей позволяет Airbus достичь снижение веса на 30% по сравнению с деталями из углеродных армированных волокон (CFC), широко используемых сейчас в авиации.

По сообщению Питера Сандера, Airbus Operations планирует произвести до 2018 г. более 30 тонн аддитивных металлических деталей. Из чего следует, что Airbus становится ключевой движущей силой внедрения аддитивных технологий в аэрокосмической промышленности. Тут уделяют повышенное внимание титановым деталям для самолетов и в ближайшем будущем ожидают 100-кратного роста объемов продукции, изготовленной с помощью аддитивных технологий. Если этот оптимистичный прогноз сбудется, это обозначит коренные структурные изменения в отрасли, производящей детали самолетов из титана.

Производство ювелирных изделий с применением аддитивных технологий

В отраслях, выпускающих ювелирные изделия и часы, растет интерес к аддитивному производству из драгоценных металлов, отметил Фрэнк Купер (Frank Cooper) из школы ювелирных изделий Бирмингемского университета (Велико­британия).

Специалистов особенно привлекает потенциал аддитивного производства, способствующий сохранению драгоценных металлов.

Студенты школы ювелирных изделий с большим вниманием исследовали варианты дизайна, предлагаемые такой технологией. Были продемонстрированы инновационные решения для 18-каратного золотого украшения, изготовленного в Бирмингеме.

Некоторые примеры приведены на рис. 6. Предметы наделены уникальными свойствами, которые обеспечивают защиту от пиратства, например, рис 7.

Аддитивное производство в области медицинских технологий

Главной темой на конференции была медицинская техника. Темы экспозиции и обсуждений — от хирургических инструментов, имплантатов и стентов эндопротезов сосудов до инновационных биоразлагаемых материалов.

Преимущества аддитивных технологий в производстве индивидуальных эндопротезов-имплантатов продемонстрировал Максимилиан Манш (Maximilian Munsch) из Implantcast GmbH, Букстехуде (Германия). Участников Rapid.Tech впечатлил образец, выполненный на заказ для частичной замены тазобедренного сустава из Ti6Al4V (рис. 8). Длина стороны — 120 мм, диаметр центральной части — 56 мм.

Достижения сложной челюстно-лицевой хирургии были представлены Флорианом Тирингером (Florian Thieringer), университетская клиника Базеля (Швейцария). Исходные данные о костях пациента, которые будут подвергнуты операции, например, челюсти, изначально формируются на основе компьютерной или магнитно-резонансной томографии. При этом разрабатывается 3D-модель, которая затем создается на 3D-принтере из полимера. Затем она используется для точной установки пластины титана на челюсти. Пластина изготавливается по аддитивной SLM-технологии. На рис. 9 показана модель челюсти и Ti пластины (слева), а также модель челюсти с креплением пластины в месте перелома (справа). Этот метод, конечно, не ограничивается челюстно-лицевой хирургией и может быть применен в широком спектре операций. 3D-визуализация и 3D-программное обеспечение все чаще используются для моделирования хирургических вмешательств.

В этом году на Rapid.Tech стоматологи-технологи были представлены особенно широко, что, по словам организатора, связано с приближением международного стоматологического шоу (IDS) в Кельне, имеющего большое влияние на развитие отрасли.

Разработка программного обеспечения

Программное обеспечение 3D-конструкций скоро будет частью повседневной жизни. Как сообщил Адриан Ланнин (Adrian Lannin), Microsoft Corporation (США), операционная система Windows 10 будет включать в себя платформу, позволяющую создавать объекты в 3D и подключить 3D-принтер непосредственно к компьютеру в качестве plug-and-play-устройства. Использование этих технологий ведущим мировым поставщиком программного обеспечения подчеркивает их значение для дальнейшего развития разных сфер человеческой деятельности. Новый формат файла 3MF был разработан с целью уменьшения размера стандартных файлов для 3D-печати. Ланнин заверил аудиторию, что новое программное обеспечение Windows 10 будет совместимо с программами других 3D-принтеров.

Разработчики упорно трудятся над улучшением программного обеспечения, создавая удобства для пользователя при 3D-проектировании. Инновационную разработку программного обеспечения для изготовления медицинских имплантатов с улучшенным руководством для пользователя и интегрированным принципом производства представил Флориан Коигни (Florian Coigny), Mimedis AG, Базель (Швейцария). По его словам, новая программа проста в использовании и интуитивно понятна, позволяет хирургу стать дизайнером индивидуальных имплантатов, освобождает от необходимости привлекать инженеров-конструкторов к оформлению своих идей в 3D-дизайне.

Инструментальные решения для промышленности

Инструментальная промышленность всё чаще использует селективное лазерное сплавление (SLM) для ремонта, изготовления прототипов и передового инструмента с интегрированными охлаждающими каналами. Грамотная разработка каналов охлаждения в инструментах, используемых для литья и литья под давлением, сокращает время цикла и значительно изменяет распределение температуры в инструменте. Это ведет к уменьшению искажений продуктов из-за тепловых эффектов, повышает общее качество.

Матиас Гебауер (Mathias Gebauer), Fraunhofer IWU (Институт прикладного исследования и разработки технологий для автомобильной и машиностроительной отраслей), Хемниц (Германия), сообщил о разработке вставок для литья под давлением, изготавливаемых по аддитивным технологиям с внутренними каналами охлаждения (рис. 10). Вставки намеренно выполнены пористыми для улучшения вентиляции полости.

Прогноз

В ходе конференции были глубоко проанализированы и обобщены результаты многих успешных изысканий, высказана уверенность в необходимости дальнейшего развития аддитивных технологий и совершенствования оборудования для их осуществления.

Как было отмечено, сделать технологию привлекательной для многих приложений можно, повысив ее производительность. Пока переход от одного материала к другому происходит чрезвычайно долго, так как чистка машины в некоторых случаях занимает от двух до трех дней. Еще одним препятствием для дальнейшего роста отрасли является ограниченное число металлосплавов, пригодных в настоящее время для 3D-печати.

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.