Файл: Эксплуатация установок для аддитивного производства на примере 3.docx

	ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ГОРОДА МОСКВЫ
	Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города Москвы
	«ММОСКОВСКИЙ КОЛЛЕДЖ АРХИТЕКТУРЫ И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВА»
	(ГБПОУ «МКАГ»)

Специальность	15.02.09	Оценка ___________
(код)

К У Р С О В О Й П Р О Е К Т

по междисциплинарному курсу мдк 02.02 эксплуатация установок для аддитивного производства

Тема: Эксплуатация установок для аддитивного производства на примере 3D принтера SLA/DLP технология.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Руководитель проекта ________ /Горностай С.В./ (фамилия, инициал имени) «____» ________________ 20 ___ (дата) Обучающийся группы АТ 1-19 ____________ /Финашина А.С/ (фамилия, инициал имени) «____» ________________ 20 ___ (дата)

Москва 2023 г

Содержание

Введение

Аддитивное производство интегрируется в существующий производственный процесс и предлагает решения, зачастую недоступные традиционным технологиям, с целью сократить производственный цикл и, как следствие, значительно сэкономить время и издержки.

---

Основной момент, который следует принять во внимание: 3D-печать подходит только для опытного, экспериментального или мелкосерийного производства.

Если традиционные методы обеспечивают желаемую производительность, если не требуется разрабатывать новую продукцию, оптимизировать их конструкцию и улучшать характеристики изделий, – организовывать аддитивный центр нецелесообразно.

В начале 80-х начали развиваться новые методы производства деталей, основанные не на удалении материала как традиционные технологии механической обработки, а на послойном изготовлении изделия по трехмерной модели, полученной в САПР, за счет добавления материала в виде пластиковых, керамических, металлических порошков и их связки термическим, диффузионным или клеевым методом. Группа этих технологий на западе получила название «аддитивное производство». За три десятилетия технология перешла от изготовления бумажных и пластиковых прототипов к непосредственному получению готовых функциональных изделий. К настоящему времени технология позволяет получать металлические и неметаллические прототипы и функциональные изделия, которые не требуют механической пост-обработки.

Цель: Рассмотреть применение технологий, оборудования и ремонта аддитивных установок.

Задачи:

• 
  Изучить технологию аддитивного производства и их применение.
  
• 
  Проанализировать оборудование для аддитивных технологических процессов
  

1. Технологии аддитивного производства.

1.1. Использование аддитивных технологий в промышленности

Суть аддитивного производства – в сложении, а не вычитании. Если при традиционном производстве вначале имеется заготовка, от которой потом отсекается все лишнее, то в случае с аддитивными технологиями новое изделие создается из ничего, а точнее, из расходного материала. Например, в домашних 3D-принтерах – это специальная пластмассовая проволока. Но, как известно, из пластика можно печатать только не слишком прочные детали и предметы. Относительно недавно в 3D-сфере началась новая эра – печать из металлических материалов. Именно данная технология аддитивного производства является основой происходящей сейчас промышленной революции.

Ключевые преимущества – это снижение числа комплектующих частей создаваемых деталей. Например, изготовление обычным методом топливной форсунки для реактивного двигателя требует около 20 разных запчастей, которых нужно соединить с помощью сварки. Применение же 3D-печати позволяет создавать форсунку намного быстрее из специального материала.

---

Отсюда следует еще один важный момент – экономия исходного сырья и минимизация отходов. Аддитивные технологии позволяют в производстве использовать ровно столько материала, сколько требуется для конкретной детали. При традиционных способах изготовления потери сырья могут составлять до 85%.

Благодаря этому снижается и вес готовой детали, что особенно актуально для авиационной промышленности. Производители авиадвигателей уже научились создавать аддитивным способом различные кронштейны и втулки, которые при сохранении всех прочностных характеристик на 40-50% легче своих «традиционных» аналогов.

Еще одна сильная сторона аддитивного производства – штучное изготовление изделия любой формы. Этим объясняется особый интерес к аддитивным технологиям медицины и авиационно-космической промышленности – отраслей, которые довольно часто требуют мелкосерийного производства.

Самые перспективные отрасли для внедрения 3D-печати – те, где в приоритете оптимизация или создание новых типов изделий: авиационно-космическая, атомная и нефтегазовая промышленность, машиностроение, энергетика, судостроение, а также автомобилестроение, архитектура, медицина. На производствах с литьем и металлообработкой 3D-принтеры станут эффективным решением при создании литейных моделей, прототипов и оснастки.

Трехмерное сканирование и моделирование найдут применение везде, где выполняются контроль качества и обратное проектирование.
Преимущества аддитивных технологий и их отличие от традиционного производства.

• 
  Быстрота изготовления. Традиционными способами сложную деталь производят в течение месяцев, а с 3D-печатью ее можно сделать за несколько часов. После изготовления часто не нужна дополнительная механическая обработка.
  
• 
  Безотходное производство. В традиционном производстве велик риск отправить неверно изготовленную деталь в отходы. При использовании аддитивных методов, если металлическая деталь не получилась, ее можно вновь превратить в порошок и из него опять напечатать то же изделие.
  
• 
  Отсутствие швов и сварных соединений. В отличие от традиционного производства, с помощью аддитивных технологий можно получить изделия с уникальными свойствами, без швов и стыков. Такие объекты невозможно изготовить с помощью сварки и штамповки.
  

---

3D-сканер и программное обеспечение для обработки полученных данных – необходимые инструменты для современного предприятия. 3D-моделирование может использоваться на любом этапе управления жизненным циклом продукта, позволяет сократить время и расходы на этапе разработки и ускорить выпуск продукта на рынок.

Устройства 3D-сканирования обеспечивают точность в диапазоне 20-50 микрон на метр. Если такие параметры точности вас не устраивают, продолжайте использовать координатно-измерительные машины. Однако в плане скорости измерений, портативности и стоимости трехмерные сканеры оставляют КИМ далеко позади.

В наше время аддитивные технологии очень востребованы и в плане замен и ремонта многих деталей.

Основная проблема краткосрочных ремонтов – это восстановление оригинальных деталей изделий, снятых с производства либо производящихся за пределами Российской Федерации после распада Советского Союза. В этом случае наиболее технологически сложным является процесс возобновления производства деталей, получаемых литьем. Возобновление литейного производства широкой номенклатуры деталей в единичном объеме для ремонтных предприятий невыгодно.

Одно из перспективных направлений решения этих вопросов - внедрение аддитивных технологий в ремонтное производство в комплексном сочетании 3D-печати и 3D-сканирования. Так, при дефектации деталей с помощью 3D-сканера возможно было бы определить величину износа поверхности, а с помощью 3D-принтера восстановить изношенную поверхность с учетом неравномерности износа.

Сочетание применения аддитивных технологий и выполнения ремонтных работ расширяет возможности эффективного использования энергетических установок по назначению. Такая вариативность позволяет решать поставленные задачи.

В машиностроении аддитивные технологии внедряются не менее активно. В частности, автомобильные концерны с их помощью на порядок сокращают период прохождения НИОКР по литейным деталям (головки цилиндров моторов, КПП, мосты). Внедряя AF, конструкторы получают наглядную модель двигателя спустя две недели с момента завершения работы над техническим проектом. Ранее на это требовались месяцы.

Государственную программу Японии по внедрению аддитивного оборудования поддерживают 27 компаний, включая Panasonic, Mitsubishi, Nissan. Планируется, что к 2020 году здесь удастся создать совершенный промышленный 3D-сканер. Параллельно, страна финансирует мероприятия по разработке программного обеспечения, НИОКР в области сверхточной печати.

---

Отечественные предприятия с каждым годом все более активно используют системы 3D‑печати в производственных и научных целях. Оборудование для аддитивного производства, грамотно встроенное в производственную цепочку, позволяет не только сократить издержки и сэкономить время, но и начать выполнять более сложные задачи.
Преимущества использования аддитивной 3D печати в медицине:

С помощью томографических снимков стала возможной в высокой точностью печать органа с патологией для изучения тонкостей и нюансов предстоящей операции.

Трансплантология шагнула далеко вперед. Аддитивные технологии здесь решают сразу несколько задач – морально-этическую и сокращение времени ожидания, известный факт, что люди по нескольку лет ждут донорские органы, но иногда счет идет не на года, а на дни и даже часы. В скором времени пересадка искусственно выращенных человеческих органов станет реальностью. Печать стерильного инструментария. В эпоху тяжелых и неизлечимых вирусных инфекций, одноразовые стерильные инструменты сводят на нет заражение во время медицинских манипуляций.

На сегодняшний день, в медицине успешно применяются следующие продукты аддитивных технологий:

На сегодняшний день, в медицине успешно применяются следующие продукты аддитивных технологий:

1. 
   искусственно выращенная человеческая кожа (актуальна для пересадки людям с высокой площадью ожогов);
   
2. 
   биосовместимая костная и хрящевая ткань;
   
3. 
   печать органов с онкологическим процессом и изучения влияния лекарств на опухоли;
   
4. 
   стоматологические импланты, протезы, коронки;
   
5. 
   индивидуальные слуховые аппараты;
   
6. 
   ортопедические протезы.
   

Аддитивные технологии в фармакологии

При обилии современных медикаментов, для врача важно знать, что такое аддитивный эффект в лекарствах, от этого зависит успех лечения. Совокупное действие принятых препаратов во время лечения должно быть взаимодополняющим и усиливающим, но не всегда это так. Все зависит от индивидуальной непереносимости, состояния организма. Аддитивные технологии приходят на помощь и здесь. Уже тестируются напечатанные 3d таблетки Spritam от эпилепсии, в которых заложена информация о пациенте:

пол, вес, возраст, состояние печени, индивидуальная дозировка.

На сегодняшний день, в медицине успешно применяются следующие продукты аддитивных технологий:

---