ПРИМЕНЕНИЕ ТРЕХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 621.77.04

DOI: 10.24412/2071-6168-2023-8-107-108

ПРИМЕНЕНИЕ ТРЕХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

В.Г. Новиков

Аддитивные технологии предоставляют новые возможности в процессе изготовления металлических деталей для машиностроения. Так трехмерная печать является инновационным методом, позволяющим создавать сложные и объемные металлические детали. В данной статье рассматривается применение трехмерной печати в процессе производства металлических изделий. В статье описаны основные принципы работы трехмерной печати, ее преимущества и недостатки. Также рассмотрены различные типы трехмерной печати, которые используются для создания металлических изделий. В данной статье рассмотрены основные аспекты применения данного метода и его влияние на качество и функциональные свойства изготовленных деталей. В данной статье проведен анализ применения аддитивных технологий в процессе изготовления металлических деталей для машиностроения. Представлены результаты исследований, которые позволяют оценить влияние данных технологий на качество и функциональные свойства изделий.

Ключевые слова: аддитивные технологии, трехмерная печать, машиностроительное производство, стали и сплавы, металлические изделия, детали.

Трехмерная печать металлических изделий является одной из новых технологий современного производства, она открывает новые возможности для создания сложных объемных деталей, которые ранее были недоступны для обычных методов изготовления [1-5]. В данной статье рассматриваются основные принципы трехмерной печати металлических изделий, а также перспективы развития данной области.

Трехмерная печать металлических изделий - это процесс создания трехмерных деталей путем последовательного нанесения слоев металлического материала на основе цифровой модели.

Существует несколько основных методов трехмерной печати металлических изделий, каждый из которых имеет свои достоинства и ограничения [6-10]. Одним из наиболее распространенных методов является селективное лазерное спекание (см. рис.), который основан на использовании лазерного луча для плавления и спекания металлического порошка. Еще одним методом является электронно-лучевая плавка (EBM), которая использует высокоэнергетический электронный луч для плавления и спекания металлического порошка. На сегодняшний день существует множество различных технологий трехмерной печати металлических изделий, которые отличаются по скорости, точности, стоимости и другим параметрам. Некоторые из них могут работать со множеством материалов и обеспечивать высокую точность, такие как DMLS и SLS. Другие технологии, такие как DED и FDM, имеют более высокую скорость печати, но имеют ограничения по точности.

В настоящее время трехмерная печать становится все более популярной в производстве металлических изделий. Появление данной технологии предоставляет возможность обеспечения высокой сложности геометрической формы деталей, однако, как и любая технология, трехмерная печать имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо изучить и оценить.

Одним из достоинств создания такого подхода является возможность получения форм деталей, которые трудно, дорого или невозможно получить с использованием традиционных методов производства. Также трехмерная печать позволяет снизить затраты на прототипирование и эксперименты, так как изделие может быть создано пря-

Известия ТулГУ. Технические науки. 2023. Вып. 8

мо из цифровой модели, не требуется изготовления инструмента для получения детали. Кроме того, данная технология позволяет сократить время получения деталей при штучном производстве и уменьшить отходы материала.

Лазер Система сканирования

I I

Спеченный порошок

Схема работы спекания

Несмотря на преимущества, трехмерная печать имеет и ряд недостатков. Один из них - ограничения по материалам. Не все металлы могут быть использованы в трехмерной печати, что ограничивает возможности производства. Также данная технология может быть затратной и требует высокой точности и квалификации оператора. Кроме того, трехмерная печать может быть непрактичной для крупнопромышленного производства из-за низкой скорости печати. Трехмерная печать может повлиять на качество металлических изделий, потому что сложение материала происходит по слоям, что может привести к анизотропии и слабым механическим свойствам. Время производства также может быть существенным фактором, особенно при необходимости создания большого количества однотипных изделий.

Трехмерная печать металлических деталей сопряжена с плюсами и минусами ее использования, которые необходимо учитывать при принятии решений о ее применении. При выборе данной технологии следует оценить ее влияние на качество, стоимость и время производства, при этом несмотря на недостатки, развитие трехмерной печати металлических изделий позволяет создавать более сложные по форме изделия, что может привести к новым возможностям в различных отраслях промышленности. Трехмерная печать металлических изделий имеет огромный потенциал для дальнейшего развития. Ожидается, что в ближайшие годы будут разработаны новые методы, материалы и технологии, позволяющие улучшить точность, скорость, стоимость и общую производительность трехмерной печати. Это, в свою очередь, приведет к расширению области применения данной технологии и созданию новых возможностей для индустрии и инноваций.

Список литературы

1. Сухочев Г.А., Коденцев С.Н., Смольянникова Е.Г. Технология машиностроения. Аддитивные технологии в подготовке производства наукоемких изделий. Воронеж: Воронежский гос. технический ун-т, 2013. 222 с.

2. Смирнов В.В., Барзали В.В., Ладнов П.В. Перспективы развития аддитивного производства в российской промышленности // Опыт ФГБОУ УГАТУ. Новости материаловедения. Наука и техника. №2 (14). 2015. С. 23-27.

3. Смирнов В.В., Шайхутдинова Е.Ф. Внедрение аддитивных технологий изготовления деталей в серийное производство // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2013. № 2-2. С. 90-94.

4. 3-D Printing Manufacturing Process is Here; Independent global forum for the Unmanned Aircraft Systems community, UAS Vision. [Электронный ресурс] URL: http://www.uasvision.com (дата обращения: 10.05.2023).

108

5. Забелин Б.Ф., Конников Е.А. Экономические аспекты развития аддитивных технологий // Вестник научных конференций. 2015. № 3-3 (3). С. 64-67.

6. Смуров И.Ю., Конов С.Г., Котобан Д.В. О внедрении аддитивных технологий и производства в отечественную промышленность // Новости материаловедения. Наука и техника. 2015. № 2. С. 11-22.

7. Юрасёв Н.И. О возможностях развития аддитивных технологий в России // Современная экономика: проблемы и решения. 2015. № 9 (69). С. 72-79.

8. Зленко М.А., Нагайцев М.В., Довбыш В.М. Аддитивные технологии в машиностроении // Пособие для инженеров. М.: ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», 2015. 220 с.

9. Turichin G., Klimova O., Zemlyakov E., Babkin K., Somonov V, Sham-ray F. Technological bases of high-speed laser direct growth of products by heterophase powder metallurgy method. Photonika, 2015. Issue 4. P. 68-83.

10. Songa J.L., Lia Y.T., Dengb G.L. Rapid prototyping manufacturing of silica sand patterns based on selective laser sintering // Journal of Materials Processing Technology, 2007. P. 614-618.

Новиков Владислав Геннадьевич, инженер-технолог, therealnovikov@,gmail.com, Россия, Тула, АО ««ПО Тульский машиностроительный завод им. Рябикова»

APPLICATION OF THREE-DIMENSIONAL PRINTING FOR OBTAINING PARTS OF

MACHINE-BUILDING PRODUCTION

V.G. Novikov

Additive technologies open up new opportunities in the production of metal parts for mechanical engineering. This 3D printing is an innovative method that allows you to create complex and voluminous metal parts. In this article, the use of three-dimensional printing in the production of metal products. The article describes the basic principles of 3D printing, its advantages and disadvantages. It also discusses various types of three-dimensional printing, which are used for the manufacture of metal products. The article discusses the main aspects of the application of this method and its impact on the quality and properties of manufactured parts. This article analyzes the use of additive technologies in the process of manufacturing metal parts for mechanical engineering. The results are presented, which allow to evaluate the impact of these studies on the quality and basic properties ofproducts.

Key words: additive technologies, 3D printing, engineering production, steels and alloys, metal products, details.

Novikov Vladislav Gennadievich, process engineer, therealnovikov@,gmail. com, Russia, Tula, JSC «PO Tula Machine-Building Plant named after. Ryabikov»