Как 3D-печать металлическими материалами может трансформировать производственные процессы
В последние годы наблюдается значительный интерес к новым технологиям, таким как 3D-печать, которая позволяет создавать объекты путем послойного наложения материала. Эти технологии находят применение в различных отраслях, однако их использование для производства металлических компонентов пока ограничено.
Для повышения гибкости и диверсификации производственных процессов многие образовательные учреждения и компании активно разрабатывают 3D-принтеры для работы с металлическими материалами. В частности, в Нижегородском государственном техническом университете имени Р. Е. Алексеева (НГТУ) ведется активная работа в этом направлении.
В 2015 году НГТУ инициировал проект по интеграции 3D-печати с традиционными станками с числовым программным управлением (ЧПУ). Целью проекта является создание комплекса, способного осуществлять печать металлических деталей непосредственно на станках.
Разработанный комплекс включает в себя печатающую головку, специализированный модуль для ее размещения, сварочный аппарат, систему подачи сварочной проволоки и защитного газа, а также пульт управления. Установка данного комплекса на существующие станки не требует значительных капитальных вложений.
Процесс работы комплекса можно описать следующим образом:
-
Комплекс доставляется к станку.
-
Станок подключается к комплексу через компьютер.
-
Печатающая головка устанавливается в специализированный модуль.
-
Оператор задает параметры печати, включая скорость, расход защитного газа и режимы сварки.
-
Запускается программное обеспечение, и станок начинает процесс печати детали.
-
После завершения печати деталь подвергается дополнительной обработке для достижения необходимой точности и гладкости поверхности.
Для проверки работоспособности комплекса были проведены испытания на станке в НГТУ. В ходе испытаний были напечатаны и обработаны несколько образцов. Результаты показали, что 3D-печать металлическими материалами может успешно интегрироваться в производственные процессы на станках с ЧПУ, что способствует сокращению времени производства и снижению затрат.
Таким образом, интеграция 3D-печати металлическими материалами в машиностроительные процессы имеет потенциал для значительного повышения конкурентоспособности предприятий. Исследования в данной области продолжаются, и существует высокая вероятность дальнейшего развития данной технологии в России.
Заключение
Проведенные исследования подтвердили возможность реализации 3D-печати металлических материалов на станках с ЧПУ. Для этого необходимо лишь внести незначительные изменения в программное обеспечение станка, добавив две новые команды для управления процессом печати.
Данная технология предоставляет возможность быстрого и экономически эффективного перевода машиностроительных предприятий на новый уровень производственных возможностей. Это особенно актуально в условиях растущей потребности в гибкости и диверсификации производственных процессов.
Кабалдин Ю. Г., профессор
Колчин П. В., аспирант
Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева
