Aditīvā ražošana (dažreiz to sauc arī par ātru prototipēšanu vai 3D drukāšanu) ir ražošanas metode, kas rada cietus priekšmetus, veidojot materiāla slāņus. Lai gan ir daudz dažādu 3D drukāšanas paņēmienu, šajā rakstā galvenā uzmanība tiks pievērsta vispārējam procesam no dizaina līdz pēdējai daļai. Neatkarīgi no tā, vai pēdējā daļa ir ātrs prototips vai galīgā funkcionālā daļa, kopējais process paliek nemainīgs.
Aditīvās ražošanas process
1. Datorizēts dizains
Digitālā modeļa izgatavošana ir pirmais solis piedevu ražošanas procesā. Visizplatītākā digitālo modeļu izgatavošanas metode ir datorizēts dizains (CAD). Ir plašs bezmaksas un profesionālu CAD programmu klāsts, kas ir saderīgs ar piedevu ražošanu. Reverso inženieriju var izmantot arī, lai ģenerētu digitālos modeļus no 3D skenēšanas.
Ir vairāki dizaina apsvērumi, kas jānovērtē, projektējot piedevu ražošanai. Tie parasti koncentrējas uz funkciju ģeometrijas ierobežojumiem, lai atbalstītu vai izbēgtu caurumu prasības, un atšķiras atkarībā no tehnoloģijas.
2. STL konvertēšana un manipulācijas ar failiem
Atšķirībā no tradicionālajām ražošanas metodēm, aditīvā ražošanas procesa kritiskais posms ir nepieciešamība pārvērst CAD modeļus STL failos. STL izmanto trīsstūrus, lai aprakstītu objekta virsmu. Pirms modeļa konvertēšanas STL failā ir jāņem vērā vairāki modeļa ierobežojumi, tostarp fiziskais izmērs, ūdens necaurlaidība un daudzstūru skaits.
Pēc STL faila ģenerēšanas fails tiks importēts datu griezumā. Šī programma pārvērš STL failus g-kodā. g-kods ir ciparu kontroles (NC) programmēšanas valoda. To izmanto datorizētā ražošanā (CAM), lai kontrolētu automatizētus darbgaldus (ieskaitot CNC mašīnas un 3D printerus). Datu griezums arī ļauj dizaineriem pielāgot būvējuma parametrus, tostarp atbalstu, slāņa augstumu un detaļu orientāciju.
3.3D drukāšana
3D printeri bieži sastāv no daudzām mazām un sarežģītām detaļām, tāpēc precīzas izdrukas sagatavošanai ir ļoti svarīgi pareizi uzturēt un kalibrēt. Šajā posmā drukas materiāls tiek ielādēts arī printerī. Izejvielām, ko izmanto aditīvā ražošanā, bieži ir ierobežots glabāšanas laiks, un tām ir nepieciešama rūpīga apstrāde. Lai gan dažos procesos var pārstrādāt lieko drukas materiālu, atkārtota izmantošana var izraisīt materiāla degradāciju, ja to regulāri nenomaina.
Lielākā daļa piedevu ražošanas mašīnu nav jāuzrauga pēc drukāšanas sākuma. Mašīnas sekos automatizētam procesam, un problēmas parasti rodas tikai tad, kad mašīnai beidzas materiāls vai programmatūra noiet greizi.
4. 3D drukāto izstrādājumu apstrāde
Dažām piedevu ražošanas metodēm drukas noņemšana ir tikpat vienkārša kā drukātās daļas atdalīšana no konstrukcijas platformas. Citām, rūpnieciskākām 3D drukāšanas metodēm drukas noņemšana ir ļoti tehnisks process, kas ietver precīzu drukas ekstrakciju, kamēr tā vēl ir iesaiņota celtniecības materiālā vai piestiprināta pie būvplāksnes. Šīm metodēm ir vajadzīgas sarežģītas izņemšanas procedūras un augsti kvalificēti mašīnu operatori, kā arī drošības aprīkojums un kontrolēta vide.
5. Pēcapstrāde
Pēcapstrādes procedūras atšķiras arī atkarībā no printera tehnoloģijas. SLA prasa, lai komponenti pirms apstrādes tiktu izārstēti UV gaismā, metāla detaļām bieži ir nepieciešama stresa mazināšana krāsnī, un FDM detaļas var nekavējoties apstrādāt. Balsti, kas drukāti ar atbalsta drukāšanas paņēmieniem, tiek noņemti arī pēcapstrādes posmā. Lielāko daļu 3D drukas materiālu var slīpēt, un, lai sagatavotu izdrukas galīgai izmantošanai, tiek izmantotas citas pēcapstrādes metodes, tostarp slāpēšana, augstspiediena gaisa tīrīšana, pulēšana un tonēšana.
