Гибридизация произодства

Часть 1: Гибридизация производства: суть и основные подходы

Гибридизация производства — это подход, который объединяет аддитивные технологии (3D-печать) с традиционными методами, такими как литье, механическая обработка, штамповка и сварка, дробе-/пескоструйка, и рядом других. Такой подход позволяет создавать изделия с уникальными свойствами, снижать затраты на материалы и ускорять производственные процессы.

Однако о гибридизации в эпоху аддитивных технологий стали говорить уже давно, ведь промышленная 3D-печать редко дает удовлетворительный для инженеров результат сразу "из коробки". Удаление поддержек, обработка ответственных поверхностей, нарезание резьбы, рассверливание отверстий, защитные покрытия... Все это требует подключения традиционных методов, которые за многие десятилетия, а то и столетия, обрели статус незыблемых.

🔧 Основные промышленные аддитивные технологии в России, часто требующие гибридизации:

- Синтез на подложке: L-PBF/SLM, E-PBF/EBM
- Прямой подвод энергии и материала для порошка и проволоки: L-DED (W)/LWC, E-DED (W)/EBF3, Arc-DED (W)/WAAM/PAW
- Печать связующим MBJ
- Фотополимеризация в ванне SLA
- Экструзия материала: FFF/FDM, FGF

Очевидно, что это не весь перечень технологий, а наиболее востребованных на данный момент.

💡 Пример: в аэрокосмической сфере гибридизация позволяет создавать детали с внутренними каналами охлаждения с низким значением шероховатости, которые сложно или невозможно изготовить традиционными методами.

И еще несколько слов о том бурлении, которое происходит в аддитивном сообществе. Все чаще начинают появляться гибридные комплексы, которые совмещают аддитивные и классические производственные методы, например: SLM+ЧПУ, DED+ЧПУ, FGF+ЧПУ, и другие. Но об этом мы поговорим с вами в особенных выпусках нашего новостного дайджеста.

Продолжение следует... ✨

Гибридизация производства

Часть 2: Преимущества гибридизации производства

✅ Снижение материальных затрат: аддитивные технологии позволяют минимизировать отходы, используя только необходимое количество материала.
✅ Ускорение разработки: быстрое прототипирование с помощью 3D-печати сокращает время вывода продукта на рынок.
✅ Улучшение характеристик изделий: комбинация технологий позволяет создавать детали с улучшенными механическими и термическими свойствами.
✅ Кастомизация: гибридизация делает возможным производство индивидуальных решений без значительного увеличения затрат.

🚀 Пример: в медицине гибридизация позволяет создавать персонализированные имплантаты с помощью SLM, которые затем дорабатываются традиционными методами для повышения точности и прочности.

Осталось самое интересное — примеры сочетания технологий! Ждите нашу следующую часть и поддержите нас лайками! 👀

Уважаемые коллеги, партнеры и друзья!
Сердечно поздравляем вас с Днем защитника Отечества! Этот праздник – символ мужества, чести и преданности Родине. Мы выражаем глубокую признательность всем, кто стоит на страже мира и безопасности нашей страны, кто своим самоотверженным трудом укрепляет ее мощь и процветание.
Желаем вам крепкого здоровья, неиссякаемой энергии, успехов во всех начинаниях и мирного неба над головой! Пусть этот день будет наполнен радостью, теплом и гордостью за свою страну!
С уважением, команда ЦАТ

Гибридизация производства

Часть 3: Примеры сочетания аддитивных и традиционных технологий

1. SLM + механическая обработка:

- В производстве турбинных лопаток SLM используется для создания сложных внутренних структур. Пескоструйка удаляет следы поддержек, придает поверхности матированный и более качественный вид, а механическая обработка обеспечивает высокую точность внешних поверхностей. Абразивно-экструзионная обработка помогает улучшить качество внутренних поверхностей.
- Пример: завод Авиадвигатель использует эту комбинацию для производства компонентов газовых турбин.

2. DED + литье:

- Технологии газопорошковой или проволочной наплавки применяется для ремонта или модификации литых деталей, что продлевает их срок службы.
- Пример: в аэрокосмической отрасли DED используется для восстановления лопаток турбин.

3. SLA + гальваника:

- Стереолитография используется для создания мастер-моделей, которые затем покрываются металлом. Второе частое использование гибридных принципов — создание выжигаемой модели, покрытие ее керамической оболочкой и литье металла в форму.
- Пример: в ювелирной промышленности SLA-модели используются для создания точных форм для литья (может использоваться выжигаемые или выплавляемые фотополимеры или воск).

Продолжение следует... ✨

Гибридизация производства

Часть 4: Практические примеры гибридизации в различных отраслях

🔩 Автомобильная промышленность:

- Многие зарубежные и некоторые из российских премиальных автопроизводителей используют SLM для производства легких и прочных элементов кузова и подвески, которые, предварительно обработанные, интегрируются в автомобиль вместе с в традиционно полученными деталями.
- Пример: сложные и индивидуальные кронштейны и крепления, изготовленные с помощью 3D-печати, дорабатываются на фрезерных станках.

✈️ Аэрокосмическая отрасль:

- Авиадвигатель применяет DED для ремонта и модификации турбинных лопаток, изготовленных традиционным литьем. Технология FGF используется быстрого получения композитных выкладочных форм.
- Пример: лопатки с внутренними каналами охлаждения, созданные с помощью SLM, подвергаются термической обработке для повышения прочности, а также лезвийной механообработке для повышения качества поверхностей.

🏥 Медицина:

- В производстве медицинских имплантатов используется SLM для создания пористых структур, которые затем обрабатываются химико-термическими методами для повышения биосовместимости.
- Пример: индивидуальные челюстные имплантаты, изготовленные с помощью 3D-печати, дорабатываются вручную для идеальной посадки.

Продолжение следует... ✨

Гибридизация производства

Часть 5: Будущее гибридизации производства

🚀 Гибридизация продолжает развиваться, открывая новые возможности для различных отраслей. Среди перспективных направлений:

- Интеграция робототехники: автоматизация процессов гибридизации с помощью роботизированных систем.
- Использование композитных материалов: сочетание 3D-печати с традиционными методами для создания изделий из композитов.
- Синергия: 3D-печать и традиционная обработка могут быть объединены на одном станке для получения деталей за один постанов.
- Цифровые двойники: использование цифровых моделей для оптимизации гибридных производственных процессов.

💡 Пример: в энергетике гибридизация позволяет создавать более эффективные теплообменники с помощью SLM, которые затем интегрируются в традиционные системы.

Гибридизация — это не просто тренд, а необходимость для современных высокотехнологичных отраслей. Она позволяет объединить гибкость аддитивных технологий с надежностью традиционных методов, создавая инновационные решения.

Абразивно-экструзионная обработка

Часто многих аддитивщиков сводит с ума мысль об удалении поддержек внутри сложных каналов и труднодоступных поверхностей. Борются с этим путём переориентации модели в камере построения или внесением изменений в конструкцию детали, например, добавляя каплевидные или ромбовидные отверстия. Компромисс, одним словом. Но мы же работаем с аддитивными технологиями именно из-за их высочайшей гибкости. Значит, ответы на свои вопросы нужно искать в методах постобработки.

Абразивно-экструзионная обработка (АЭО, англ. abrasive flow machining, AFM) служит для простого и эффективного удаления поддержек и придания поверхностям низкого уровня шероховатости.

Применение в аддитивных технологиях:

1. Постобработка деталей. После 3D-печати поверхность деталей часто имеет шероховатости, наплывы или остатки поддержек. Установка АЭО позволяет эффективно удалять такие дефекты, обеспечивая гладкую и точную поверхность.

Это особенно важно для деталей, которые требуют высокой точности и качества поверхности, например, в аэрокосмической или медицинской промышленности.

2. Калибровка размеров. Аддитивно изготовленные детали могут иметь небольшие отклонения от заданных размеров. АЭО позволяет точно калибровать геометрию деталей, удаляя излишки материала.

3. Обработка сложных форм. 3D-печать позволяет создавать детали сложной геометрии, которые трудно обрабатывать традиционными методами. АЭО способна работать с такими формами, обеспечивая равномерную обработку поверхности.

4. Улучшение механических свойств. Обработка поверхности может улучшить механические свойства деталей, такие как усталостная прочность, за счет удаления микротрещин и других дефектов, возникающих в процессе печати.

5. Экологичность. АЭО является экологически чистым методом, так как не использует вредных химических веществ. Это соответствует современным трендам в аддитивных технологиях, где устойчивость и экологичность играют важную роль.

Установки АЭО могут стать важным звеном в цепочке постобработки деталей, изготовленных с помощью аддитивных технологий. Они обеспечивают высокое качество поверхности, точность и возможность работы с сложными геометриями, что делает их полезными для современных производственных процессов.

Единственный в мире российский ТГ-канал об авиационном двигателестроении - ОДК. Рассказываем, живем, создаем!

Срочно подписывайтесь на наш канал и оставляйте свои реакции.

Обязательно отправляйте в рабочие чаты, а также друзьям и коллегам!

Пусть все подписываются и узнают, как мы работаем в лучшей в мире отрасли!

4 марта АО ЦАТ принял участие в панельной дискуссии «Перспективы внедрения аддитивных технологий в России и их роль в достижении технологического лидерства», прошедшей в рамках форума-выставки «МашЭкспо Сибирь-2025».
Панельная дискуссия затронула вопросы, связанные с реверс-инжинирингом, постобработкой изделий, разработкой материалов и перспективными технологическими решениями в области 3D-печати, а также новых образцах продукции отрасли.

🚀Дробеструйная обработка для 3D-печати: как улучшить качество ваших изделий?

Представьте: ваше изделие, которое только что вышло из 3D-принтера, выглядит немного... "слоисто". И вот на помощь уже спешит дробеструйная обработка, подобно SPA, убирая все неровности, словно профессиональный косметолог. Поверхность вашей детали также становится более прочной и готовой к покраске.

🔹 Что это такое?
Дробеструйная обработка — это процесс очистки и упрочнения поверхности с помощью мелких абразивных частиц (дроби), которые подаются под высоким давлением. Этот метод не только удаляет неровности, но и улучшает механические свойства материала.


🔹 Почему это важно для 3D-печати?
— Сглаживание поверхности: убирает слоистость, характерную для 3D-печати, делая изделие более гладким и эстетичным.
— Упрочнение: повышает износостойкость и долговечность деталей.
— Подготовка к покраске: обеспечивает лучшее сцепление краски с поверхностью.

🔹 Как это работает?
Специальное оборудование (дробеструйные камеры или установки) направляет поток дроби на поверхность изделия. В зависимости от задачи можно использовать разные типы абразива: стальную дробь, керамику, стекло и другие материалы.

🔹 Где применяется?
— Прототипирование и мелкосерийное производство.
Обработка металлических, пластиковых и композитных деталей.
— Реставрация и восстановление старых изделий.

🔹 Преимущества:
— Скорость.
— Возможность работы с деталями сложной геометрии.
— Экологичность (используемые материалы часто поддаются повторной обработке).

Ваши изделия заслуживают большего, чем просто быть напечатанными. Подарите им финальный штрих, быстро и просто удаляя последствия некоторых технологий!

Уважаемые коллеги!
От всей души поздравляю вас с Международным женским днем!

Этот весенний праздник – особенный. Он о теплоте, заботе, вдохновении, которые вы щедро дарите миру. Каждый день вы вносите неоценимый вклад в общее дело и создаете в коллективе атмосферу взаимопонимания, поддержки, уважения и доброты.
Своим трудом вы разрушаете распространенный стереотип, что сложные технологии, производство и машиностроение – не женская работа. Вот лишь несколько ярких примеров из практики ОДК, которые заслуживают искреннего восхищения: женщина-директор руководит внедрением инновационных материалов и аддитивных технологий для передовых двигателей ПД-14 и ПД-35; женщина-технолог создает технологию гибридного литья по выплавляемым моделям; заместитель директора по учебно-методической работе внедряет инновационную каскадную систему наставничества; специалист по охране труда обучает коллег оказанию первой помощи и входит в топ-20 международного рейтинга по охране труда; женщина-токарь на протяжении 30 лет обеспечивает безукоризненное качество деталей для ракетных двигателей, за что удостоена медали Ордена за заслуги перед Отечеством… И подобных примеров в ОДК – тысячи!
Ваши талант, энергия и увлеченность делают нашу работу не просто успешной, а по-настоящему значимой. Вы умеете находить решения для самых сложных задач, помогаете коллективу быть сплоченнее, делаете каждый рабочий день насыщеннее и интереснее. Каждое ваше свершение – это большая ступень в развитии всей корпорации.
Спасибо за вашу мудрость, профессионализм, искреннюю вовлеченность! Желаю, чтобы этот день принес вам радость, теплые слова и улыбки близких, а в жизни стало больше ярких моментов, вдохновения и душевного уюта.

С праздником, дорогие коллеги!
Генеральный директор ОДК
Александр Грачев

Уважаемые женщины!
От лица Центра аддитивных технологий поздравляю вас с Международным женским днём!
Ваш профессионализм, преданность делу и вклад в развитие передовых технологий заслуживают глубокого почтения. Вы не только создаёте инновационные решения, но и вдохновляете коллег своим примером, демонстрируя высочайший уровень экспертности и ответственности.
Желаю вам, чтобы ваши проекты реализовывались с максимальной эффективностью, а рабочие процессы проходили без сбоев. Пусть ваш труд приносит удовлетворение, а новые идеи находят успешное воплощение.
Желаю также, чтобы каждый ваш день сопровождался яркими красками, добром и счастьем, пусть ваше сердце всегда будет наполнено любовью и радостью, а ваш дом — уютом и теплом.
Вся мужская половина ЦАТ благодарит вас за ваш вклад в развитие общего дела и желает крепкого здоровья, благополучия и новых профессиональных достижений!

С уважением,
Генеральный директор АО «ЦАТ»
Алексей Борисович Мазалов

Сравнение материалов для аддитивного производства
или как выбрать подходящий?

Часть 1

Аддитивное производство открывает огромные возможности для создания сложных деталей и изделий. Однако успех во многом зависит от правильного выбора материала. Материалы для 3D-печати можно разделить на две основные категории или класса: металлы и неметаллы. Каждый класс имеет свои особенности, преимущества и ограничения. Давайте разберемся, на что обращать внимание при выборе материала.

1. Металлы

Металлы широко используются в 3D-печати для создания прочных, износостойких и термостойких деталей. Они идеальны для аэрокосмической, автомобильной и медицинской промышленности.

Примеры металлов:

- Титан (Ti-6Al-4V): легкий, прочный и биосовместимый. Используется для медицинских имплантатов и аэрокосмических компонентов.
- Алюминий (AlSi10Mg): легкий, с хорошей теплопроводностью. Подходит для деталей с низким весом и высокой прочностью.
- Нержавеющая сталь (316L, 17-4 PH): коррозионностойкая, прочная. Применяется в промышленности и медицине.
- Инконель (Inconel 718, 625): жаропрочный сплав, устойчивый к окислению. Используется в турбинах и двигателях.

На что обращать внимание:

- Механические свойства: прочность, твердость, усталостная долговечность.
- Термостойкость: важно для деталей, работающих при высоких температурах.
- Биосовместимость: если материал используется в медицине.
- Стоимость: металлы, такие как титан и инконель, дороже алюминия или стали.

В следующий раз мы разберем с вами обширный класс неметаллов.