Передумови впровадження 3D-технології для виготовлення металовиробів та приклади її застосування

Abstract

Виконано короткий огляд сучасного обладнання для адитивного виробництва, 3D-технологій і провідних компаній у цій галузі. Таке виробництво для моделювання і оптимізації конструкцій виливків та випуску металопродукції відповідає концепції Індустрії 4.0, спрямованої на те, щоб швидко, зручно, варіативно, з мінімальним персоналом та прагненням виключення суб'єкта з технологічного циклу виробництва, близького до вимог споживача, отримувати конкурентоспроможну продукцію, у тому числі промислові та будівельні металовироби. 3D-технологія, що включає оптимізацію конструкцій цифровими методами, є ефективним засобом зниження вартості і ваги металоконструкцій, зменшуючи витрати металу. На сучасному перехідному етапі до масового адитивного виробництва є потреба поступового суміщення цифрових і традиційних технологій в процесі розвитку промисловості на інноваційній основі, що є дієвим механізмом подолання кризових явищ воєнного та повоєнного періодів. В цьому плані значні можливості має застосування 3D-технології для отримання литих металоконструкцій, зокрема виготовлених способом лиття за моделями, що газифікуються. Наведено три приклади застосування 3D-технології для друку металоконструкцій, в процесі виготовлення легковагих ажурних виливків, що включає друк ливарної піщаної форми, та при 3D-фрезеруванні з пінополістиролу разової ливарної моделі. Як один із ключових драйверів Індустрії 4.0, 3D-технології, на думку експертів, здатні стати в один ряд із традиційними, а в близькій перспективі – замінити принаймні половину наявного верстатного парку та заготівельного обладнання. Про те, що стримує активне використання підприємствами 3Dпринтерів, йдеться чимало, але найпоширеніше обмеження – неготовність самих підприємств переосмислити, інженерно трансформувати своє виробництво, поставити на рейки цифрових технологій; безумовно, це складно, але потрібно для збереження їх конкурентоздатності.

A brief overview of modern additive manufacturing equipment, 3D technologies and leading companies in this field is provided. Such production for the modeling and optimization of casting structures and the production of metal products corresponds to the concept of Industry 4.0, aimed at obtaining competitive products quickly, conveniently, variably, with minimal personnel and the desire to exclude the subject from the technological cycle of production, close to the requirements of the consumer, including industrial and construction hardware. 3D technology, which includes the optimization of structures by digital methods, is an effective means of reducing the cost and weight of metal structures, reducing metal consumption. At the current transition stage to mass additive production, there is a need for a gradual combination of digital and traditional technologies in the process of industrial development on an innovative basis, which is an effective mechanism for overcoming the crisis phenomena of the war and post-war periods. In this regard, the use of 3D technology for obtaining cast metal structures, in particular those made by casting according to gasifying models, has significant opportunities. There are three examples of the application of 3D technology for printing metal structures, in the process of manufacturing lightweight openwork castings, which includes printing a foundry sand mold, and during 3D milling of a one-time foundry pattern from polystyrene foam. As one of the key drivers of Industry 4.0, 3D technologies, according to experts, are capable of standing on a par with traditional technologies, and in the near future, replacing at least half of the existing machine park and procurement equipment. There is a lot of talk about what is holding back the active use of 3D printers by enterprises, but the most common limitation is the unwillingness of the enterprises themselves to rethink, engineer their production, put it on the rails of digital technologies; certainly, it is difficult, but necessary to maintain their competitiveness.