Technologie wytwarzania przyrostowego

Opis

Technologie wytwarzania przyrostowego

autor: Tomasz Dyl, Kacper Kosek, Marcin Ziółkowski

Wydawnictwo Uniwersytet Morski w Gdyni

Pozycja autorstwa T. Dyla, K. Koska i M. Ziółkowskiego prezentuje zyskujące ostatnio dużą popularność technologie wytwarzania przyrostowego. Charakteryzują się one różnorodnością metod i rozwiązań konstrukcyjnych urządzeń. Autorzy omawiają charakterystykę procesów kształtowania przyrostowego – klasyfikację technologii, istotę oraz etapy tychże procesów. Przedstawiają metody szybkiego prototypowania (metoda stereolitografii, modelowania warstwowego topionym materiałem, selektywne spiekanie i topienie laserowe i inne), szybkiego wytwarzania narzędzi oraz techniki kształtowania przyrostowego (druk 3D). Ponadto omówiono sposoby wykorzystania druku 3D w budowie maszyn, do regeneracji i napraw, analizując także możliwości zastosowania w okrętownictwie części zamiennych wykonanych z użyciem technik kształtowania przyrostowego.

SPIS TREŚCI

Wykaz ważniejszych oznaczeń i akronimów … 5

Wprowadzenie .. 7

1. Charakterystyka procesów kształtowania przyrostowego …. 9

1.1. Klasyfikacja technologii kształtowania przyrostowego …10

1.2. Istota kształtowania przyrostowego ….. 11

1.3. Etapy procesów kształtowania przyrostowego … 13

2. Metody szybkiego prototypowania … 15

2.1. Metoda stereolitografii .. 18

2.2. Metoda modelowania warstwowego topionym materiałem …. 20

2.3. Selektywne spiekanie laserowe … 22

2.4. Selektywne topienie laserowe i bezpośrednie spiekanie laserowe

metali ….. 24

2.5. Osadzanie sproszkowanego materiału i selektywne aplikowanie

lepiszcza… 26

2.6. Warstwowe budowanie obiektu poprzez nanoszenie ciekłego

materiału fotopolimerowego …. 28

2.7. Laserowe kształtowanie sproszkowanego materiału ….. 31

2.8. Topienie proszku wiązką elektronów …. 33

2.9. Metoda obiektów laminowanych….. 35

3. Metody szybkiego wytwarzania narzędzi ….. 37

3.1. Metody bezpośrednie …. 38

3.1.1. Wytwarzanie wkładek formujących poprzez szczególne

utwardzanie żywicy ….. 38

3.1.2. Proces bezpośredniego wytwarzania narzędzi i form

wtryskowych … 39

3.1.3. Metoda modyfikacji narzędzi i napraw matryc kuźniczych . 42

3.1.4. Metoda wytwarzania form ceramicznych … 43

3.1.5. Proces selektywnego topienia laserem sproszkowanego metalu

do wytwarzania form wtryskowych i odlewniczych ….. 44

3.2. Metody pośrednie …. 45

3.2.1. Proces Spray Metal Tooling … 45

3.2.2. Metoda Silicone Rubber Tooling…. 47

3.2.3. Proces Nickel Electroformed Tooling … 49

3.2.4. Metoda Rapid Solidification Process (RSP) Tooling …. 51

4 T. Dyl, K. Kosek, M. Ziółkowski, Technologie wytwarzania przyrostowego

3.2.5. Metoda 3D Keltool Process …. 53

3.2.6. Proces Investment Cast Tooling ….. 54

4. Techniki kształtowania przyrostowego (druk 3D) … 57

4.1. Druk 3D z wykorzystaniem materiałów termoplastycznych…. 58

4.2. Druk 3D z wykorzystaniem fotopolimerów …. 62

4.3. Druk 3D z wykorzystaniem proszków….. 64

5. Perspektywy wykorzystania druku 3D w budowie maszyn …. 73

5.1. Przemysł lotniczy ……. 74

5.2. Przemysł kosmiczny ….. 77

5.3. Przemysł motoryzacyjny….. 80

5.4. Przemysł morski …… 84

5.5. Przemysł energetyczny …… 86

5.6. Przemysł obronny ….. 87

6. Wykorzystanie druku 3D do regeneracji i napraw w okrętownictwie . 89

6.1. Naprawa zużytych elementów…. 89

6.2. Wykorzystanie druku 3D na pokładzie statku……. 90

6.3. Wykorzystanie druku 3D na lądzie….. 92

7. Analiza możliwości zastosowania w okrętownictwie części zamiennych

wykonanych przez kształtowanie przyrostowe … 95

7.1. Śruba napędowa RAMLAB i WAAM …. 95

7.2. Implementacja druku 3D na statkach – Green Ship of the Future.. 98

7.3. Kadłub łodzi podwodnej – Oak Ridge National Laboratory … 100

7.4. Uchwyt do tulei cylindrowych – Wärtsilä…100

7.5. AM JIP – Additive Manufacturing Joint Industry Programme.. 103

7.6. Zalety druku 3D…. 107

7.7. Ograniczenia w stosowaniu metod przyrostowych …. 110

8. Modelowanie i fizyczne wykonanie przykładowych elementów maszyn 113

8.1. Projekt oraz wykonanie modelu tłoka i korbowodu na drukarce 3D . 113

8.2. Projekt i wytworzenie przykładowych części – uchwyt uniwersalny

na rurę, tabliczka opisowa rurociągu, nakładka ochronna na gwint

śruby …..123

Podsumowanie…… 129

Literatura ….. 132

Streszczenia w języku polskim i angielskim .. 137