ТЕХНІЧНІ І ТЕХНОЛОГІЧНІ РІШЕННЯ В КОМПОНЕТИЦІ ОБЛАДНАННЯ 3D-ДРУКУ МЕТАЛЕВИМИ СПЛАВАМИ

Анотація

У статті проведено теоретичні дослідження сучасних способів об’ємного формоутворення металевих виробів в контрольованій захисній атмосфері як процесів 3D-друку порошковими матеріалами та присадковим матеріалом у вигляді металевого дроту. Наведено аналіз експериментальних технологій Українських науково-дослідних підприємств, що проходять інтенсивні випробування у сучасному адитивному виробництві для металів і сплавів, проаналізовано останні дослідження у цій сфері. Детально розглянуто вплив технологічних факторів та їх зв'язок з компонувальними властивостями формоутворюючого обладнання на якість фізико-структурних властивостей матеріалу отриманих металевих виробів осадженням додаткового матеріалу в пошарових стратегіях їх накладання. Зокрема виконано оцінку ризиків щодо неоднорідності мікро та макроструктури металевих виробів, їх зв'язок з імовірною анізотропією механічних властивостей надрукованих деталей складної геометрії. Запропоновано технічні і технологічні рішення в компонетиці обладнання 3D-друку металевими сплавами, що надають розширення технологічних можливостей адитивних технологій та знижують рівень структурної неоднорідності і анізотропії механічних властивостей в товстостінних деталях. Рішення побудовано за рахунок введення додаткових програмно-керованих кінематичних зв’язків системи орієнтації напрямного пристрою витратного матеріалу та позиціонуючої платформи із підкладкою для пошарового укладання розплавленого витратного матеріалу. Зроблено технічні пропозиції як схемні рішення для керованого застосування електронної гармати в обладнанні 3D-друку, що використовує промінь у формі порожнистого перевернутого конуса з вершиною в зоні формування ванни розплаву на підкладці. Обгрунтовано алгоритми зворотньої кінематики для багатоприводних просторових мехатронних систем запропонованих компоновок обладнання 3D-друку як механізмів відносного маніпулювання орієнтації електронної гармати і позиціювання напрямного пристрою витратного матеріалу та переміщення підкладки із сформованими попередньо шарами металу, утримання форми ванни розплаву в зоні осадження на криволінійних поверхнях друкованих металевих виробів.