Конструктивно-технологические решения аддитивного изготовления деталей в объеме материала

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В статье рассматривается особенности технических решений аддитивного изготовления деталей. В отличие от существующих решений послойного синтеза предлагается новый способ и устройство для осуществления движения рабочего инструмента в объеме порошка. Рассматриваются различные варианты исполнения, используя морфологический анализ путем построения морфологической таблицы. Это обеспечивает обоснованность предлагаемых технических и технологических решений и, следовательно, позволит повысить технический уровень и эффективность синтезируемых систем. Проведен анализ решений, которые обеспечивают менее дорогостоящее изготовление трехмерных объектов, за счет лучшей управляемости процесса, что приводит к более высокой производительности и снижению стоимости, как технологического процесса, так и оборудования. Также появляется возможность создавать более компактное, легкое и дешевое оборудование для синтеза трехмерных объектов. Предлагаемые технические решения расширяют функциональные возможности оборудования за счет осуществления как послойного (горизонтального) синтеза, так и объемного – вертикального или смешанного горизонтально-вертикального синтеза деталей.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Д. Л. Раков

Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН

Author for correspondence.
Email: rdl@mail.ru
Russian Federation, Москва

Р. Ю. Сухоруков

Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН

Email: rdl@mail.ru
Russian Federation, Москва

References

  1. Gibson I., Rosen D. W., Stucker B. Additive manufacturing technologies: Rapid prototyping to direct digital manufacturing. Texbook. New York: Springer, 2010. 459 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-1120-9
  2. Willeme F. US Patent 43822A. Photo-Sculpture, 1864.
  3. Baese C. US Patent 774549A. Photographic process for the reproduction of plastic objects, 1902.
  4. Swainson W. K. US Patent 4041476. Method, medium and apparatus for producing three-dimensional figure product, 1977.
  5. Herbert A. J. Solid object generation // J. Appl. Photo. Eng. 1982. V. 8. № 4. P. 185.
  6. Jamwal A., Agrawal R., Sharma M., Giallanza A. Industry 4.0 technologies for manufacturing sustainability: a systematic review and future research directions // Appl. Sci. 2021. V. 11 (12): 5725. https://doi.org/10.3390/app11125725
  7. Xu X., Lu Y. Vogel-Heuser B., Wang L. Industry 4.0 and industry 5.0 – inception, conception and perception // J. Manuf. Syst. 2021. V. 61. Р. 530. https://doi.org/ 10.1016/j.jmsy.2021.10.006
  8. Jamrо́z W., Szafraniec J., Kurek M.., Jachowicz R. 3D printing in pharmaceutical and medical applications – recent achievements and challenges // Pharm. Res. 2018. V. 35 (9): 176. https://doi.org/10.1007/s11095-018-2454-x
  9. Kellner T. 3D-Printed ‘Bionic’ Parts Could Revolutionize Aerospace Design // General Electric Reports: Boston, MA, USA, 2017.
  10. Blakey-Milner B., Gradl P., Snedden G., Brooks M., Pitot J., Lopez E., Leary M., Berto F., du Plessis A. Metal additive manufacturing in aerospace: a review // Mater. Des. 2021. V. 209: 110008. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.110008
  11. Gradl P. R., Teasley T., Protz C., Katsarelis C., Chen P. Process development and hot fire testing of additively manufactured NASA HR-1 for liquid rocket engine applications // In: AIAA Propuls. Energy Forum, 2021. American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc., AIAA, 2021. https://doi.org/10.2514/6.2021-3236
  12. Yu L., Wu S., Feng Y., Zhao C. Development and Prospect of Additive Manufacturing Technology in Automobile Field // Academic J. of Science and Technology. 2022. V. 3 (3). P. 243.
  13. Rakov D., Sukhorukov R. Analysis and prospects for the development of additive technologies for metal products // AIP Conf. Proceedings. AIP Publishing. 2022. Т. 2533 (1): 020038.
  14. Izonin I., Tkachenko R., Gregus M., Duriagina Z., Shakhovska N. PNN-SVM approach of Ti-based powder’s properties evaluation for biomedical implants production // Computers, Materials & Continua. 2022. V. 71 (3). P. 5933. https://doi.org/10.32604/cmc.2022.022582
  15. Wang L., Lu B. Development of Additive Manufacturing Technology and Industry in China // Strategic Study of Chinese Academy of Engineering. 2022. V. 24 (4). P. 202. https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2022.04.018
  16. Zwicky F. Discovery, Invention, Research Through the Morphological Approach. New York: McMillan, 1969.
  17. Раков Д. Л., Сухоруков Р. Ю. РФ Патент 2811347. Способ аддитивного изготовления деталей и устройство для его осуществления, 2024.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Use of AT in aviation and cosmonautics [9]: (a) – nozzle; (b) – turboprop engine; (c) – wing bracket; (d) – door hinge.

Download (4MB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. General view of the device.

Download (3MB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Operation of the emitting head in a powder array a) layer-by-layer synthesis, b) horizontal-vertical synthesis of parts: 1 – substrate; 2 – chamber; 3 – powder; 4 – emitting head; 5 – part.

Download (3MB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Synthesis of a part in powder volume.

Download (3MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».