быстрое прототипирование и аддитивные технологии в машиностроении

Обычно процесс создания новой продукции от замысла до точки SOP (Start of Production) имеет итерационный характер и предполагает создание прототипов или опытных образцов нескольких серий «А», «Б», «В» и более, в зависимости от сложности объекта разработки. На завершающей стадии (предсерийные) образцы изделия, как правило, изготавливаются с использованием специальной оснастки, разработанной для условий промышленного производства. Однако для ранних стадий разработки серий «А», «Б», когда образ изделия не определен окончательно, использование дорогостоящей оснастки чрезвычайно затратно. Как правило, в процессе испытаний и доводки конфигурация изделия претерпевает значительные изменения, и оснастка, изготовленная для производства прототипов, оказывается непригодной для серийного производства. Одно из важнейших преимуществ использования AM-технологий состоит в том, что они позволяют получать функциональные прототипы (опытные образцы), без применения дорогостоящей технологической оснастки.
Например, блок цилиндров ДВС, вполне пригодный для проведения полноценных моторных испытаний, может быть выполнен методом быстрого прототипирования, без изготовления деревянных или металлических моделей и форм. Полноценная литейная оснастка изготавливается уже после завершения испытаний, корректировки конструкторской документации и тщательной технологической подготовки. И если вопрос о применении аддитивных технологий в промышленном производстве остается дискуссионным, то в отношении НИР и ОКР они уже доказали свою очень высокую эффективность.
AM-технологии в качестве технологий «быстрого прототипирования» применяют главным образом на начальной стадии проектов – для воспроизведения геометрического образа изделия. На этой стадии обычно пренебрегают фактурой поверхности, прочностными и другими свойствами материала, выбирая из доступных модельных материалов наиболее подходящий для целей визуализации. Иногда свойства модельного позволяют провести и функциональные испытания прототипа. По мере расширения ассортимента модельных материалов увеличивается и сектор функционального моделирования (см. выше рисунок 2): в 2004 г. его объем составлял 16,4 %, в 2013 – 28,1%.