Навчальний посібник підготовлено згідно з навчальним планом магістерського курсу “Автоматизований промисловий дизайн” по спеціальності 8.05050201 “Технологія машинобудування», розробленим відповідно до спільного європейського проекту ТЕМПУС у Національному технічному університеті “Харківський політехнічний інститут”. В навчальному посібнику представлено основні способи матеріалізації комп’ютерних моделей з використанням сучасних технологій Rapid Prototyping, їх систематика та технологічні особливості їх використання. Призначена для студентів технічних спеціальностей, магістрів, аспірантів, працівників НДІ й промисловості.
ЗМІСТ
Передмова 13
1. ГЕНЕРАТИВНІ ТЕХНОЛОГІЇ І ЇХ МІСЦЕ В СТВОРЕННІ ПРОДУКТУ 16
Питання для самостійного контролю 21
2. РІВНІ ГЕНЕРАТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ 22
Питання для самостійного контролю 23
3. ГЕНЕРАТИВНІ ТЕХНОЛОГІЇ МАКРОРІВНЯ 24
Питання для самостійного контролю 27
4. ГЕНЕРАТИВНІ ТЕХНОЛОГІЇ МІКРОРІВНЯ 28
Питання для самостійного контролю 31
5. ГЕНЕРАТИВНІ ТЕХНОЛОГІЇ НАНОРІВНЯ 32
Питання для самостійного контролю 33
6. СИСТЕМИ 3D CAD МОДЕЛЮВАННЯ В ГЕНЕРАТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЯХ 34
6.1. Машинобудівні САПР 34
6.1.1. Система Power Solution (Delcam) 35
6.1.2. Система Unigraphics (Unigraphics Solution) 35
6.1.3. Система CATIA (Dassault Systemes) 36
6.1.4. Система Pro/Engineer (Parametric Technology Corporation) 36
6.1.5. Системи САПР середнього рівня 36
6.2. Опис 3D образів виробів STL-файлами 37
Питання для самостійного контролю 38
7. СПОСОБИ ГЕНЕРАТИВНОЇ МАТЕРІАЛІЗАЦІЇ 3D CAD МОДЕЛІ ВИРОБІВ 39
7.1. SLA (SL, Stereo Lithographics Apparatus) – лазерна стереолітографія 41
7.2. SLS (LS, Selective Laser Sintering) – вибіркове лазерне спікання 43
7.3. 3DW (Three Dimensional Welding) – тривимірне наплавлення (зварювання) 43
7.4. BPM (Ballistic Particle Manufacturing) – виготовлення з використанням балістики часток 45
7.5. DMD (Direct Metal Deposition) – пряме нанесення металу 45
7.6. FDM (Fused Deposition Modeling) – моделювання оплавленням 45
7.7. GPD (Gas Phase Deposition) – осадження з газової фази 46
7.8. HIS (Holographic Interference Solidification) – ствердіння за допомогою голографічної інтерференції 46
7.9. LENS (Laser Engineering Net Shaping) – формування за допомогою лазерної інженерної мережі 47
7.10. LOM (Laminated Object Manufacturing) – виготовлення шаруватих об’єктів 47
7.11. MJM (Multi Jet Modeling) – багатоструменеве відтворення 47
7.12. MJS (Multiphase Jet Solidification) – отвердіння багатофазного струменю 48
7.13. RMPD (Rapid Micro Product Development) – швидке виготовлення мікровиробів 48
7.14. SGC (Solid Ground Curing) – ствердіння щільної основи 48
7.15. TDP (Three Dimensional Printing) – тривимірний друк 49
Питання для самостійного контролю 50
8. СИСТЕМАТИКА ІНТЕГРОВАНИХ ГЕНЕРАТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ФОРМОУТВОРЕННЯ 51
8.1. Принципи систематики 51
8.2. Класифікація інтегрованих генеративних технологій 52
8.3. Комплекс енергетичних ознак 52
8.4. Комплекс матеріалознавських ознак 58
8.5. Комплекс технологічних ознак 59
8.6. Комплекс інструментальних ознак 61
8.7. Комплекс ознак формоутворення 62
8.8. Приклади застосування принципів класифікації до генеративних технологій макро- та мікрорівня 65
Питання для самостійного контролю 67
9. ОСОБЛИВОСТІ БАЗУВАННЯ І ОРІЄНТАЦІЇ ВИРОБУ В ПРОЦЕСІ ЙОГО ПОШАРОВОГО ВИРОЩУВАННЯ 68
Питання для самостійного контролю 69
10. ПРИНЦИП ОБОРОТНОЇ СТРУКТУРНОЇ ДЕКОМПОЗИЦІЇ ТА ТРАНСФОРМАЦІЇ ВИРОБІВ 70
Питання для самостійного контролю 72
11. ЧАС ПОВНОГО ЦИКЛУ ВИГОТОВЛЕННЯ ВИРОБІВ ГЕНЕРАТИВНИМИ ТЕХНОЛОГІЯМИ МАКРОРІВНЯ 73
Питання для самостійного контролю 74
12. ВЕРИФІКАЦІЯ ПРОТОТИПІВ І ВИРОБІВ 75
Питання для самостійного контролю 75
13. ТЕЛЕІНЖЕНЕРІЯ І ВІДДАЛЕНА РОБОТА 76
Питання для самостійного контролю 76
14. ІНТЕГРАЦІЯ ГЕНЕРАТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ RAPID PROTOTYPING, RAPID TOOLING, RAPID MANUFACTURING 77
Питання для самостійного контролю 80
Список літератури 81