Субтракивное и аддитивное производство

1.

План
1) Что лучше - субтракивное или аддитивное
производство? Королёв.А
2) Промышленные способы субтрактивного
производства. Дардыкин.А
3) Первое (докомпьютерное) аддитивное
производство. Королёв.А
4) Как преодолеть недостатки аддитивного
производства? Дардыкин.А
5) От чего зависит точность при аддитивном
производстве? Горбатых.А

2.

Что лучше субтракивное или
аддитивное
производство?

3.

Аддитивное производство
Миром аддитивного производства правят 3D-принтеры. 3D, как и следует из названия,
работает, печатая слои материала. Эта функция называется моделированием плавленого
осаждения и осуществляется с помощью машины, многократно осаждающей одну и ту же
область, чтобы выстраивать от основания вверх для создания окончательной модели. Таким
образом, хотя он и называется 3D-принтером, на самом деле он печатает каждый слой в 2Dслоях поперечного сечения, накладывающихся друг на друга до тех пор, пока не будет
достигнут желаемый результат.

4.

Аддитивное производство
Обычные принтеры используют порошок или чернила для нанесения на бумагу, но, конечно, этих
веществ было бы недостаточно для создания изделий в 3D. В большинстве 3D-печати каждый слой
создается из расплавленного термопластика, а затем сплавляется вместе с помощью клея или
ультрафиолетового света. Термопласты – это тип пластика, форма которого зависит от их
температуры: при нагревании они становятся жидкими, а при охлаждении возвращаются в твердую
форму. Это означает, что в процессе 3D-печати машина должна ждать, пока каждый слой остынет,
прежде чем наносить следующий, чтобы сохранить прочность и целостность формы.
В то время как наиболее распространенным материалом, используемым в 3D-принтерах, является
пластик, некоторые из них также функционируют с использованием металла. Эти принтеры попрежнему работают с тем же послойным процессом нанесения 2D-сечений; однако они используют
слои из металлических смесей вместо своих пластиковых аналогов.

5.

Субтрактивное производство
Субтрактивное производство начинается с цельного блока материала. Станок постепенно
срезает необходимые части, чтобы создать желаемую деталь. Станки с ЧПУ доминируют в
сфере субтрактивного производства и выпускаются в бесчисленных формах, чтобы
удовлетворить множество требований. Как и 3D-производство, обработка с ЧПУ может
использоваться для промышленного изготовления изделий из пластика и металла.
Станки с ЧПУ способны работать по-разному, они могут иметь либо маневрирующие и
вращающиеся инструменты, вводимые в неподвижный материал, крепко удерживающийся
на месте, либо обрабатываемый объект может вращаться самим станком. Опять же, это
зависит от проекта. Станки с ЧПУ могут работать с различными материалами, от металла и
пластика до дерева, и бывают всех форм и размеров.

6.

Что лучше?
Субтрактивное и аддитивное производство хороши для разных целей, но, когда дело доходит до
промышленного изготовления, нет никакого смысла использовать 3D-принтер для работ, предназначенных для
станков с ЧПУ. Например, 3D-машины нуждаются в довольно специфическом типе металла для достижения
оптимальной функциональности, что приводит к меньшей универсальности и ограниченной свободе выбора
материалов, которые вы можете использовать для проектов на основе металла.
Они также обладают различием в соотношении цены и качества, когда речь заходит о крупномасштабном
производстве, потому что необходимость ждать, пока высохнет каждый слой материала, вызывает задержку во
времени работ. Современные станки с ЧПУ могут выполнять несколько функций одновременно, если это
необходимо. Таким образом, если вы ищете оптимальное соотношение цены и качества при сохранении
целостности, детализации, количества, качества, скорости и разнообразия материальных возможностей – вам
лучше всего заказать промышленную обработку на станках с ЧПУ в Тольятти.

7.

Промышленные способы субтрактивного
производства

8.

Субтрактивные методы изготовления
В субтрактивных методах в качестве основания для печатного монтажа используют фольгированные диэлектрики, и проводящий рисунок формируется путем
удаления фольги с непроводящих (пробельных) участков. Разрешающая способность (0,2-0,3 мм) определяется подтравливанием проводников при удалении
пробельных мест и увеличивается с уменьшением толщины медной фольги. Субтрактивный химический способ используется при изготовлении
односторонних печатных плат и включает следующие основные технологические операции:
- вырезание из листа фольгированного диэлектрика заготовки печатной платы заданных
размеров и конфигурации;
- сверление на станках с ЧПУ монтажных отверстий в заготовке;
-защита будущих проводников и контактных площадок материалом, стойким к действию травителей меди (краска, фоторезист). Используется сеткография,
фотолитография или офсетная печать;
- стравливание пробельных мест, не защищенных на предыдущем этапе, в специальных растворах (используется, например, водный раствор хлорного
железа или хлорной меди с необходимыми добавками); - удаление защитного рисунка и маркировка платы.

9.

Для изготовления двухсторонних печатных плат с химико-гальванической металлизацией отверстий
используются комбинированные методы - позитивный и негативный
Комбинированный позитивный способ включает следующие технологические операции:
- получение заготовки из листа диэлектрика фольгированного с двух сторон, сверление
и очистка отверстий;
- химическое меднение (осаждение тонкого слоя меди из раствора ее соли) поверхности печатной платы и монтажных отверстий;
- нанесение методами фотолитографии, сеткографии или офсетной печати защитного рисунка на пробельные места;
- наращивание слоя меди на поверхности проводников и в монтажных отверстиях в гальванических ваннах (осаждение меди под действием электрического
тока);
-нанесение гальваническим способом защитного слоя металла, стойкого к действию травителей меди на проводники и в монтажные отверстия (в частности,
может использоваться олово);
- удаление защитного рисунка с пробельных мест и травление меди;
- промывка, контроль и маркировка платы.

10.

Особенностью и недостатком позитивного метода является гальваническое нанесение на
проводники и в монтажные отверстия защитного металлического слоя. Это непростая
технологическая операция, во время которой заготовка подвергается длительному
воздействию агрессивной химической среды, ухудшающее ее диэлектрические свойства.
- получение двухсторонней заготовки и сверление отверстий;
- нанесение защитного рисунка на проводники и контактные площадки и травление
меди с пробельных мест;
-химическое меднение отверстий;
- гальваническое наращивание слоя меди в отверстиях и на проводниках;
- промывка, контроль и маркировка печатных плат.

11.

Первое (до-компьютерное) аддитивное
производство

12.

Термины «аддитивное технологии» и «3D-печать» часто используют как синонимы.
Термин «3D-печать» появился раньше и его чаще употребляют, когда речь идет о
недорогих домашних принтерах. В масштабах промышленного производства обычно
говорят об аддитивных технологиях.
История аддитивного производства началась с изобретения первого 3D-принтера. Его
сконструировал Чарльз Халл в 1983 году. Он придумал устройство, которое смогло напечатать
небольшой пластиковый стаканчик новым способом — послойным наложением с помощью
ультрафиолетового излучения. Халл назвал эту технологию стереолитографией.
Чарльз Халл получил за свое открытие Европейскую премию изобретателя (European Inventor
Award). Ее регулярно вручает Европейская патентная организация (EPO). Президент EPO
Бенуа Баттистелли (Benoît Battistelli) заявил, что изобретение Халла по значимости сравнимо
лишь с конвейерной линией сборки автомобилей Генри Форда. По его мнению, 3D-печать
открывает безграничные возможности для экономики.

13.

Как преодолеть недостатки аддитивного
производства?

14.

Недостатки аддитивных технологий
Несмотря на все видимые преимущества у 3Д-принтинга есть и свои недостатки. Поэтому
применять эту технологию можно не всегда:
Высокая стоимость. Если необходимо изготовить первичные образцы изделий, то использование этой
технологии обойдется дешевле традиционных методов. Но когда нужно запустить массовое производство,
применение 3Д-принтера обойдется намного дороже.
Качество поверхности. На поверхности изделий, выращенных на 3Д-принтере, всегда есть шероховатости
из-за используемой технологии процесса.
Ограниченный список материалов. Спектр материалов значительно увеличился за последние годы, но
использовать некоторые материалы по-прежнему нельзя.
Трещины на изделии. При применении некоторых методов печати на изделии могут образоваться трещины.

15.

От чего зависит точность при аддитивном
производстве?
В процессе аддитивного производства, обычно, чем больше объём и скорость строительства, тем хуже
точность изготовления. Некоторые процессы имеют субмикронные допуски, другие – точность около 1 мм.
Источниками неточности могут являться проблемы с позиционированием и ограничением на пошаговое
перемещение, определяемое архитектурой установки, недостатки контроля технологического процесса с
обратной связью и стратегией управления, с объемной скоростью добавления материала, а также с
квалификацией оператора. Точность в значительной степени зависит от материала, включая усадку и
деформацию, вызванную остаточными напряжениями.
Для доводки большинства деталей, полученных в процессе аддитивного производства, используют
растровое фрезерование поверхности со сверлением отверстий и механической обработкой острых краев.