Additive manufacuring

In ultimele trei decenii, au fost utilizate impreuna precum sinonime pentru aceeasi tehnologie urmatorii termeni: prototipuri rapide, forma libera de fabricare. Peste acesti termeni ne sunt prezentati si altii introdusi de catre constructorii de sisteme aditive, derivati din utilizarea de desriere a unei faze comerciale si acronimi pentru propriile produse pentru a le putea distinge de concurenti prezenti la cea vreme pe piata. Actual constructia aditiva este la fel definita in modul impropriu precum "Imprimare 3D". Termenul de imprimare tridimensionala sau 3DP in realitate naste brevete de inventie chiar din anii 1989. In brevetul 4575330 din Statele Unite ale Americii depus in anul 1984 de catre Charles W. Hull, acesta vorbeste in brevetul sau despre" Aparatul pentru producerea de obiecte tridimensionale cu ajutorul stereolitografiei", acesta este acredidat precum brevetul fundamental ce deschide strada la o imensitate de de brevete ce au aparut in urmatorii ani.

Cu extinderea aplicatiilor ale acestor tehnologii, termenul de additive manufacturing a fost adoptat oficial de catre ASTM si de catre ISO pentru a indica diversitatea de tehnologii ce pupuleaza acest sector devenit astazi destul de utilizat in practica industriala.Tehnicile de additive manufacturing s-au dezvoltat de la prina jumatate a anilor 80 din secolul XX. In momentul in care Charles W. Hull infiinteaza 3D Systems Inc., societate care de fapt a dat curs liber acestui nou sector productiv si din care inca existau ramasite de comparabilitate de la alte solutii constructive succesiv realizate.

Datorita potentialitatii unor societati si a unor universitati americane care ne-au purtat inainte ideile fundamentale, realizand sisteme ce utilizeaza pur si simplu tehnologii diferite, aratand ca se poate ajunge la acelasi rezultat. Astfel incat urmarind stereolitografia LASER, au luat nastere si au fost consolidate tehnologii de additive manufacturing precum: LASER sinterising (SLS) de la DTM ca mai apoi sa fie absorbita de catre 3D System, Fused Deposition Modeling (FDM) de la Stratasys, 3D printingul (3DP) de la M.I.T, Drop On Demand provenit direct din sectorul aerospatial.

Avand in vedere panorama masinilor de modelare se gasesc destule propuneri ce se diferentiaza pe materialul de baza utilizat si pentru solutia tehnica adoptata pentru a unui diversele staturi de ma material ale obiectului de produs. Cu alte cuvinte toate masinilie de additive manufacturing prevad reducerea modelari tridimensionale de la suma tuturor operatiilor ce se faceau prin tehnologiile traditionale la o singura operatie pentru fiecare strat. General vorbind un cap de extrudat miscat in lungul axei x si y are drept sarcina de solidificare/consolidare a stratului depus in timp ce masa port piesa deplasanduse pe directia negativa a axei y cu o marime egala a grosimii Layer-ului, astefel incat sa permita realizarea unui nou strat deasupra celui deja produs.

Dimensiunile majoritare ale masinilor de modelat sunt astfel incat gandite ca o masina sa poata fi extrem de rapid introdusa intr-o camera sau incanta, cu alte cuvinte toate masinile importante sunt izolate de ambientul inconjurator pentru evitarea intrarii in zona de lucru a potentialilor factori daunatori procesului de fabricatie precu praful sau alte tipuri de materiale daunatoare. Este posibil sa definim o catalogare a masinilor de additive manufacturing in fuctie de materialul pe care acestea il utilizeaza, spre exemplu unele folosesc ca material de baza materialele lichide, unele utilizeaza pulberi metalice, lemoase, ceramice etc., unde unirea pulberilor mai sus mentionate se realizeaza fie partial fie total, cu alte cuvinte se pulberea fuzioneaza partial sau total sau unirea pulberilor cu ajutorul unui liant natural sau sintetic.

3

De la modelul virtual tridimensional la modelul fizic

O gama larga de software-uri CAD utilizeaza diversi algoritmi pentru a reprezenta un obiect solid cu ajutorul calculatorului. Din motive de consistenta produsul CAD este convertit dupa ce a fost executat in unul prin software-urile de proiectare tridimensionala intr-un format special si standardizat, un format de schimb acceptat de catre toate procesele de Rapid Prototiping. Acest standard grapfic de schimb are extensia STL (solid to layer) si a fost introdus pentru prima data de catre cei de la 3D Systems.

Formatul STL este un format destul de des folosit in tehnologia de constructia aditiva si este folosit si in alte sectoare aplicative. Suprafata externa a piesei solide este compusa dintr-o infinitate de triunghiuri elementare (figura 1.0) si pentru fiecare triunghi fisierul contine coordonatele fiecarui varf si cosinusii directori ai valorilor normale la suprafata fiecarui triunghi.

Odata ce a fost obtinut modelul 3D in format STL acesta este elaborat pentru a fi gestionat de catre masina: modelul matematic vine "feliat" si fiecare sectiune constituie inputul pentru controlul masini de constructive aditiva.