Аддитивный метод формообразования заключается в придании формы изделию, путем последовательного добавления объемов материала или материалов. К аддитивным методам относят послойный синтез, при котором материал добавляется плоскими или концентрическими слоями, и поточечный синтез, при котором материал добавляется локализованными объемами. Получение изделия происходит послойно, шаг за шагом путем формирования (тем или иным способом) слоя материала, отверждения или фиксации этого слоя в соответствии с конфигурацией сечения СAD-модели и соединения каждого последующего слоя с предыдущим. Большинство аддитивных методов не требуют формообразующей оснастки.
Селективное лазерное спекание
Технологии селективного лазерного спекания подразумевают первоначальное формирование слоя порошкового материала на рабочей платформе и его разравнивание с помощью ролика или «ножа», формируя ровный слой материала определенной толщины. Затем выборочно (селективно) обрабатывают порошок в сформированном слое лазером или иным способом, скрепляя частички порошка в соответствии с текущим сечением исходной CAD-модели.
СЛС технологии широко используется во всем мире благодаря своей способности легко и просто создавать очень сложные геометрические формы непосредственно с цифровых данных систем автоматического проектирования (САПР). В прошлом СЛС использовался для замены частей, созданных традиционными способами производства, но в последнее время отмечается толчок к использованию аддитивных технологий в качестве основного формата производства, а не только для замены частей.
В отличие от других аддитивных процессов изготовления, СЛС не нуждается в поддержке структур в связи с тем, что части строящихся структур окружены исходным рабочим материалом на протяжении всего времени изготовления. Другим важным преимуществом СЛС является то, что можно изготавливать объекты с движущимися частями за один цикл производства. Это экономит время на сборке, а также существенно сокращает расходы в создании сложных объектов по сравнению с традиционными способами изготовления.
Прямой лазерный синтез
Процессы, основанные на синтезе при прямом подводе энергии и материала, позволяют создавать детали нанесением и расплавлением порошков или проволоки. Хотя материалы могут быть полимерами, керамикой, и композитами с металлической матрицей, эту группу процессов в основном используют для металлических порошков. Эти процессы используют форму энергии, сфокусированную в узком регионе (луч), который используется для нагревания материала, который необходимо нанести. В отличие от СЛС процессов, эти процессы не используются для расплавления предварительно нанесенного слоя материала, а используются для плавления материала, который подается в место нанесения. В процессах используется источник тепла (лазер) для плавления исходного материала и построения трехмерного объекта. Родственными процессами являются лазерная и плазменная наплавка.
Процессы, использующие прямой подвод энергии и материала в место построения, способны производить полностью плотные детали с заданными микроструктурными особенностями.
Преимущества этих процессов заключаются в возможности:
— управления микроструктурой в широком диапазоне
— изменения композиции материала и скорости его отверждения простым переключением питателей порошка и коррекции параметров построения;
— получения направленно кристаллизованных и монокристаллических структур;
— проведения эффективного ремонта и восстановления высокотехнологичных компонентов (например, лопатки турбины);
— построения деталей из композитных и разнородных материалов в реальном режиме времени.
Основные недостатки технологий с прямым подводом энергии и материала в низкой разрешающей способности и качестве получаемой поверхности. По сравнению с другими процессами аддитивного построения процессы с прямым подводом энергии и материала не способны строить детали сложной пространственной формы, как это можно делать процессами СЛС, поскольку требуется построение сложных поддерживающих структур.