Вопросы по дисциплине для сдачи зачета
Контрольные вопросы к разделу 1
1. Сущность аддитивных технологий. Аддитивные технологии (Additive Manufacturing – от слова аддитивность – прибавляемый) – это послойное наращивание и синтез объекта с помощью компьютерных 3D технологий.
2. Разновидности аддитивных технологий. Selective Laser Melting (SLM) Direct laser metal deposition (DLMD) Direct additive laser construction (CLAD) Direct Manufacturing (DM) Direct Metal Printing (DMP) Electron Beam Direct Manufacturing (EBDM) Extrusion Free Formation (EFF)
3. Назовите источники нагрева в аддитивных технологиях. Лазер, электронный луч
4. Что такое SLA-технологии? Стереолитография (SLA или SL) – технология аддитивного производства моделей, прототипов и готовых изделий из жидких фотополимерных смол. Отвердевание смолы происходит за счет облучения ультрафиолетовым лазером или другим схожим источником энергии.
5. Материалы, применяемые в аддитивных технологиях. Металлы, полимеры, фотополимеры, керамика, органические материалы
6. От чего зависит спектр применения прототипов, полученных по SLA-технологии? От материала и назначения
7. Что представляет собой селективное лазерное спекание? в SLS строительным (модельным) материалом являются сыпучие, порошкообразные материалы, а лазер является не источником света, как в SLA-машинах, а источником тепла, посредством которого производится сплавление частичек порошка. В качестве модельных материалов используется большое количество как полимерных, так и металлических порошков.
8. Какие существуют виды лазерного спекания? Прямое лазерное спекание металлов (DMLS), Выборочное лазерное спекание (SLS)
9. Что представляют собой металлопорошковые композиции? Послойное лазерное спекание (сплавление) металлических порошков.
10. Сущность послойного лазерного спекания (сплавления) металлопорошковых композиций. Для производства порошков бронз, специальных сплавов, а также драгметаллов – главным образом для нужд дентальной медицины.
11. Представьте пример деталей, изготовленных по SLS технологии 
12. Преимущества и недостатки послойного лазерного спекания. Технология DMLS обладает несколькими достоинствами по сравнению с традиционными производственными методами. Наиболее очевидным является возможность быстрого производства геометрически сложных деталей без необходимости механической обработки (т.н. «субтрактивных» методов – фрезеровки, сверления и пр.). Производство практически безотходно, что выгодно отличает DMLS от субтрактивных технологий. Технология позволяет создавать несколько моделей одновременно с ограничением лишь по размеру рабочей камеры. Построение моделей занимает порядка несколько часов, что несоизмеримо более выгодно, чем литейный процесс, который может занимать до нескольких месяцев с учетом полного производственного цикла. С другой стороны, детали, произведенные лазерным спеканием, не обладают монолитностью, а потому не достигают тех же показателей прочности, что и отлитые образцы, или детали, произведенные субтрактивными методами.
13. Какие достоинства технологии струйной печати – InkJet- или PolyJet-технологии? Особый интерес InkJet-технологии представляют для литейного производства. Они позволяют «выращивать» непосредственно литейные формы, т. е. «негатив» детали, и исключить стадии изготовления формовочной оснастки – мастер-модели и литейной модели.
14. Какие сдерживающие факторы препятствуют внедрению аддитивных технологий в России? Рынок аддитивных технологий в России развивается, но происходит это очень медленно, поскольку, чтобы вывести эти технологии на должный уровень, необходима поддержка государства.
15. Какие расходные материалы используются в аддитивных технологиях? Воск, пастообразные пластики, УФ и фотоотверждаемые жидкие полимеры
Охарактеризуйте основные виды аддитивного производства. SLM/DMP (Selective Laser Melting / Direct Metal Printing) – селективное лазерное плавление металлического порошка по математическим CAD-моделям при помощи иттербиевого лазера;
SLA (Laser Stereolithography) – лазерная стереолитография, основана на послойном отверждении жидкого материала под действием лазера;
SLS (Selective Laser Sintering) – селективное лазерное спекание под лучами лазера частиц порошкообразного материала до образования физического объекта по заданной CAD-модели;
FDM (Fused Deposition Modeling) – метод послойного наплавления с использованием пластиковой нити;
MJP (MultiJet Printing) – многоструйное моделирование с помощью фотополимера или воска;
16. CJP (ColorJet Printing) – технология полноцветной 3D-печати путем склеивания специального порошка на основе гипса
17. Какие составные элементы аддитивного производства? Материалы для аддитивного производства (Фотополимеры, Термопластики, металлические порошки, керамические порошки и т.д.); Программное обеспечение для формирования трёхмерных моделей; Оборудование для непосредственного изготовления прототипа (3d-принтеры).
18. Назовите основные этапы аддитивных технологий. Разработка или обработка трехмерной модели, создание программного кода по информационным данным модели, который задает команды на движения и количество выдавливаемого из экструдера материала. Непросредственное создание заготовки из 3д модели, Удаление вспомогательных элементов.
19. Назовите основные узлы и элементы при использовании аддитивных технологий. Основные различия заключаются в методе нанесения слоев и используемых расходных материалах. Некоторые методы основываются на плавке или размягчении материалов для создания слоев: сюда входит выборочное лазерное спекание (SLS), выборочная лазерная плавка (SLM) (рис. 3), прямое лазерное спекание металлов (DMLS), печать методом послойного наплавления (FDM или FFF). Другим направлением стало производство твердых моделей за счет полимеризации жидких материалов, известное как стереолитография (SLA). В случае с ламинированием листовых материалов (LOM), тонкие слои материала подвергаются резке до необходимого контура, с последующим соединением в единое целое. В качестве материалов для LOM могут использоваться бумага, полимеры и металлы. Каждый из перечисленных методов имеет свои преимущества и недостатки, в связи с чем некоторые компании предлагают выбор расходного материала для построения модели – полимера или порошка. Принтеры, работающие по технологии LOM, зачастую используют обычную офисную бумагу для постройки прочных прототипов. Ключевыми моментами при выборе подходящего устройства являются скорость печати, цена 3D-принтера, себестоимость печатаемых прототипов, а также стоимость и ассортимент совместимых расходных материалов.
20. Альтернативой каких сварочных технологий могут быть аддитивные технологии. Аддитивные технологии находят применение в различных отраслях промышленности, в том числе, сварочном производстве.
Изготовление сопел сварочных горелок со сложной формой внутренней поверхности можно выполнять по технологии лазерного запекания металлического порошка (SLS) или с использованием полимеров. Для изготовления сопла и других деталей выбрали метод струйной трехмерной печати (3DP). Этот метод прототипирования позволил на основе математической модели при помощи 3D-принтера получить послойно созданный прототип сопла горелки, обеспечивающее устойчивую защиту сварочной зоны при ветровых нагрузках. В качестве материала использовали термостойкий полибензоимидазол (PBI) и полиэфирэфиркетон (РЕЕК). С помощью такой технологии возможно производство литейных форм с последующей отливкой металлических сопел.
21. Покажите возможность применения аддитивных технологий при изготовлении сварочного оборудования. Изготовление сопел сварочных горелок со сложной формой внутренней поверхности можно выполнять по технологии лазерного запекания металлического порошка (SLS) или с использованием полимеров. Для изготовления сопла и других деталей выбрали метод струйной трехмерной печати (3DP)
22. Покажите возможность применения аддитивных технологий при производстве сварочной оснастки. В настоящее время доступен широкий выбор методов аддитивного производства. Основные различия заключаются в методе нанесения слоев и используемых расходных материалах. Некоторые методы основываются на плавке или размягчении материалов для создания слоев: сюда входит выборочное лазерное спекание (SLS), выборочная лазерная плавка (SLM) (рис. 3), прямое лазерное спекание металлов (DMLS), печать методом послойного наплавления (FDM или FFF). Другим направлением стало производство твердых моделей за счет полимеризации жидких материалов, известное как стереолитография (SLA).
23. Какие сложности получение композиционных покрытий при использовании аддитивных технологий? Технология FDM/FFF имеет определенные ограничения по сложности создаваемых геометрических форм. Например, создание навесных конструкций (таких, как сталактиты) невозможно само по себе, ввиду отсутствия необходимой поддержки.
24. В каких случаях целесообразно применять композиционные покрытия? Многие композиты превосходят традиционные материалы и сплавы по своим механическим свойствам и в то же время они легче. Использование композитов обычно позволяет уменьшить массу конструкции при сохранении или улучшении её механических характеристик.
25. Назовите возможные сочетания наплавочных материалов при использовании композиционных покрытий. В технике используют износостойкие и твердые композиционные покрытия никель —алмаз никель — карборунд, никель — корунд, само-смазывающиеся покрытия с пониженным коэффициентом трения, никель — сульфид молибдена, медь — графит, термостойкие покрытия никель —карбид кремния или вольфрама, антикоррозионные покрытия и др
Контрольные вопросы к разделу 2
1.Опишите технологию MIG. MIG - Metal Inert Gas - дуговая сварка плавящимся металлическим электродом (проволокой) в инертном газе.
2. Опишите технологию MAG. MAG – Meta Active Gas - дуговая сварка плавящимся металлическим электродом (проволокой) в активном газе.
Проволока во время работы подается через сварочный пистолет в зону сварки. Ее плавление в свою очередь происходит от тепла дуги. Помимо того, что проволока играет роль токопроводящего электрода, она еще является присадочным материалом. Сама зона сварки (сварочная ванна, зона дуги и электрод) защищены потоком газа.
3. В каких случаях применяется технология MIG. В случае, если при сварке нужно применять инертные адноатомные газы или их смесь.
4. В каких случаях применяется технология MAG. В случае, если при сварке нужно использовать активные Газы или их смесь.
5. Как обозначается технология MAG в ГОСТ 1477176? MIG Metal Inert сварка плавящимся металлическим электродом (проволокой) в среде инертного защитного газа с автоматической подачей присадочной проволоки
6. Как обозначается технология MIG в ГОСТ 1477176? MAG Metal Active Gas или MAGW Metal Active Gas Welding дуговая сварка плавящимся металлическим электродом (проволокой) в среде активного защитного газа с автоматической подачей присадочной проволоки
7. В чем разница технологии TIG от технологий MIG, MAG? Основное различие между сваркой Mig,Mag и Tig заключается в том, что в одном процессе используется непрерывная подача проволоки (Mig,Mag), а в другом - сварочные прутки и медленная подача их в сварочную ванну (TIG). Для сварки Mig,Mag и TIG используется электрическая дуга
8.Какие преимущества технологии TIG относительно технологии MIG? Аккуратный сварной шов, отсутствие брызг, сварка деталей небольшой толщины, лучше управление параметрами дуги.
9. Какие недостатки технологии TIG по сравнению с технологией MIG?
В отличие от MIG, где электродом служит подвижная проволока, в сварке TIG используется тугоплавкий электрод из вольфрама с высокой температурой плавления. Сварка также проходит в среде защитного газа (аргона), который защищает область сварки от окисления на открытом воздухе.
Если расстояние между свариваемыми деталями небольшое, то шов формируется за счет расплавления кромок. Если между деталями есть зазор, то в сварочную зону подается специальный присадочный материал — пруток из аналогичного свариваемым деталям металла.
10. Какие виды переноса электродного металла существуют?