АННОТАЦИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 8
ГЛАВА 1. ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ АДДИТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА 14
1.1 ОБЗОР SLM ТЕХНОЛОГИЙ ЭИ-ПЕЧАТИ 14
1.2 МЕТАЛЛОСОДЕРЖАЩИЕ МАТЕРИАЛЫ 18
1.3 ОБЗОР ЭИ-ПРИНТЕРА ДЛЯ МЕТАЛЛОВ 19
1.4 ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ 23
ГЛАВА 2. РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ 40
2.1 РАСЧЕТ ПОДВОДЯЩИХ И ОТВОДЯЩИХ ЛИНИЙ И КАНАЛОВ ЭГУ 40
2.2 РАСЧЕТ ЧЕТЫРЕХЩЕЛЕВОГО ЗОЛОТНИКОВОГО ДРОССЕЛИРУЮЩЕГО
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ 42
2.3 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 48
2.4 РАСЧЕТ КРИТЕРИЕВ ПОДОБИЯ ЛАЗЕРНОГО СПЕКАНИЯ 49
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ И ПРОВЕРКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОРПУСА ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ 54
3.1 ИМИТАЦИЯ НАГРУЗОК КОРПУСА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ В UNIGRAPHICS 54
ГЛАВА 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ ПО ТРАДИЦИОННОМУ МЕТОДУ И С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 59
4.1 СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩИХ
ПРИПУСКОВ НА ЗАГОТОВКУ, ЕЕ РАЗМЕРОВ И КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛА (КИМ) 59
4.2 СРАВНЕНИЕ ДВУХ ВАРИАНТОВ МАРШРУТА ТЕХПРОЦЕССА 61
4.3 СРАВНЕНИЕ СЕБЕСТОИМОСТЕЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ 68
4.3.1 Расчет затрат на приобретение основного сырья 68
4.3.2 Расчет затрат на вспомогательные материалы 68
4.3.3 Расчет затрат на приобретение электроэнергии 69
4.3.4 Расчет затрат на приобретение инструмента, станочных приспособлений 70
4.3.5 Расчет затрат, связанных с содержанием и эксплуатацией основных
фондов 74
4.3.6 Расчет затрат на оплату труда 74
4.4 КАЛЬКУЛЯЦИЯ СЕБЕСТОИМОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ АДДИТИВНЫМИ
ТЕХНОЛОГИЯМИ: 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 81
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 82

Купить

Аддитивные технологии уверенно выходят на промышленную арену, ярким примером этого является трехмерная печать. Сущность аддитивных технологий заключается в послойном соединении материалов для создания объектов из данных цифровой ЭБ-модели. Этим они отличаются от традиционных технологий производства, подразумевающих механическую обработку - удаление лишнего материала с заготовки [1].
Классификация аддитивных технологий: по используемым материалам (жидким, сыпучим, полимерным, порошковым металлом); по наличию лазера; по способу фиксирования слоя построения (тепловое воздействие, облучение ультрафиолетом или видимым светом, связующим составом); по способу образования слоя.
Технологии трехмерной печати зародились три десятилетия назад, и начинались они с послойного отверждения фотополимера световым лучом, но еще долгое время технология трехмерной печати была доступна только узкому кругу людей. Первые аппараты для 3D-печати были крайне дорогими, а так же выбор материала для создания моделей был весьма ограничен [2, стр. 7].
Материалом для трехмерной печати могут являться не только полимеры, но и металлы. Еще 10 лет назад изготовление деталей из металла методом 3D - печати, не уступающим по эксплуатационным характеристикам и свойствам деталям, изготовленным традиционными методами обработки металлов, было на грани фантастики, то сегодня это уже реальность [Э].
Оценить темп развития трехмерной печати, с начала ее основания можно в отчете Wohlers Report 2015. С 1988 по 2014 г. в мире было установлено 79 602 промышленных SD-принтера. При этом 38,1% устройств, стоимостью более 5 тыс. долларов США приходится на США, 9,3% - на Японию, 9,2% - на Китай, и 8,7% - на Германию. Остальные страны мира находятся в значительном отрыве от лидеров. С 2007 по 2014 годовой объём продаж настольных принтеров вырос с 66 до 139 584 устройств. В 2014 г. 91,6% продаж приходился на настольные 3D-принтеры и 8,4% - на промышленные установки аддитивного производства, прибыль от которых, однако, составила 86,6% от общего объёма, или 1,12 млрд. долларов США в абсолютном выражении. Настольные машины довольствовались 173,2 млн. долларов США и 13,4%. В 2016 г. ожидается рост продаж до 7,3 млрд. долларов США, в 2018 г. - 12,7 млрд, в 2020 г. рынок достигнет 21,2 млрд. долларов [1].
Данный отчет показывает, что рынок трехмерной печати неуклонно развивается, с каждым годом возможности печати только увеличиваются.
Ежегодные темпы роста мирового рынка аддитивных технологий составляют 15%. При сохранении CAGR на этом уровне к 2025 году объем рынка увеличится с текущих $5,31 млрд. до $21,5 млрд.
К этому времени до 51% рынка будет приходиться на авиационную промышленность, сферу здравоохранения и автомобилестроение. Отрасли, в которых в 2025 году будет наиболее заметно использование технологий аддитивного производства, показаны на рис. 1. 
■ Автомобилестроение
■ А[кнтектура
■ Авиационная и аэрокосмическая промышленность
■ Потребительская электроника
■ Промышленность
■ Медицина
■ Прочие
Рисунок. 1. Структура рынка аддитивных технологий в 2025 году по направлениям использования
К характерным тенденциям мирового рынка аддитивных технологий последних лет можно отнести:
- Постоянное увеличение доли деталей, изготавливаемых с использованием аддитивных технологий, в качестве конечных ("готовых") изделий - direct manufacturing;
- Стремительное развитие технологий трехмерной печати, снижение сроков и стоимости производства за счет применения гетерогенных материалов;
- Увеличение масштабов внедрения технологий трехмерной печати в авиационной, аэрокосмической отраслях, автомобилестроении, сфере здравоохранения, а также в сегменте производства потребительских товаров;
- Применение трехмерной печати для создания быстро переналаживаемых производств, позволяющих сократить время от этапа разработки концепции до создания опытного образца на 70 и более процентов; 
- Рост объема финансирования НИОКР в сфере аддитивного производства;
- Консолидацию рынка путем формирования консорциумов, объединяющих предприятия, исследовательские центры и университеты, а также объединение бывших конкурентов. Практически ежегодно на рынке появляются новые компании, новые технологии. Но часть из них, не выдерживая конкуренции, исчезает, а часть - уходит под крыло крупных компаний;
- Создание специализированных организаций с целью объединения усилий компаний и научных кругов, занимающихся разработкой решений для аддитивного производства (пример - Американский Национальный институт инноваций в области аддитивной промышленности ("America Makes");
- Удешевление производства за счет снижения стоимости оборудования и повышения доступности технологий.
Применение гранул и порошковых материалов в трехмерной печати позволит отказаться от использования треугольных и цилиндрических форм при изготовлении изделий;
- Применение углеродистого (графитового) волокна и металлопорошков позволит улучшить механические, химические и термические характеристики изделий (в частности, для нефтегазовой и оборонной отраслей);
- Производители систем компьютерного проектирования и моделирования (CAD, CAE) ведут разработки решений для трехмерной печати, которые позволят снизить погрешность при изготовлении изделий и повысить точность производства;
- Усовершенствование характеристик и развитие аддитивных технологий позволит повысить точность, скорость и качество трехмерной печати. К 2020 году скорость работы SD-принтеров увеличится вдвое;
- Одним из ключевых направлений развития сервисных услуг на рынке трехмерной печати станет лизинг SD-принтеров;
- Развитие получит производство SD-принтеров, позволяющих создавать крупногабаритные изделия с высокой точностью;
- Материал "графен", известный своими уникальными физическими и электрическими свойствами, будет применяться для производства металлических жил (волокон) и элементов питания.
С точки зрения вклада в общий рынок аддитивных технологий, Россия пока сильно отстает от стран -технологических лидеров. Причем отставание отмечается по всем основным направлениям - производство оборудования для ЗБ-печати, масштабы применения технологий в ключевых промышленных отраслях, производство сырья и вспомогательных материалов и т.д. На данный момент доля России в структуре мирового рынка аддитивного производства составляет около 1%.
Потребности России в металлических порошках для SD-принтеров, а также оборудовании закрываются преимущественно за счет импорта продукции. Основные объемы поставок сырья приходятся на Германию и Великобританию.
Среди крупнейших потребителей порошковых материалов на российском рынке можно назвать такие предприятия, как ПАО "Авиадвигатель" и ПАО "НПО "Сатурн" (в обоих случаях - разработка газотурбинных технологий и двигателей), а также ЗАО "Новомет-Пермь" (производство погружных электроцентробежных насосов для добычи нефти). Значительную работу по развитию и продвижению аддитивных технологий проводят госкорпорации "Росатом" и "Роскосмос".
В современном производстве традиционные методы обработки металлов достигли пика своего развития, и последующее улучшение характеристик и свойств деталей возможно лишь с применением новых материалов. Однако не все материалы хорошо поддаются обработке традиционными методами, поэтому использование материалов очень ограничено, и обуславливается в основном формой изготавливаемой детали. К таким материалам можно отнести твердые сплавы и металлокерамику. Их применение ограничено в связи со сложностью обработки. Эту проблему можно попытаться решить с помощью трехмерной печти, так как при ней происходит «выращивание» детали, а не удаление лишнего материала с заготовки. Ограничение по форме изготавливаемой детали, так же не актуально для SD-принтера [5, стр. 455].
Целью данной магистерской диссертации является оценка возможности применения трехмерной печати для изготовления конструкции гидрораспределителя, а так же исследования его напряженнодеформированного состояния.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи диссертации:
1) Проанализировать существующие методы трехмерной печати и использованные при этом материалы.
2) Провести анализ областей применения трехмерной печати, а так же применения ЭЭ-принтеров в производстве гидравлического оборудования. с учетом применения аддитивных технологий.
3) Разработать с учетом применения аддитивных технологий новую конструкцию гидрораспределителя, отличающуюся от аналогов.
4) Провести все необходимые конструкторско-технологические расчеты, а так же сравнить гидравлический КПД предлагаемого распределителя и распределителя прототипа.
5) Исследовать напряженно деформированное состояние гидрораспределителя при номинальном давлении.
6) Подготовить техникоэкономическое обоснование разрабатываемого гидрораспределителя.
Купить