Университет XXI века: научное измерение

«Университет XXI века: научное измерение» – 2019 16 тов экспериментов. 3.3. Обобщенный анализ эволюции структуры и физико- механических свойств изменений 3D-изделий. Итоговый результат: Создание экспериментального образца программного комплекса предсказательного мо- делирования теплового и НДС 3D-изделий. Основные подходы к реализации. Разработка нового изделия – процесс, требующий нескольких этапов проектирования и оценки до начала массового выпуска. Проблема изготовления первого физического образа сложной формы - наиболее узкое место, поскольку разработка технологии и соответствующей оснастки требуют затрат, сопоставимых со стоимостью разработки самого из- делия. Имея реальную физическую модель будущего изделия, можно выявить и устранить ошибки, скорректировать пути продолжения процесса проектиро- вания. Прототип изделия используют в качестве концептуальной модели для визуализации и анализа конструкции. Он позволяет конструкторам выполнить доработку и провести функциональные тесты, а также служит мастер-моделью для изготовления инструментальной оснастки. Прототип используют также в маркетинговых целях или при определении стоимости изготовления. Большую роль при анализе свойств проектируемого изделия и принятии про- ектных решений играют виртуальные прототипы, в роли которых выступают 3D модели. Однако, они не могут полностью заменить физические прототипы. Прототипирование ( Prototyping ) – это послойное создание физического объекта, который соответствует математической модели, представленной в CAD-формате. В отличие от традиционных методов производства, быстрое прототипирование изделий не предусматривает удаление материала (фрезеров- ка, сверление, стачивание) или изменение его формы (штамповка, ковка, изгиб, раскатывание). Объемное прототипирование изделий выполняется путем по- слойного наращивания материала, из которого состоит модель, до образования единого целого – готового изделия. Особенность технологии снимает все огра- ничения на внутреннюю структуру получаемой модели. Быстрое прототипирование включает в себя несколько этапов, первым из которых является разработка математической модели изделия в формате STL . Модель разбивается на тонкие поперечные слои с помощью специальной про- граммы, причём толщина каждого слоя равна разрешающей способности обо- рудования по координате Z. Затем осуществляется послойный синтез или по- слойное «выращивание» модели или готового изделия непосредственно по электронным данным без использования технологической оснастки. Аддитивные технологии. С конца 80-х годов XX века интенсивно разви- ваются технологии формирования трехмерных объектов не путем удаления ма- териала (точение, фрезерование, электроэрозионная обработка) или изменения формы заготовки (ковка, штамповка, прессовка), а путем постепенного нара- щивания (добавления) материала или изменения фазового состояния вещества в заданной области пространства. Сейчас значительного прогресса достигли технологии послойного формирования трехмерных объектов по их компьютер- ным образам. Эти технологии наиболее известны как технологии быстрого про- тотипирования ( RP – Rapid Prototyping ), а теперь их стали называть аддитив- ными технологиями. Термин « аддитивные технологии » означает класс процес-