<#term#3D-принтер (3D printer)#Установка для 3D-печати#>
<#term#Аддитивное производство; АП (аддитивный технологический процесс) (additive manufacturing)#Процесс изготовления деталей, который основан на создании физического объекта по электронной геометрической модели путем добавления материала, как правило, слой за слоем, в отличие от вычитающего (субтрактивного) производства (механической обработки) и традиционного формообразующего производства (литья, штамповки).#>
<#term#Система АП (аддитивная система) (additive manufacturing system)#Установка АП и вспомогательное оборудование, используемое для АП.#>
<#term#Установка АП (аддитивная установка) (AM machine)#Часть системы АП, необходимая для выполнения цикла построения деталей, включающая аппаратную часть, программное обеспечение для настройки и контроля установки, а также периферийные приспособления, используемые для обслуживания установки.#>
<#term#Пользователь установки АП (AM machine user)#Оператор или организация, использующие установку АП.#>
<#term#Пользователь системы АП (пользователь аддитивной системы) (AM system user)#Оператор или организация, использующие аддитивную систему или любую часть аддитивной системы.#>
<#term#Фронтальная сторона установки (front of a machine)#Сторона установки, перед которой должен стоять оператор, чтобы получить доступ к пользовательскому интерфейсу установки и/или главному смотровому окну.
Примечание – Если иное не указано производителем установки.#>
<#term#Питатель (material supplier)#Источник материала/сырья для переработки в системе АП.
Примечание – В настоящем стандарте под термином “материал” подразумеваются сырье, полуфабрикаты, применяемые для переработки в системе АП.#>
<#term#Многошаговый процесс (многоэтапный процесс) (multi-step process)#Тип процесса АП, в котором детали изготавливают за две или более операции, при этом на 1-й стадии, как правило, обеспечивается получение заданной геометрической формы, а на последующих за счёт консолидации детали формируются основные требуемые свойства используемого материала (металл, керамика, полимер, композит и др.).
Примечание – Удаление структур поддержек и операция очистки могут быть необходимы, однако в данном контексте не рассматриваются как отдельный процесс.#>
<#term#Одношаговый процесс (одноэтапный процесс) (single-step process)#Тип процесса АП, в котором детали изготавливают за одну операцию, при этом основная геометрическая форма и свойства материала достигаются одновременно.#>
Технология. Общие положения
<#term#Трёхмерная печать (3D-печать) (3D printing)#Производство объектов путём послойного нанесения материала печатающей головкой, соплом или с использованием иной технологии печати.#>
<#term#Рабочая камера (build chamber)#Замкнутый объем внутри системы АП , в котором происходит изготовление деталей.#>
<#term#Цикл построения (build cycle)#Единичный цикл процесса, в котором один или более компонентов изготавливаются в рабочей камере системы АП.#>
<#term#Пространство построения (build envelope)#Наибольшие внешние измерения по осям х, у и z в пределах области построения, в которой детали могут быть изготовлены.
Примечание – Размеры области построения могут быть больше размеров пространства построения.#>
<#term#Платформа построения (build platform)#База, являющаяся опорной поверхностью, с которой начинается изготовление детали(-ей).
Примечание – В некоторых системах детали строятся прикреплёнными к строительной платформе либо непосредственно, либо через структуры поддержек. В других системах прикрепление к строительной платформе необязательно.#>
<#term#Область построения (build space)#Место, где возможно изготовление детали, как правило, на платформе построения в пределах рабочей камеры.#>
<#term#Поверхность построения (build surface)#Область, где происходит нанесение материала, как правило, на последнем слое, который становится основанием для формирования следующего слоя.
Примечания:
1 Для 1-го слоя поверхностью построения часто является платформа построения.
2 В случае процесса прямого подвода энергии и материала поверхностью построения может быть существующая деталь, на которую наносят материал.
3 Если направление нанесения материала является переменной величиной, поверхность построения может определяться по отношению к поверхности конструкции.#>
<#term#Строительный объем (build volume)#Общий полезный объем, доступный в установке для изготовления деталей.#>
<#term#Зона подачи (бункер подачи) [в синтезе на подложке] (feed region)#Место(а) в установке, где хранится сырье, из которого часть сырья (слой порошка) доставляется на подложку в течение цикла построения.#>
<#term#Слой [вещества] (layer)#Материал, предварительно нанесённый для создания поверхности.#>
<#term#Система координат установки (machine coordinate system)#Трёхмерная система координат, определяемая фиксированной точкой на платформе построения с тремя главными осями, обозначенными х, у, z, с направлениями вращения вокруг каждой из этих осей, обозначенными А, В, и С соответственно, где углы между х, у и z – декартовы (система может быть определена изготовителем установки).
Примечание – Система координат установки зафиксирована по отношению к установке, в отличие от координатных систем, связанных с поверхностью конструкции, которая может быть перенесена или повёрнута.#>
<#term#Производственная партия (manufacturing lot)#Набор деталей, изготовленных из одного сырья, из одной серии деталей, с использованием системы АП и постобработки (при необходимости), по единому производственному техническому заданию.
Примечание – Система АП может включать в себя одну или несколько установок АП и/либо установок постобработки по согласованию между поставщиком АП и потребителем.#>
<#term#Начало координат [нулевая точка (0, 0, 0)] (origin, zero point)#Заданная точка начала координат, в которой три основных оси в системе координат пересекаются.
Примечания:
1 Применяется в трёхмерной системе координат при использовании х, у и z координат.
2 Система координат может быть декартовой или определяться производителем установки.
3 Нулевую точку изначально определяет производитель установки.#>
<#term#Нулевая точка построения (build origin)#Нулевая точка, наиболее часто находящаяся в центре платформы построения и определяющая лицевую поверхность построения. Нулевая точка построения может быть определена настройками.#>
<#term#Нулевое положение рабочих частей установки (machine origin, machine home, machine zero point)#Исходное положение рабочих частей установки.зона излишков [в синтезе на подложке] (overflow region)#Место(а), расположенное(ые) в установке, в которое(ые) попадает и в котором(ых) хранится избыток порошка во время цикла построения.
Примечание – Для некоторых типов установок зона излишков может состоять из одной или нескольких специализированных камер или систем рециркуляции порошка.#>
<#term#Положение детали (part location)#Место детали в строительном объёме.
Примечание – Положение детали, как правило, определяется координатами х, у и z положения геометрического центра ограничительного блока по отношению к строительному объёму и началу координат.#>
<#term#Технологические параметры (process parameters)#Набор рабочих параметров и системных настроек, используемых во время цикла построения.#>
<#term#Серия деталей (production run)#Все детали, произведённые в одном цикле построения или нескольких последовательных циклах построения с использованием сырья из одной партии и одинаковых условий технологического процесса.#>
<#term#Настройки системы (system set-up)#Конфигурация системы АП для проведения построения.#>
<#term#Ось х установки (x-axis)#Ось в системе координат установки, которая проходит параллельно передней стороне установки и перпендикулярно к оси у и оси z.
Примечания:
1 Положительное направление оси х – направление слева направо, если смотреть со стороны фронтальной части установки, при направлении к строительному объёму от начала координат.
2 Обычно ось х горизонтальна и параллельна одному из краёв платформы построения.
3 Если иное не указано производителем установки.#>
<#term#Ось у установки (y-axis)#Ось в системе координат установки, которая перпендикулярна оси z и оси х.
Примечания:
1 Положительное направление оси у определяется по правилу правой системы координат. Чаще всего, в случае положительного направления по оси z вверх, положительное направление по оси у будет направлено от фронтальной к задней стороне установки, если смотреть с фронтальной части установки.
2 В случае положительного направления оси z вниз, положительное направление по оси у будет направлено от задней части установки к фронтальной, если смотреть с фронтальной части установки.
3 Как правило, ось у горизонтальна и параллельна с одним из краёв строительной платформы.
4 Если иное не указано производителем установки.#>
<#term#Ось z установки (z-axis)#Ось в системе координат установки, которая перпендикулярна оси х и оси у.
Примечания:
1 Положительное направление оси z определяют по правилу правой системы координат. Для процессов, использующих послойное нанесение материала в одной плоскости, положительное направление по оси z будет определено как нормаль к слоям.
2 Для процессов, использующих послойное нанесение материала в одной плоскости, положительное направление по оси z – это направление от 1-го слоя к последующим слоям.
3 Когда нанесение материала возможно с различных направлений [например, как в процессе прямого подвода энергии и материала] ось z может быть определена относительно поверхности детали.
4 Если иное не указано производителем установки.#>
Технология. Данные
<#term#3D-сканирование (3D-оцифровка) (3D scanning, 3D digitizing)#Способ получения данных о форме и размерах объекта в пространственном представлении путём записи х, у и z координат точек поверхности объекта и преобразования набора точек в электронную геометрическую модель при помощи специализированного программного обеспечения.
Примечание – Общепринятые способы по большей части автоматизированы. Они скомбинированы с контактной измерительной головкой оптическим сенсором или другим приспособлением.#>
<#term#Формат файлов АП; ФФАП (Additive Manufacturing File Format, AMF)#Формат файлов для коммуникационной (для обмена данных) электронной геометрической модели АП, включающей в себя пространственное описание геометрии поверхности, со встроенной поддержкой для цвета, материалов, сеток координат, групп элементов и метаданных.
Примечание – Формат файлов АП может представлять один из множества объектов, указанных (классифицированных) в группе элементов. По аналогии с STL, геометрия поверхности представлена сеткой треугольных элементов, но в ФФАП треугольники могут быть изогнуты. ФФАП может также устанавливать материал и цвет каждого объёма и цвет каждого треугольника в сетке.#>
<#term#Ограничительный блок детали (bounding box of a part)#Ортогонально направленный кубоид с минимальным периметром, который охватывает максимально удалённые точки поверхности пространственной детали.
Примечание – Если изготавливаемая деталь включает в себя контроль геометрии и дополнительные элементы расширения геометрии (например, места для маркировки, выступы или рельефные буквы), ограничивающий блок может быть установлен с учётом контроля геометрии детали, исключая эти элементы расширения.#>
<#term#Произвольно ориентированный ограничительный блок детали (arbitrarily oriented bounding box of a part)#Ограничительный блок, который рассчитывается без каких-либо ограничений, оказывающих влияние на его ориентацию.#>
<#term#Ограничительный блок установки детали (machine bounding box of a part)#Ограничительный блок детали, в котором все поверхности параллельны системе координат установки.#>
<#term#Общий ограничительный блок (master bounding box)#Ограничительный блок, который включает все детали одного построения.#>
<#term#Расширяемый язык разметки (extensible markup language, XML)#Стандарт консорциума Всемирной паутины, разработанный для пометки информации, содержащейся в документах, предлагающий средства для предоставления содержимого в одинаково хорошо удобном формате для чтения человеком и компьютерными программами.
Примечание – Благодаря использованию настраиваемого стиля таблиц и схем информация может быть представлена унифицированным способом, позволяющим обмен как информацией (данными), так и форматом (метаданными).#>
<#term#Фасет (facet)#Трёх- или четырёхсторонний полигон, представляющий собой элемент пространственной полигональной сетки поверхности модели.
Примечание – Фасеты в виде треугольников используются в формате файлов, относящихся к АП: ФФАП и STL; однако в ФФАП разрешается, чтобы фасеты в виде треугольников были искривлены.#>
<#term#Геометрический центр (центр ограничительного блока) (geometric center of a bounding box)#Локация в арифметическом центре ограничительного блока детали.
Примечание – Центр ограничительного блока может лежать за пределами детали.#>
<#term#IGES (стандарт обмена исходной графической информацией) (initial graphics exchange specification)#Нейтральный формат файлов, предназначенный для переноса двух- и трёхмерных данных чертежей между разнородными системами автоматизированного проектирования.#>
<#term#Начальная ориентация построения [детали] (initial build orientation of a part)#Ориентация детали, в которой она была впервые помещена в строительный объем.#>
<#term#Компоновка в АП (nesting)#Процесс расположения электронных моделей в строительном объёме таким образом, чтобы их ограничительные блоки, произвольно ориентированные ограничительные блоки или иные перекрывались с целью оптимального использования строительного объёма.#>
<#term#PDES (Product Data Exchange Specification or Product Data Exchange using STEP)#Спецификация обмена информации по продукции или обмен информацией по продукции использует STEP.#>
<#term#Переориентация детали (part reorientation)#Вращение ограничительного блока вокруг геометрического центра) детали относительно начальной ориентации построения.#>
<#term#STEP: Стандарт обмена данными модели изделия.#>
<#term#STL: Формат данных модели, описывающий геометрию поверхности объекта как мозаику из треугольников. Используется для передачи геометрических моделей на установки для изготовления деталей.#>
<#term#Модель поверхности (surface model)#Математическое или цифровое представление объекта в виде набора плоских и/или искривлённых поверхностей, которое может, но не обязательно должно, представлять собой замкнутый объем.#>
Технология. Материал
<#term#Отверждение (curing)#Химический процесс, результатом которого является материал с конечными свойствами или другой материал.#>
<#term#Сырье (feedstock)#Основная масса исходных материалов, используемая в процессе АП.
Примечание – Для процессов АП основными исходными материалами, как правило, являются жидкости, порошки, проволоки, суспензии, волокна, листы и т.д.#>
<#term#Синтезирование (fusion)#Объединение двух и более частиц материала в одну частицу.#>
<#term#Лазерное спекание/сплавление (laser sintering; LS)#Процесс синтеза на подложке, выполняемый для производства деталей из порошковых материалов с использованием одного или более лазеров для выборочного спекания или сплавления частиц на поверхности, слой за слоем, в закрытой камере.
Примечания:
1 Большинство установок лазерного спекания/сплавления частично или полностью расплавляют обрабатываемые материалы. Термин “спекание” является историческим и неправильным, в противоположность традиционному спеканию металлических порошков при помощи пресс-форм, температуры и/или давления.
2 При температуре, превышающей точку плавления основного компонента порошковой композиции, содержащей тугоплавкую фазу, будет происходить жидкофазное спекание, т.е. термин “спекание” для данных процессов допустим.#>
<#term#Порошковый массив с деталью (part cake)#Частично агломерированный массив порошка, окружающий изготовленные детали при синтезе на подложке в условиях нагреваемой рабочей камеры.#>
<#term#Постобработка (post-processing)#Комплекс операций по обработке изделия для придания ему необходимых свойств, входящий в многошаговый процесс.#>
<#term#Загрузочная партия порошка (powder batch)#Порошок, используемый в качестве сырья, который может являться использованным порошком, первичным порошком или порошковой композицией для АП.#>
<#term#Подложка (powder bed, part bed)#Область построения в системе АП, в которой сырье наносится и выборочно спекается/сплавляется посредством энергии от внешнего источника или связывается посредством адгезии для изготовления деталей.#>
<#term#Порошковая композиция для АП (powder blend)#Количество порошка, полученного путём перемешивания порошков из одной или нескольких партий порошка, имеющих одинаковый химический и гранулометрический состав в заданных пределах.
Примечание – Обычным видом порошковой композиции является смесь первичного и использованного порошков. Особые требования к порошковым композициям обычно определяются их применением или договорённостью между поставщиком и потребителем.#>
<#term#Партия порошка (powder lot)#Количество порошка, произведённого при отслеживаемых, контролируемых условиях, за один цикл порошкового производства.
Примечания:
1 Размер партии порошка определяется поставщиком порошка.
2 Большинство систем менеджмента качества, как правило, требует сопроводительную документацию на партию порошка. К такой документации относятся сертификаты соответствия, акты испытаний и т.д.#>
<#term#Использованный порошок (used powder)#Порошок, который использован в качестве сырья для установки АП как минимум в одном цикле построения.#>
<#term#Первичный порошок (virgin powder)#Неиспользованный порошок из одной партии порошка.#>
Приложения
<#term#Деталь (part)#Вид изделия, изготовленного из однородного по наименованию и марке материала (или нескольких таких материалов одновременно), получаемый одношаговым процессом или многошаговым процессом, удовлетворяющий требованиям нормативной и конструкторской документации.#>
<#term#Прототип (prototype)#Вид изделия, получаемый одношаговым или многошаговым процессом и являющийся опытным образцом или рабочей моделью, который служит для предварительной оценки характеристик, дизайна или свойств изделия.#>
<#term#Оснастка для прототипа (prototype tooling)#Изложницы, пресс-формы и другие приспособления для применения в прототипировании; иногда под этим термином подразумевается временная оснастка.
Примечание – Этот тип оснастки иногда может быть использован для испытания конструкции оснастки и/или производства детали для потребителя, пока основную оснастку изготавливают. В таком случае под этим термином подразумевается временная оснастка.#>
<#term#Быстрое прототипирование (rapid prototyping in additive manufacturing)#Применение АП, направленное на снижение времени для производства прототипов.#>
<#term#Быстрое инструментальное производство (rapid tooling)#Применение АП, направленное на производство инструментов или элементов оснастки с сокращённым сроком изготовления по сравнению с традиционным инструментальным производством.
Примечания:
1 Быстрым инструментальным производством оснастка может быть произведена непосредственно АП или опосредованно, путём производства образца (лекала), который, в свою очередь, будет использован для производства оснастки.
2 Помимо АП термин “быстрое инструментальное производство” применяют для инструмента с сокращённым сроком изготовления при использовании в вычитающих технологиях (например, фрезерование).#>
Свойства
<#term#Точность АП (accuracy)#Степень близости результатов измерений геометрии детали к принятому опорному значению.#>
<#term#Заготовка АП (as built)#Состояние детали, изготовленной аддитивным процессом, без какой-либо постобработки, кроме, при необходимости, удаления со строительной платформы, удаления структур поддержек и/или неиспользованного сырья.#>
<#term#Конечная плотность (fully dense)#Плотность синтезированного материала, достигаемая при оптимальных технологических параметрах.
Примечания:
1 Производить материал без несплошностей практически невозможно, некоторая микропористость обязательно будет присутствовать.
2 Размеры и допустимое количество несплошностей обычно определяются требованиями к свойствам конечного продукта.#>
<#term#Форма, близкая к конечной (near net shape)#Геометрическая форма детали , максимально приближенная к конечной требуемой форме, для которой необходима минимальная постобработка для достижения её точности.#>
<#term#Пористость (porosity)#Наличие в материале детали некоторого количества пор.
Примечание – Пористость может быть определена как объ1мная доля несплошностей в процентах по отношению ко всему объёму детали.#>
<#term#Повторяемость АП (repeatability)#Прецизионность АП в условиях повторяемости. К условиям повторяемости относятся: один и тот же метод измерений; идентичные объекты измерения; одна и та же лаборатория; один и тот же оператор; одно и то же оборудование и короткий промежуток времени.#>
3D САПР моделирование (объёмное моделирование)
3D моделирование САПР – процесс, наиболее часто используемый при проектировании для составления цифровой 3D-модели. Отправной точкой может быть образ изделия, который принимает форму и становится все более определённым непосредственно на экране компьютера, или ранее созданный образ объекта в виде эскизов, рисунков и т.д., которые потом просто конвертируются в 3D-данные. Объем изделия может быть описан с помощью двух различных методов или комбинации обоих. Объект состоит либо из элементарных объёмов (форм) (например, прямоугольного параллелепипеда, призмы, цилиндра, конуса, сферы и тороида), которые генерируют реальный объект с помощью последовательности логических операций, или объем, описывающий его окрестности граничных поверхностей и расположение материалов относительно граничных поверхностей.
3D-оцифровка (обратный инжиниринг)
3D-оцифровка – это процесс, при котором геометрия поверхности физического объекта определяется с использованием соответствующего оборудования и программного обеспечения и записанных в цифровую модель точек. Объекты могут быть записаны вручную или использованы готовые модели, которые должны быть скопированы в цифровой форме. Использование 3D-оцифровки особенно эффективно, если модель имеет эмпирически разработанную, свободную поверхность, так как она является трудно воспроизводимой с помощью прямого моделирования в 3D САПР.
Реконструкция поверхности
Реконструкция поверхности является средством обработки данных, полученных с помощью 3D-оцифровки. Начиная с массивов точек, создаются математически описанные кривые и поверхности. Генерируется поверхность объекта с достаточной топологической информацией. Эти данные затем могут храниться отдельно или быть интегрированными в существующую объёмную модель САПР. Реинжиниринг создаёт мост между 3D-оцифровкой и моделированием САПР.
Полигонизация/триангуляция
Это программное обеспечение аддитивного процесса используется для создания объёмной модели на основе фасеточных данных либо из массива точек после 3D-оцифровки или использования объёмной модели после 3D-моделирования САПР. Поверхность объекта представляет собой множество крошечных, плоских граней или полигонов, которые протянуты между точками. Число и размер граней определяют, насколько точно воспроизводится геометрия поверхности. Этот процесс создаёт набор данных в формате STL.
Процесс нарезки
Процесс нарезки является важным этапом предварительной подготовки во всех аддитивных производственных процессах. Он включает в себя нарезку фасетов (объем) модели в несколько последовательных слоев и записи информации, содержащейся в каждом слое. Если нарезанные данные контура больше не соединяются друг с другом в оси Z, то последующее масштабирование больше не возможно. При использовании некоторых технологий этот процесс выполняется автоматически с помощью программного обеспечения, как только необходимые параметры (например, толщина слоя) будут установлены. Другие системы требуют отдельного программного обеспечения для подготовки и хранения этих данных слоя.
Форматы данных
<#term#STL#Файл формата STL (тесселяции поверхности языка или стереолитография) зарекомендовал себя как отраслевой стандартный формат для передачи данных в аддитивных технологиях. Это системно-нейтральный формат обмена данными по геометрическим координатам. Граничные поверхности объёмной модели описываются треугольниками (плоские грани) и их нормальными векторами. Наборы STL-файлов могут быть сохранены с помощью ASCII или двоичных представлений, являющихся более удобно читаемым форматом, значительно сокращающим размер файла. Формат STL является непригодным для обмена данными между системами САПР.#>
<#term#VRML (WRL)#Язык VRML (язык моделирования виртуальной реальности), независимый от платформы построения, поддерживает трёхмерный формат изображения и различные сетевые возможности. VRML - это формат данных, который не ограничивается входной точкой или крайними сведениями в виде списков. Формат данных описывает 3D-объекты или сценарии в объектно-ориентированном способе на одном компьютерном языке (обычный текст ASCII или utf-8). Основными компонентами формата языка VRML являются типы узлов и каналы связи. Типы узлов строятся на основных геометрических формах, таких как прямоугольные параллелепипеды, цилиндры, конусы, сферы. Используются также камеры узлов (параллельная перспектива) и группы узлов для реализации иерархических структур, а также прототипы, чтобы расширить существующий ассортимент видов узлов. Совсем недавно формат VRML стал форматом XML, расширяемый 3D, Web3D.#>
<#term#IGES#IGES представляет собой нейтральный формат данных и международный стандарт для обмена CAD-данными между различными САПР. IGES разрабатывался, главным образом, для передачи геометрических данных, относящихся к 2D модели чертежа и 3D-модели поверхности. IGES использует объёмные элементы (прямоугольных параллелепипедов, цилиндров, сфер и т.д.), около 40 дополнительных геометрических элементов (поверхности, кривые, дуги, точки, системы взаимодействия и др.) и более 35 негеометрических элементов (текст, размеры, допуски и т.д.).#>
<#term#VDA-FS#VDA-FS является стандартным интерфейсом САПР организации "VDA" (Ассоциация немецких автопроизводителей). В первую очередь предназначен для обмена данными по кузовным работам. VDA-FS хорошо подходит для обмена данными произвольных поверхностей, которые были сформированы с помощью поверхностно-ориентированного 3D программного обеспечения. Точки, объёмы точек и векторы также могут быть переданы в данном формате.#>
<#term#STEP#STEP (стандарт обмена данными модели продукта) система нейтрального формата, интерфейс для описания и обмена данными модели продукта между различными CAD-системами. STEP может быть использован для передачи данных о продукте (например, цвета, текст или слой поддержки) помимо геометрических данных (как с DXF или IGES).
Модель данных САПР может быть интегрирована в геометрическое представление (каркасные модели, поверхностные модели объёма и другие модели).#>
<#term#AMF#Производственный формат-добавка AMF - это основанный на XML формат данных. Специально разработан для удовлетворения потребностей производства присадок. Как и с STL, существует мозаичное описание поверхности части (или частей), однако дополнительно данные, такие как материал, фактура, цвет, уже включены.#>
