Аддитивное производство: что такое CAD/CAM?

Когда заходит речь об аддитивном производстве, большинству на ум приходят 3D-принтеры во всем разнообразии своих моделей. После вспоминаются расходные материалы для трехмерной печати. От пластиков до металлов, от бетона до пищевых продуктов – разнообразие сырья практически безгранично.

Даже о 3D-сканерах обычно вспоминают раньше, чем о технологии, которая лежит в основе трехмерной печати. Без цифрового 3D-моделирования аддитивное производство в его нынешнем виде было бы просто невозможно!

Программная сторона трехмерной печати не менее важна, чем аппаратная. В ней же лучше всего отображается неразрывная связь всех промежуточных процессов.

Технологии цифрового проектирования (CAD), моделирования и расчетов (CAE) и механообработки (CAM) стимулировали в свое время само развитие 3D-печати, приведя к тому, что уже почти не осталось областей материального производства, в которых так или иначе не были бы задействованы 3D-принтеры. Стоит отдать должное CAD/CAM/CAE-системе.

Описание систем CAD и CAM

В аддитивном производстве все стадии реализации проекта, начиная с идеи и заканчивая ее материализацией, находятся в единой технологической цепи, в которой каждая физическая операция также выполняется в цифровой CAD/CAM/CAE-системе.

CAD-системы (computer-aided design) – это, собственно, способ создания цифрового макета объекта, который предстоит напечатать на 3D-принтере. Трехмерную CAD-модель можно как разработать по собственному дизайну, так и создать по данным, собранным 3D-сканером.

При трехмерном сканировании реальных объектов на выходе получается файл STL-формата с треугольниками. Когда же его переводят в любой векторный CAD-формат (IGES, STP и др.), модель, состоящая из миллионов треугольников, превращается в набор цилиндров, плоскостей, гладких поверхностей и т. д.

Технология САЕ (computer-aided engineering) незаменима для создания изделий со сложной геометрией, она позволяет рассчитать самые подробные модели. При моделировании изделия с нуля точные расчеты особо важны.

За предварительные работы в основном отвечает система CAD. CAM же рассчитана на последующую механообработку. САМ-системами (computer-aided manufacturing) называют программное обеспечение, которое регулирует производственный процесс.

САМ-системы занимаются формированием траекторий перемещения инструментов, которые управляют аппаратами трехмерной печати.

Применение систем CAD/CAM

У систем CAD/CAM широкое поле применения. Они становятся незаменимы в медицине, особенно в ее ортопедических направлениях. CAD/CAM-системы в стоматологии используются весьма активно. Уже около десятка лет благодаря данным технологиям производят высококачественные зубные коронки, а также абатменты для имплантатов и протезов.

Не уступают по своему развитию и CAD/CAM-системы в машиностроении. Благодаря автоматизированному проектированию и производству отрасль смогла не только улучшить качество конечного продукта, но и облегчить и удешевить процесс машиностроения в целом.

 

Узнайте больше на 3D Print Expo