Гибридные производственные процессы, используемые при изготовлении сложных деталей: комплексный обзор

Аддитивное производство определяется как процесс, основанный на послойном нанесении материалов для получения деталей сложной формы; однако этот процесс не обеспечивает необходимого качества поверхности. Кроме того, с развитием новых материалов с улучшенными свойствами некоторые из них приобретают высокую твердость и прочность, что, соответственно, снижает их обрабатываемость. Для преодоления этого ограничения была разработана и внедрена новая технология, объединяющая аддитивные и субтрактивные процессы. В рамках этого процесса аддитивные методы интегрируются на одной установке с субтрактивными процессами, что часто называют гибридным производством. Аддитивное производство используется для изготовления деталей с высокой эффективностью и гибкостью, тогда как последующая механическая обработка обеспечивает хорошее качество поверхности и размерную точность. Благодаря отсутствию необходимости транспортировать деталь с одной установки на другую интеграция аддитивных и субтрактивных процессов сокращает время изготовления и производственные затраты, одновременно минимизируя отходы материала. Целью данной работы было проведение обширного обзора литературы по методам аддитивного производства, включая струйное нанесение связующего, наплавку с направленной подачей энергии, экструзию материала, струйное нанесение материала, селективное сплавление в порошковом слое, послойное ламинирование листовых материалов и фотополимеризацию в ванне, а также по процессам механической обработки с изучением аддитивно-субтрактивной интеграции для анализа последних разработок в данной области, применяемых методов и полученных результатов. В качестве основных источников информации использовались ScienceDirect, Web of Knowledge и Google Scholar, поскольку они являются мощными поисковыми системами научной информации. Также были использованы специализированные книги и несколько веб-сайтов. Основными ключевыми словами для поиска информации были «обработка на станках с ЧПУ», «гибридная обработка», «гибридное производство», «аддитивное производство», «высокоскоростная обработка» и «постобработка». Сочетание этих ключевых слов имело решающее значение для фильтрации огромного объема доступной в настоящее время информации об аддитивном производстве. Поиск был сосредоточен главным образом на публикациях текущего столетия. Работа призвана предоставить структурированную информацию об исследованиях, проведенных по каждому из двух рассматриваемых процессов — аддитивному производству и механической обработке, — а также о том, каким образом эти разработки могут учитываться в исследованиях по гибридной обработке, помогая исследователям быстрее расширять знания в данной области. Также представлен прогноз развития интеграции этих процессов. Кроме того, приведен SWOT-анализ процессов аддитивного производства, механической обработки и гибридного производства с рассмотрением аспектов, присущих данным технологиям.