Odată cu evoluția cunoașterii și a tehnologiei, pe plan mondial se modifică, în mod continuu, cerințele privind metodele de fabricație. Dacă până în prezent tehnologiile tradiționale și producția de masă satisfăceau cerințele, acum, odată cu creșterea complexității produselor industriale, a cerințelor legate de protecția mediului înconjurător și a conservării resurselor, sunt necesare noi tehnologii de fabricație. Răspunsul la aceste cerințe se regăsește, în principal, în tehnologiile de fabricație aditivă (Additive Manufacturing - AM).
Unitatea de curs Metode și Procedee de fabricație aditivă (MPFA) este definită de Asociația Americană pentru Testarea Materialelor (ASTM – American Society for Testing and Materials, www.astm.org) ca “procesul de îmbinare a materialelor, de obicei strat cu strat, în vederea realizării de obiecte tridimensionale pornind de la modelele de date 3D disponibile în fișierele CAD, proces complet diferit de metodologiile de fabricație substractive”. Fabricația aditivă este, conform ASTM F2792, termenul oficial din industrie, având ca sinonim foarte des folosit Imprimarea 3D (3D printing - 3DP).
În prezent, tehnologiile AM sunt folosite în industria medicală pentru fabricarea implanturilor dentare și a implanturilor osoase în serie mică, mijlocie și unicat. AM se întâlnește și în industria aerospațială pentru fabricarea produselor finite ce intră în componență avioanelor de linie. Metodele de fabricație aditivă sunt întâlnite și în alte domenii cum ar fi: industria electronică și a produselor de consum, industria constructoare de mașini, industria militară și artă. Istoria fabricației aditive începe pe la mijlocul anilor 1960. Fabricația aditivă a fost cunoscută inițial sub denumirea de prototipare rapidă (RP – Rapid Prototyping), deoarece aceste tehnologii erau utilizate la obținerea de prototipuri. Pe măsură ce procesele și cerințele de calitate au evoluat, piața s-a extins și în acest moment, tehnologiile de fabricație aditivă sunt folosite, inclusiv în fabricația de produse finite. În prezent, există o multitudine de procedee de fabricație aditivă. Unele dintre cele mai vechii fiind considerate LOM (Layered Object Manufacturing – fabricarea obiectelor din foi laminate) și SLA (Stereolitography - stereolitografie). Procedeele mai recente includ sinterizare selectivă cu laser (SLS), sinterizare directă cu laser (Direct Metal Laser Sintering – DMLS), topirea selectivă cu laser (Selectiv Laser Melting – SLM), tehnologi inkjet, FDM (Fused Deposition Modeling), matricele Polyjet și altele.
În ultimi ani, anumite echipamente din domeniu au făcut obiectul unor îmbunătățiri continue, iar acum ele pot concura cu cele tradiționale, din punctul de vedere al prețului, vitezei, fiabilității şi al costurilor de utilizare. Acest lucru a condus la o extindere a folosirii AM în aproape toate domeniile. Extinderea AM a favorizat și industria de creare a softurilor ce permit utilizarea tehnologiilor, mult mai eficient, într-un mod personalizat. O altă caracteristică ce a dus la creșterea competitivității a fost diversificarea tipului și a numărului de materiale folosite. Mașinile moderne pot utiliza o gamă largă de material precum sticlă, ceramică, polimeri, fotopolimeri, ceară, materiale plastice, metale și aliaje ale acestora.
Pe măsură ce viteza, fiabilitatea și precizia sistemelor hardware se îmbunătățesc, tehnologiile additive ar putea să înlocuiască sau să fie pe o scară largă complementare metodelor tradiționale de fabricație. Unul dintre avantajele cel mai des întâlnite este acela că tehnologiile de fabricație aditivă elimină o mare parte din efortul depus de forța de muncă în obținerea pe cale tradițională a produselor. Eficiența din punctul de vedere al energiei consumate, este un alt avantaj important al acestor tehnologii.
Cunoștințele acumulate în cadrul unității de curs vor contribui pe viitor la formarea competențelor de cercetare a inginerilor, capabili să asigure conceperea și industrializarea produselor industriale competitive pe piața internă și regională, să asigure competitivitatea întreprinderilor. Astfel cursul complementează cunoștințele inginerului modern, care va fi orientat spre:
· concepţia şi industrializarea inovativă a produsului industrial prin tehnologiile integrate “produs-proces” (CAD/CAE/CAPP/CAM/PP&C/CAS/CAQ/PDM/PLM/CALS) de suport al ciclului de viaţă al produsului;
· inovaţiile şi transferul tehnologic în domeniile: “produs industrial” - “procese de industrializare”; metode, procedee şi tehnologii de fabricare, de control şi testare; funcţional al sistemelor de producţie, utilajului tehnologic, maşinilor unelte, sculelor, sistemelor de scule; metode şi procedee de prelucrare;
· concepţia proceselor tehnologice de prelucrare a entităţilor produselor industriale, de control şi testare, implementarea lor, valorificarea noilor tehnologii;
· concepţia funcţională şi constructivă a sistemelor tehnologice de fabricaţie, inclusiv şi a celor flexibil automatizate, a sculelor originale, a sistemelor de scule şi de asigurare cu scule, a dispozitivelor şi verificatoarelor, a mijloacelor de automatizare şi de dirijare şi asigurarea utilizării eficiente a acestora;
· concepţia mijloacelor de asigurare instrumentală, metrologică, informaţională, de dirijare a fabricării menite să asigure calitatea produselor;
se bazează pe abordarea:
- creativă și inovațională,
- integrată a produsului și a proceselor,
- sistemică pe parcursul ciclului de viață.
Acest fapt determină esența și conținutul procesului de instruire al specialistului. Încercarea de a pătrunde în intimitatea procesului de cercetare este justificată, deoarece o cercetare autentică este parte inseparabilă de cunoaștere științifică. Nota definitorie a oricărei cercetări este căutarea în vederea cunoașterii, ceea ce înseamnă a aduna informații și fapte, a le declanșa, a le evalua în vederea obținerii unui spor de cunoaștere.
- Formator: Sergiu Mazuru