Аддитивные технологии

АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лабораторный практикум

Москва

Издательство «ФЛИНТА»

2018

УДК 004.9
ББК  32.97

А28

А28

Аддитивные технологии [Электронный ресурс] : лабораторный 
практикум / М.В. Терехов, Л.Б. Филиппова, А.А. Мартыненко, 
Р.А. Филиппов, В.А. Шкаберин, Ю.М. Казаков. — М. : ФЛИНТА,
2018. — 74 с. 

ISBN 978-5-9765-4021-7 

Содержатся 
девять 
лабораторных 
работ 
по 
дисциплине 

«Аддитивные технологии».

Лабораторный практикум предназначен для студентов очной 

формы обучения для студентов по направлению подготовки09.03.01 
«Информатика и вычислительная техника» (квалификация–бакалавр), 
а также может быть полезен для студентов по направлению 
подготовки 09.03.02 «Информационные системы и технологии» 
(квалификация–бакалавр).

УДК 004.9
ББК  32.97

ISBN 978-5-9765-4021-7
© Коллектив авторов, 2018
© Издательство «ФЛИНТА», 2018

ВВЕДЕНИЕ

Аддитивная технология - сравнительно молодое, но очень 

популярное явление. Название этой технологии происходит от 
англоязычного термина Additive Manufacturing, что в буквальном 
переводе означает “производство через добавление”. Аддитивная 
технология 
означает 
метод 
изготовления 
путем 
послойного 

наращивания 
сырья.
Самый 
известный 
пример 
применения 

аддитивных технологий популярные 3D-принтеры. Все виды 

данных устройств работают по технологии послойного синтеза.
Аддитивные технологии производства совершили революционный 
прорыв 
во 
многих 
отраслях 
медицинской, 
строительной, 

конструкторской, машиностроительной, дизайнерской.

В современно мире аддитивные технологии применяются во 

многих отраслях и потенциально могут использоваться в каждой. 
Мировые таблоиды периодически потрясают новости о том, как на 
3D-принтере напечатали оружие, человеческий орган, одежду, дом, 
автомобиль. Потенциал развития данных технологий действительно 
высок и способен на порядок ускорить развитие научно-технического 
прогресса - научные лаборатории при помощи 3D-принтеров создают 
инновационные материалы и ткани. 

Лабораторная работа №1

РАЗРАБОТКА 3D-МОДЕЛЕЙ И РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ НА 

РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ ПОЛИМЕРОВ

1.Цель работы 
Приобретение практических навыков использования интерфейса 

Autodesk
Inventor. 
Изучение 
основных 
функций 
создания 

пластиковых деталей.

2.Основные теоретические положения 
Модель 
детали 
Autodesk
Inventor 
представляет 
собой 

совокупность 
конструктивных 
элементов, 
обладающих 

геометрическими и размерными связями друг с другом.

В файле детали хранится только одна деталь. В Inventor детали 

собираются для формирования сборок. В сборках можно создавать 
новые детали, согласуя их размеры и ориентацию с теми деталями, 
которые уже имеются.

2.1 Рабочий процесс моделирования с помощью генератора 

форм

Генератор форм — это новый подход к моделированию деталей. 

Он объединяет все, что вам известно о рабочей среде детали 
(габариты, зависимости и предполагаемые силы) и создает опорную 
форму, на основе которой можно быстро уточнить компонент. Вы 
можете быстро определиться с проектом, который отвечает вашим 
требованиям.

Создайте модель, соответствующую основным габаритам 

детали, а затем определите параметры для исследования генератором 
форм (материалы, зависимости, силы и уменьшение массы) и 
сформируйте сеть, представляющую рекомендуемую форму детали. 
Используйте ее, чтобы изменить исходную деталь. Далее можно 
проводить моделирование с использованием средств анализа 
напряжения, подтвердить проект или продолжить его уточнение.

2.2 Рабочий процесс моделирования детали
Для моделирования детали в Inventor необходимо запустить 

рисование эскизов и определить контуры и траектории элемента. 
Затем с помощью команд необходимо применить параметрическую 
геометрию для геометрии эскиза и создания трехмерных элементов 
детали. Наконец, необходимо объединить элементы для создания 
деталей.

Несмотря на то, что большинство элементов создается из 

эскизных фигур или профилей, некоторые элементы, такие как фаски, 
сопряжения и оболочки, создаются с помощью хорошо определенных 
механических операций, для которых не требуются эскизы. Эскизные 
элементы можно объединять и пересекать с другими элементами, а 
также вырезать из них.

Сложные детали создаются путем комбинирования элементов, 

размещение которых задается с помощью зависимостей и размеров. 
Если для некоторых кривых в элементах не указаны размеры, элемент 
можно сделать адаптивным, то есть изменяющим размер при его 
ограничении фиксированной геометрией в сборке.

2.3 Типы деталей
Inventor позволяет проектировать два основных типа деталей: 

Деталь из одного тела, мультидеталь.

Деталь из одного тела - файл детали, который состоит из одного 

твердого тела. Тело представляет собой независимый набор 
элементов, содержащихся в файле детали, включая грани, ребра, 
поверхности и другие формы.

Мультидеталь - файл детали, содержащий несколько твердых 

тел. Каждое тело может содержать независимый набор элементов или 
общие элементы. После завершения проектирования все твердые тела 
можно экспортировать в сборку как отдельный файл детали. 
Создание мультидетали является эффективным нисходящим рабочим 
процессом проектирования, в котором можно использовать обычные 
команды моделирования, чтобы создать новое тело в контексте 
других тел.

В Inventor представлены специальные команды для оптимизации 

проектирования моделей, которые будут изготовлены из пластмассы. 
Команды для пластиковых деталей в Inventor основаны на правилах, 
которые позволяют автоматически создавать сложные элементы 
пластиковых деталей [2].

3. Работа с пластиковыми элементами в системе AUTODESK 

INVENTOR

Разработка мультидеталей осуществляется с применением 

процесса проектирования сверху-вниз. В документе одной детали 
создается и размещается несколько твердых тел. Данный метод 
особенно полезен при проектировании деталей из пластмассы. 

Нисходящий рабочий процесс позволяет исключить необходимость 
создания сложных связей между файлами и потребность в проекциях 
граней между деталями. Можно управлять видимостью, определить 
цвет и рассчитать массу для каждого тела. По завершении 
конструирования можно экспортировать отдельные тела как файлы 
деталей непосредственно в сборку.

Команды 
работы 
с 
пластиковыми 
деталями 
в 
Inventor 

используются для автоматического создания сложных элементов 
пластиковых деталей.

Элемент "Бобышка"
Крепежные 
элементы 
являются 
распространенными 

соединительными механизмами в пластмассовых деталях. Для 
размещения 
и 
удержания 
крепежей 
по 
месту 
выполните 

моделирование 
совмещения 
элементов 
на 
обеих 
деталях. 

Смоделируйте бобышку для головки крепежа и зажим, в который 
будет вставлена резьбовая часть крепежа.

Элемент 
"Бобышка" 
позволяет 
одновременно 
выполнять 

проектирование обоих компонентов крепежного элемента: головной 
точки и резьбы. Можно также проектировать крепежные ребра 
жесткости. Ребра жесткости полезны, если длина бобышки более чем 
в три раза превышает диаметр.

Элемент "Бобышка" размещается в центре сопряженной грани 

головной точки и резьбы. Затем бобышка расширяется до следующей 
грани тела целевой детали. Чтобы спроектировать два сопряженных 
компонента в двух противоположных телах, достаточно использовать 
одинаковые элементы размещения и противоположные направления 
(рис. 1).

Рис. 1 – Элемент "Бобышка"

Элемент "Выступ"
Элементы выступа и канавки часто используются 
при 

проектировании пластиковых изделий. С помощью них можно точно 
соединить две детали на линии разъема вдоль стен.

Этот элемент обычно состоит из двух отдельных элементов, 

точно совмещенных друг с другом: выступа и канавки. Элемент 
"Выступ" позволяет создавать попеременно оба указанных элемента 
по траектории вдоль стенки и геометрических параметров (рис. 2).

Рис. 2 – Элемент "Выступ"

Элемент "Упор"
Упор — это элемент пластиковой детали, который применяется 

к наклонным и искривленным стенкам пластмассовой оболочки для 
того, чтобы создать контактную площадку, которая частично заходит 
внутрь и выступает за пределы тела.

Контактная площадка может быть использована для размещения 

другой детали или может предоставлять поверхность, ориентация 
которой отличается от ориентации общей формы (рис. 3).

Рис. 3 – Элемент "Упор"

Элемент "Решетка"
Элемент "Решетка" используется для создания вентиляционных 

каналов или отверстий в тонких стенках детали, чтобы обеспечить 
приток воздуха для внутренних компонентов.

Компоненты элемента "Решетка"
Решетка создается путем проецирования образцов одного или 

нескольких 2D-эскизов на поверхность детали и задания четырех
аспектов решетки в диалоговом окне "Решетка".

Границы. Определение замкнутого контура решетки. Выбор 

профиля границы неявным образом определяет направление решетки 
как направление от центра масс профиля к ближайшей точке детали, 
вдоль нормали к плоскости профиля. Контур границы является 
обязательным для построения решетки.

Островок. 
Область, 
заполненная 
материалом 
и 
обычно 

расположенная в центре решетки. Островок часто имеет ту же 
толщину, что и оболочка. Он должен представлять собой замкнутый 
эскиз.

Ребра жесткости. Один набор кривых, который заполняет 

область решетки. Внешние грани ребер расположены заподлицо или 
слегка утоплены относительно внешней грани границы. Ребра 
жесткости можно удлинять ниже внутренней грани целевого тела 
(рис. 4).

Рис. 4 – Элемент "Решетка"

4. Задания к работе
Подготовить 
3D-модель 
и 
чертеж 
детали, 
выданной 

преподавателем. 

При разработке 3D-модели следует учитывать геометрические 

особенности изделий из пластика, по возможности необходимо 
использовать специальный функционал для работы с пластиковыми 
элементами выбранной CAD-системы. 

5. Содержание отчета
После выполнения лабораторной работы необходимо оформить 

отчет, который должен содержать:

цель работы;
введение;
основные виды 3D-модели;
список используемой литературы.
Отчет к
лабораторной работе следует печатать, соблюдая 

следующие требования:

текст набирается шрифтом Times New Roman кеглем не менее 

12, строчным, без выделения, с выравниванием по ширине;

абзацный отступ должен быть одинаковым и равен по всему 

тексту 1,27 см;

строки разделяются полуторным интервалом;
поля страницы: верхнее и нижнее не менее 20 мм, левое не

менее 30 мм, правое не менее 10 мм;

полужирный шрифт не применяется;
разрешается 
использовать 
компьютерные 
возможности 

акцентирования внимания на определенных терминах, формулах, 
теоремах, применяя шрифты разной гарнитуры;

введение и заключение не нумеруются.
Основную часть работы следует делить на разделы и 

подразделы:

разделы и подразделы должны иметь порядковую нумерацию в 

пределах всего текста, за исключением приложений;

нумеровать их следует арабскими цифрами;
номер подраздела включает номер раздела и порядковый номер 

подраздела, разделенные точкой;

после номера раздела и подраздела в тексте точку не ставят;
разделы и подразделы должны иметь заголовки;
заголовки разделов и подразделов следует печатать с абзацного 

отступа с прописной буквы без точки в конце, не подчеркивая;

если заголовок состоит из двух предложений, их разделяют 

точкой;

переносы слов в заголовках не допускаются.
Нумерация страниц текстовых документов:
страницы работ следует нумеровать арабскими цифрами, 

соблюдая сквозную нумерацию по всему тексту работ;

титульный лист включают в общую нумерацию страниц работ;
номер страницы на титульном листе не проставляют;
номер страницы проставляют в центре нижней части листа без 

точки.

6. Список рекомендуемой литературы
а) основная литература

1) Жигалова, 
Е.Ф. 
Автоматизация 
конструкторского 
и 

технологического 
проектирования 
[Электронный 
ресурс]: 

учебное пособие / Е.Ф. Жигалова. — Электрон. текстовые 

данные. —
Томск: Томский государственный университет 

систем управления и радиоэлектроники, 2016. — 201 c. — 22278397. — Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/72067.html

2) Хасаншин Р.Р. Автоматизированное проектирование изделий из 

перспективных материалов [Электронный ресурс] : учебное 
пособие / Р.Р. Хасаншин, Р.Р. Сафин, А.Х. Шаяхметова. —
Электрон. 
текстовые 
данные. 
—
Казань: 
Казанский 

национальный 
исследовательский 
технологический 

университет, 2015. — 92 c. — 978-5-7882-1753-6. — Режим 
доступа: http://www.iprbookshop.ru/62149.html

б) дополнительная литература

1) Латышев, П.Н. Каталог САПР. Программы и производители 

2014-2015 [Электронный ресурс] / П.Н. Латышев. — Электрон. 
текстовые данные. — М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2015. — 691 c. —
978-5-91359-142-5. 
—
Режим 
доступа: 

http://www.iprbookshop.ru/65408.html

2) Юдин, К.А. Автоматизация проектирования с применением 

Autodesk Inventor 2012 [Электронный ресурс] : учебное пособие 
/ К.А. Юдин. — Электрон. текстовые данные. — Белгород: 
Белгородский государственный технологический университет 
им. В.Г. Шухова, ЭБС АСВ, 2013. — 129 c. — 2227-8397. —
Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/28870.html

в) справочная литература

1) ГОСТ 
22771-77 
Автоматизированное 
проектирование. 

Требования к информационному обеспечению

2) ГОСТ 
23501.101-87. 
Системы 
автоматизированного 

проектирования. Основные положения.

3) ГОСТ 
23501.108-85. 
Системы 
автоматизированного 

проектирования. Классификация и обозначение.