В настоящее время 3d печать металлом рассматривается, как одна из наиболее перспективных технологий, которая в недалеком будущем может вытеснить современные методы прототипирования.

Исследователи усердно работают над тем, чтобы в ближайшее время принтеры, печатающие металлом, появились на строительных площадках, в металлургической промышленности и на пищевом производстве.

Вам не кажется, что создатели «Терминатора» смогли предугадать будущее?

Только представьте, как изменится наш мир в лучшую сторону, если каждый из нас сможет наладить производство металлических сооружений и конструкций у себя дома.

Говорить о перспективах металлопечати можно бесконечно, но для начала лучше подробнее разобраться с тем, что представляют собой современные 3D принтеры для печати металлом.

Еще недавно литье, рассматривалось как единственный недорогой и выгодный с экономической точки зрения метод изготовления трехмерных металлоконструкций.

С появлением FDM принтеров его гегемония несколько пошатнулась, однако в начале двухтысячных годов мало кто верил в то, что технология трехмерной печати эволюционирует до такой степени, что на повестке дня встанет вопрос о комплексном реформатировании металлургийной промышленности.

Принцип послойного выращивания объемного объекта изначально использовался только при создании аппаратов, работающих с пластиком и глиной.

Прошло немало времени, прежде чем появился 3d принтер по металлу, способный оказать достойную конкуренцию традиционным методам металлопроизводства.

Технологии 3д печать металлом:

На данный момент существует всего несколько технологий, которые используются для печати металлом: лазерные 3d принтеры и струйные. Обе они подразумевают аккуратное и постепенное наслаивание «чернил» слой за слоем для построения заданной фигуры. Тем не менее, инженеры нашли сразу несколько способов, позволяющих вырастить твердый объект на платформе построения.

Селективное лазерное спекание

Технология SLS, также известная под названием Direct metal laser sintering, позволяет создавать металлические объекты из плавкого порошка – металлической глины. Впервые данный материал был показан в 1990 году в Японии. Тогда его использовали для лепки примитивных форм. В промышленности применять его стали лишь спустя десять лет после открытия.

Металлоглина изготавливается из смеси металлической стружки, органического связующего вещества и воды. При обжигании связующее вещество и вода выгорают, что превращает металлический порошок в монолитный объект.

Свеженапечатанные детали методом Direct metal laser sintering:

Для обработки металлоглины SLS-принтеры используют лазер. Порошок наносится на поверхность платформы ровным слоем, после чего разглаживается специальным валиком.Затем лазерное излучение корректирует слой металлоглины так, как это запрограмированно в шаблоне.

Процесс повторяется раз за разом, пока фигура не приобретет нужные размеры. Печать проходит в специальной камере с бескислородной средой, в которой постоянно поддерживается высокая температура. Технология SLS-печати наглядно продемонстрирована на видеоролике, представленном ниже:

Инженеры утверждают, что изделия, изготовленные с помощью селективного лазерного спекания, превосходят металлические заготовки, созданные традиционным методом, по таким параметрам, как пористость и прочность.

Что интересно, промышленный лазерный 3D принтер уже используются такими гигантами, как General Electric Aviation.

Электронно-лучевая плавка

Технология EBM по сути, практически не отличается от SLS/DMLS печати металлом. Единственное отличие электро-лучевой плавки заключается в том, что вместо лазерного луча, металлоглина плавится при помощи направленных электроимпульсов.

Использование электронных пучков высокой мощности, действующих в вакууме, обеспечивает более высокую детализацию печатных объектов. Это объясняется тем, что корректировка электронного луча осуществляется не за счет движения печатной головки, а с помощью манипуляции магнитными полями, то есть на гораздо более точном уровне.

Промышленный 3D принтер Arcam Q10:

Использование электромагнитных компонентов вместо лазерных линз делает EBM принтеры более рентабельными в сравнении с лазерным оборудованием. Кроме того, они обеспечивают более высокую производительность. Посмотреть, как работает аппарат данного типа можно на видео:

Стоит сразу сказать, что вышеназванные технологии далеки от своего предела и могут стать еще лучше. Несмотря на то, что конструкторы используют высокоточное оборудование, которое превосходит традиционные методы обработки металла, при проектировании макетов печатных изделий приходится учитывать усадку от 8% до 30%. Это объясняется физическими свойствами «чернил».

Помимо этого, не стоит забывать, что EBM и SLS/DMLS машины комплектуются германиевыми и алмазными линзами, сложными электромагнитными приспособлениями и посеребренными или позолоченными зеркалами, из-за чего стоимость оборудования делает его покупку рентабельной только для крупных промышленных центров.

Струйное моделирование методом наплавления

Технология FDM или fused deposition modeling используется преимущественно в принтерах, работающих с пластиком, воском и смолами.

Принцип работ устройств, использующих данную технологию достаточно прост: расплавленный материал выдавливается через экструдер на охлажденную платформу построения, где он застывает, слой за слоем формируя нужный объект. 3d печать из металла способом наплавления рассматривается как самый простой из доступных ныне методов печати металлом. Конечно, она не лишена недостатков.

Несмотря на обилие «чернил», доступных в виде металлоглины (медь, сталь, железо, бронза, серебро и золото), существующие FDM оборудование не способно печатать металлические объекты с высокой четкостью и детализацией.

Среди устройств, работающих по схожему принципу, можно выделить The Mini Metal Maker.

Ниже прилагается видео, на котором детально продемонстрирован процесс печати металлом с помощью данного аппарата:

Вполне возможно, что 3d принтер металл в обозримом будущем появится в доме каждого желающего. Об этом говорит стремительное развитие отрасли: уже сегодня такие промышленные киты, как General Electric, Mitsubishi, Boeing, General Motors и Lockheed Martin используют на производстве EBM и SLS/DMLS принтеры.
В компаниях уверяют, 3D печать помогает им экономить значительные денежные суммы и существенно расширить возможности конвейерного производства комплектующих.

Вряд ли компании 3D Systems и Arcam, которым принадлежит первенство в данной сфере, смогут оставаться монополистами на рынке долгое время и диктовать потребителям свои цены.

В 2015 году истекает большинство патентов, что согласно базовым законам рыночной конкуренции сделает «домашние фабрики» по производству металлоконструкций доступными для бытового использования.

3D печать металлом – аддитивное производство металлических изделий, которое по праву является одним из наиболее перспективных и стремительно развивающихся направлений в трехмерной печати как таковой. Сама технология берет свое начало еще с обычного спекания материалов, применяемого в порошковой металлургии. Но сейчас она стала более совершенной, точной и быстрой. И сегодня компания SPRINT3D предлагает вам печать металлом на 3 D принтере на действительно выгодных условиях. Но для начала – немного информации о самом производственном процессе и его возможностях.

Технология селективного лазерного сплавления

SLM или технология селективного сплавления – это тип прямой печати металлом, при котором достигается плотность 99,5%. Разница особенно ощутима, если сравнивать с моделями, полученными обычным литьем. Достигается такой показатель благодаря внедрению новейших технологий именно в аппаратной части:

• Применение специальных роликов для утрамбовки порошков и, как следствие, возможность использования порошков с размером частиц от 5 мкм.
• Повышение насыпной плотности, способствующее уплотнению конечных изделий.
• Создание разреженной атмосферы инертных газов, при которой достигается максимальная чистота материала, отсутствует окисление и исключаются риски попадания сторонних химических соединений в состав.

Но самое главное – современный 3 D принтер для печати металлом позволяет легко подобрать индивидуальную конфигурацию для печати конкретным металлическим порошком. Таким образом даже с недорогим материалом можно получить первоклассный результат. Но только при условии использовании качественного современного оборудования. И здесь мы тоже готовы вас удивить!

3D-печать металлом В SPRINT 3D

Установки для 3 D печати металлом, которые мы используем

Качество производства – ключевое требование, которое мы ставим перед собой. Поэтому в работе используем только профессиональное оборудование, обладающие широкими возможностями для печати металлом. Рассмотрим подробнее каждую из производственных установок.

Производственная установка SLM 280HL

SLM 280HL – разработка германской компании SLM Solutions GmbH, использующая технологию послойного лазерного плавления порошковых металлических материалов. Установка оснащена большой рабочей камерой и позволяет создавать 3D объекты размерами 280х280х350 мм. Среди главных преимуществ печати данной установкой можно выделить:

• Малую минимальную толщину наносимого слоя – 20 мкм.
• Заполнение рабочей камеры инертным газом, что позволяет работать с различными реактивными металлами.
• Скорость печати составляет до 35 см/час.
• Толщина слоя построения – 30 и 50 мкм.
• Мощность – 400 Вт.

Отдельно отметим запатентованную систему подачи порошкового материала, благодаря которой скорость печати значительно выше, чем на большинстве производственных установок в той же ценовой категории. В производстве мы используем следующие материалы:

• Нержавеющая сталь (отечественная 07Х18Н12М2 (Полема) и импортная 316L).
• Инструментальная сталь (импортная 1.2709).
• Жаропрочные сплавы 08ХН53БМТЮ (аналог Inconel 718, про-во Полема) и ЭП 741 (производства ВИЛС).
• Кобальт-Хром (COCR)

3D-принтер SLM 280HL может использоваться для создания разного рода металлических компонентов, прототипов и конечных изделий. При необходимости мы можем обеспечить мелкосерийное производство.

Производственная установка ProX 100

ProX 100 – компактная установка для 3 D печати металлом, разработанная американской компанией 3D Systems. Она работает по технологии прямого лазерного спекания, благодаря чему обеспечивает высокую скорость и точность производства. Среди основных характеристик стоит выделить:

• Размер рабочей камеры – 100х100х80 мм.
• Толщина слоя построения – 20 и 30 мкм.
• Мощность – 50 Вт.

ProX 100 позволяет создавать прототипы, которые невозможно разработать стандартными методами, обеспечивает короткие сроки изготовления, гарантирует отсутствие пористости материала и высокую плотность деталей. Кроме того, отметим стандартизированное качество всех изделий вне зависимости от их структуры. На данный момент модель активно используется в стоматологии при создании высокоточных протезов, но нашла широкое применение и в других отраслях:

• Производство двигателей и отдельных их деталей.
• Разработка медтехники.
• Печать ювелирных изделий и даже предметов современного искусства.

В печати мы используем сплав кобальт-хром КХ28М6 (производство Полема), изначально разработанный для аддитивных технологий при создании эндопротезов.

3D печать металлом – применение в настоящее время

Многие специалисты утверждают, что 3D печать как таковая еще полностью не раскрыла свой потенциал. К примеру, Илон Маск планирует использовать технологию в колонизации Марса для строительства административных и жилых зданий, оборудования и техники прямо на месте. И это вполне реально, ведь уже сейчас технология трехмерной печати металлом активно применяется в различных отраслях:

• В медицине: изготовление медицинских имплантов, протезов, коронок, постов и т.д. Высокая точность производства и относительно доступная цена сделали 3D печать очень актуальной в данной отрасли.
• В ювелирном деле: многие из ювелирных компаний используют технологию 3D печати для изготовления форм и восковок, а также непосредственно создания ювелирной продукции. К примеру, печать титаном позволяет создавать изделия, которые ранее представлялись невозможными.
• В машинной и даже аэрокосмической отраслях: BMW, Audi, FCA и другие компании не первый год используют 3 D печать металлом в прототипировании и всерьез рассматривают ее использование в серийном производстве. А итальянская компания Ge-AvioAero уже сейчас печатает компоненты для реактивных двигателей LEAP на 3D принтерах.

3D принтер по металлу «ORLAS CREATOR» идеально подходит для применения в медицине и стоматологии. Предоставляет возможность регулировать настройки рабочей платформы и расположение резервуара, отслеживая весь рабочий процесс в трехмерном режиме. Поддерживает Wi-Fi и технологии CAD/CAM.

Позволяет изготавливать:

• Ортодонтические и хирургические инструменты.
• Имплантаты, коронки, брекеты, капы.
• Накладки, вкладки, мосты.
• Имитаторы десен, зубов, имплантатов для тестирования.

Характеристики

• Работа с различными материалами: нержавеющая сталь, инструментальная сталь, кобальтохромовый сплав, алюминий, сплавы на основе никеля, титан, драгоценные металлы.
• Возможности масштабирования: область печати варьируется от 60 до 100 мм в диаметре. Рабочая поверхность настраивается под конкретный материал и поставленные задачи.
• Беспроводной доступ: наблюдение за процессом печати из любой точке мира.
• Облачная система управления: возможность отслеживать работу нескольких устройств через единый интерфейс.
• Система очистки и фильтрации: удаление пыли, поддержание чистоты оптики, охлаждающий механизм.
• Портативный сенсорный экран с высоким разрешением.

  Преимущества

  Простота использования .

  Процесс создания нового продукта, от CAD-файла и до готовности к печати, сводится к трем шагам:

• Построение опорной структуры.
• Применение параметров и запуск печати.

Мощность лазера составляет 250 Вт. Для сравнения, возьмем модели такого же класса от других производителей: ReaLizer SLM 50, Trumpf TryPrint 1000, Concept Mlub cusing R, SLM Solution SLM 125 HL и EOS M 100. Их максимальная мощность не поднимается выше 200 Вт.

Теперь обратим внимание на стоимость: самая низкая цена будет у OR LASER. Получаем идеальное соотношение лучшей цены и мощности.

Надежность

90% комплектующих аппарата ORLAS CREATOR входят в число взыскавших всемирное признание и распространение.

Компактность

Малогабаритный принтер обеспечивает лучшие результаты термической обработки при большей стабильности рабочего процесса. Отсутствует необходимость в предварительном нагреве рабочей области.

Непритязательность

Возможность работы с обширным списком металлических порошков от различных поставщиков.

Технологичность

Внедрение инновационных разработок и передовых технологий обеспечивает высочайшую точность работы, одновременно с удобством управления всеми совершаемыми операциями.

Сокращение времени и расходных материалов, повышение производительности, точности и степени детализации – неоспоримые преимущества аддитивных технологий. Создание высококачественных изделий из металла с помощью промышленного 3D принтера – качественно новый уровень стоматологического лечения.

Новейшие технологии и приборы уже ни у кого не вызывают особого восторга, каждый год на рынке появляется что-то новое и оригинальное. Также произошло и с 3D принтером. Есть много его разновидностей, каждая из них работает с различными материалами. Но предпринимателей, и людей, которые собираются организовать свое производство, заинтересовал 3Д принтер, работающий по металлу.

Этот новый удобный прибор может стать прекрасным выбором для организации своего бизнеса. Купив небольшую домашнюю модель, можно начать производство единичных заказов, а потом развернуться и выйти на более масштабное производство. Но давайте обо всем по порядку.

Разновидности принтеров

Ультрасовременные принтеры с трехмерной печатью, способны творить с материалами разной фактуры. Но в последнее время большая часть приборов основывается на работе, в которой расходным сырьем является металл в виде порошка. 3D принтер печатающий только металлом делиться на три основные типа:

1. Струйный. Он создает прототипы из металлов, таких как свинец или олово.
2. Трехмерный, который работает на основе металлического порошка, с эффектом склеивания. Подобные устройства печатают прототип, его же дальше нужно подвергнуть обжигу, но создаваемая ним продукция не отличается хорошими свойствами качества.
3. Лазерный 3D принтер производящий печать металлом. Данные детали чаще всего используют на предприятиях большого масштаба, и цена у них немаленькая.

Каждая из описанных моделей имеет свои плюсы и минусы, но самым лучшим все-таки считается лазерный . В настоящее время можно приобрести модель, которая выдает прототипы отличного качества и в небольших количествах. В таблице ниже приведены несколько принтеров, выпускающих продукцию хорошего качества.

С любого из описанных выше вариантов можно начать свое дело. Те модели, что подешевле не отличаются качеством выпускаемой продукции от дорогих. Каждая модель производит печать металлом, а его применяют в нескольких технологиях.

Виды технологий для 3D печати

Каждая из существующих технологий по-своему хороша. Какую же выбрать для начала свое дела, чтобы начать резкий старт и за короткое время заработать на хороший 3D принтер? В таблице ниже описаны все процессы, где используют металл в виде порошка.

Теперь стоит внимательно рассмотреть каждую технологию подробнее, чтобы точно определиться, каким должен быть домашний 3D принтер, печатающий по металлу. Каждая технология имеет свои плюсы, но и минусы также есть. Только разобравшись в каждой из них, можно сделать рациональный выбор, который позволит с малым бюджетом, приобрести хорошую и удобную в работе модель.

SLS. Выборочное лазерное спекание создается на основе лазерных излучателей высокой мощности. Во время работы все частицы металла спекаются, и в результате получается 3D прототип. Но также спекание может проводиться и без использования компонентов, помогающих связке. Прототип изготавливается слоями: сначала он погружается в фотополимерную смолу, после наносится порошок, а на компьютере указывается, какие места должны обрабатываться лазерным лучом.

Во время печати порошком остаются отсевы, их можно использовать и в дальнейшем, как поддерживающая поверхность для создания других моделей. Подобный подход позволит удешевить печать. Но есть у данной технологии и минус – структура выпускаемой продукции пористая, поэтому требует дальнейшей обработки, во время которой будет повышена плотность.

Дешевый 3D принтер, печатающий по металлу sPro 140 или sPro 230 – это отличный выбор для начала бизнеса. Эти две модели создают печать по технологии SLS и способны сделать даже миниатюрные детали, к тому же они будут отлично детализированы. Также во время печати на них, все материалы расходуются экономно.

SLM. Эта технология подразумевает плавку при помощи металлического порошка, под воздействием лазерного луча. Платформа, на которую наносится материал, медленно опускается, формируя, таким образом, слои 3D детали. Если выбирать принтер из этой модели, то лучшим выбором станет Pro. X100 – это мини модель. С ее помощью можно создать химически чистые прототипы из металла и керамики.

Принтер, печатающий по этой технологии, стоит недешево, но при этом способен создать очень хорошие и качественные модели, он станет прекрасным выбором в случае расширения бизнеса, а вот для начала своего дела стоит дороговато.

Сохраните статью в 2 клика:

Начиная свой бизнес с печати 3D моделей, стоит в первую очередь выбрать хороший и удобный принтер, который будет работать на нужной вам технологии и производить качественные модели. Не стоит обращать внимание сразу на дорогостоящие варианты, они не всегда могут помочь сделать первые шаги и найти рынок сбыта. Начинать лучше с компактного принтера, который будет создавать востребованные 3D прототипы.

Вконтакте

3D печать является одним из наиболее успешно и динамично развивающихся направлений в промышленном производстве. Аддитивные технологии позволили полностью реорганизовать производственный процесс, применяемый на промышленных предприятиях. В традиционном технологическом процессе конечное изделие формировалось, в основном, на этапе механической обработки, за счет удаления (съема) лишнего материала из заготовки. Прямое цифровое производство предполагает формирование физических объектов путем последовательного наращивания материала слой за слоем, что позволяет изготавливать детали с любой геометрией сложности непосредственно по математическим моделям CAD систем проектирования. Таким образом, технологии послойного синтеза изделий имеют ряд существенных преимуществ перед классическим производством:

1. Сокращение циклов НИОКР . Время вывода готового товара на рынок является важнейшей составляющей успеха современного предприятия, которое, в свою очередь, зависит от скорости прохождения этапов технологической подготовки производства. Традиционные методы чрезвычайно дороги и затратны по времени. Применения быстрого прототипирования позволяет в сжатые сроки отработать конструкцию конечных изделий за счет возможности быстрого изготовления тестовых образцов.
2. Расширение границ производства . Классический конфликт «Конструктора и Технолога» долгое время тормозил развития машиностроительных предприятий России. Технологии послойного синтеза изделий позволяют устранить технологические ограничения и вывести производство на новый уровень, за счет воплощения в жизнь ранее не реализованных задумок конструкторов.
3. Сокращение отходов производства . 3Д печать позволяет получать изделия максимально близкие по форме к конечным деталям и уменьшать уровень расхода дорогостоящих материалов, за счет сокращения припусков на этапы механической обработки. Также, в производственном цикле послойной печати может повторно использоваться до 99% закупленных расходников.
4. Снижение длительности производственного цикла. Прямое цифровое производство повышает уровень производительности труда на предприятиях, позволяя снизить количество технологических этапов обработки детали и, следовательно, сократить парк оборудования и обсуживающего персонала.

Современный этап развития аддитивных технологий, позволяет использовать установки не только для целей быстрого прототипирования, но и выпускать конечную продукцию и налаживать серийное производство. Компания «НеоВейтус» поставляет промышленные 3D принтеры по металлу, пластику, керамике и песку, которые позволяют решать различные технологические проблемы в следующих областях:

• Литейное производство
• Производство металлических изделий
• Ремонт и Реконфигурация металлических изделий
• Быстрое Прототипирование

ООО «НеоВейтус» предлагает установки, работающие по различным технологиям, таким как: Выборочная лазерная плавка металлических порошков (SLM), Лазерная наплавка металлических порошков (DMT, LSF или LMD), Выборочное лазерное спекание полимерных материалов (SLS), УФ отверждение фотополимеров (DLP) и стереолитография (SLA).

Также, компания «НеоВейтус» занимается поставками расходных материалов к промышленным 3Dпринтерам: полиамидные порошки (PA12, стеклонаполненный и с углеволокном), металлические порошки (Al, Ti, Steel, Inconel, Co-Cr) и фотополимеры (выжигаемые и для создания твердотельных моделей).

Аддитивные технологии нашли широкое применение в различных отраслях промышленности, таких как машиностроение, энергетика, авиастроение, ракетостроение, радиоэлектроника, автомобилестроение и медицина.

Аддитивные технологии успешно используются в Российской промышленности повышая конкурентоспособность предприятий, за счет предоставления неограниченных возможностей для развития производства.