На SLS-принтерах чаще всего печатают изделия из полиамидного порошка, отливая затем металлический аналог. Сперва конструктор проектирует модели в CAD-софте.

Затем 3D-оператор готовит машину к запуску. Полиамидный порошок закладывают в две емкости. Слои полиамида наносятся с интервалом в 30 секунд. Принтер спекает полиамидный порошок с помощью теплового лазера.

Процесс печати длится от 5 до 12 часов и зависит от размера детали. Принтер печатает как гладкие, так и рельефные поверхности. Готовые изделия из полиамида получаются прочными и функциональными. Производство автоматизировано и не требует присутствия человека.

На SLS-принтерах можно печатать пластиковые прототипы медицинских протезов. Конструктор моделирует протез на основе томографии. 3д-оператор печатает пластиковый протез, в который в последствии вносятся необходимые правки врачами, получая в результате конечный прототип.

На основе этого прототипа печатается итоговый металлический протез из титана. Такой имплантат не нужно обтачивать, так как он соответствует форме кости человека.

Промышленное прототипирование объектов с помощью технологии 3D-печати, пока еще только набирает свои обороты завоевывая сердца все больших и больших промышленных предприятий. Разумеется, такая тяжеловесная область человеческой деятельности не может перейти на новую технику за один день. Однако те, кто уже попробовал быстрое прототипирование, немедленно понимают все преимущества такого подхода и делают все, чтобы изготовление прототипов их объектов происходило только в такой способ.

А преимуществ здесь (во всяком случае, основных) ровно три: скорость, точность и стоимость. Несмотря на мнимую медлительность промышленных 3D принтеров, общее временные затраты на изготовление одного прототипа разительно отличаются от традиционных методов. Что же до точности: можно сказать лишь то, что в современных реалиях нам вообще не приходится говорить о какой-либо технологии, которая хотя бы близка к аддитивному производству по точности в изготовлении деталей. Стоимость же каждой детали, при наличии должного оборудования, ограничивается лишь стоимостью расходных материалов и разработки 3D модели.

Top 3D Shop: лучшие макеты для промышленности

Выбор программ для создания 3D-моделей, уже на сегодняшний день заставляет глаза разбегаться в разные стороны. Причем на выбор существуют программы разной сложности, начиная от самых простых и заканчивая ПО предназначенным исключительно для профессионалов. Один единственный клиент выделить просто невозможно. Однако среди прочих, можно выделить производителя Autodesk, являющегося крупнейшим в мире поставщиков программ для инженеров, архитекторов, строителей и т.д.

Почти каждый, кто хоть раз подобного рода задачами знает, что золотым правилом создания прототипа является небольшой промежуток времени, потраченный на его изготовление. А раз ничего быстрее, чем аддитивное производство для этой цели нет, разве выбор не очевиден?

Металл в истории человечества - с незапамятных времен. Конечно же, первобытные способы его обработки несравнимы с современными. Раньше для того, чтобы сделать железный или оловянный наконечник для стрелы, требовались дни, а то и недели тяжелого ручного труда. Теперь же все намного проще - довольно сложный в технологическом плане процесс почти полностью автоматизирован.

Правда, металлические изделия нестандартной формы делать иногда приходится все-таки вручную. Сначала отливают форму, потом с ее помощью получают заготовку, которую шлифуют, наносят резьбу, гравируют… Это, опять же, долго и к тому же затратно.

По крайней мере, так было до тех пор, пока не придумали 3d печать из металла. Ее преимущества:

− облегчение довольно трудоемкого процесса;

− возможность создавать конструкции и предметы высокой степени сложности;

− сокращение времени, необходимого на выполнение заказа;

− безвредный и гораздо менее затратный способ производства.

3d печать металлом: волшебство рождения

Интересно наблюдать за гончаром, который из куска серой глины ваяет совершенной формы сосуды. Кажется, он просто высвобождает из бесформенной массы уже существующий образ, убирая все лишнее.

Не менее удивительна и 3d печать металлом, которая появилась сравнительно недавно и сразу же была высоко оценена производственниками. Она позволяет быстро и качественно делать детали и предметы, процесс создания которых при использовании традиционных технологий (ковки или литья) занимает слишком много времени. Например, для того, чтобы сделать эксклюзивную дверную ручку, украшенную витиеватым узором, ранее нужно было сначала изготовить форму, потом отлить и отшлифовать заготовку. Не каждый мастер мог взяться за такой заказ.

Металлическая 3d печать открыла неизведанные производственные возможности, которые позволяют экономить не только время (значительно сократился технологический процесс), но и сырье. Конечно же, только специальный 3d принтер печать металлом может выполнять. Своим внешним видом он напоминает духовой шкаф, а производственный процесс похож на увлекательный иллюзион. Еще бы - в емкости, заполненной металлическим порошком, вдруг начинают проступать контуры заготовки. Сначала - нечетко, а потом - все более отчетливо и уверенно…

Одна из технологий нетрадиционной обработки сырья - SLS. Она предполагает использование лазера: его луч нагревает и спекает металлический порошок по контуру будущей детали, который задается компьютером, соединенным с принтером. Частицы плавятся, превращаясь в фигурный монолит - именно так делают детали сложной конфигурации. Когда процесс завершается, заготовку достают из контейнера с порошком, тщательно очищают и шлифуют. Таким образом, 3д печать металл, измельченный в порошок, облекает в форму - нередко самую удивительную. При этом цена полностью автоматизированного высокоточного производства - значительно ниже ручного труда.

3d печать на заказ из металла позволяет создавать опытные образцы новых механизмов, детали разной степени сложности одним нажатием кнопки «пуск», дающей команду запуска принтеру. При вполне доступной цене высококачественная 3д печать из металла на заказ - это большие возможности для выполнения сложных производственных задач с минимальными затратами.

Точный ответ на вопрос, сколько стоит 3D принтер по металлу, можно получить только после того, как будет определена сфера его использования. Но следует сразу оговориться, что цена такого оборудования очень высокая, и используется оно в основном на крупных производствах.

Стоимость устройства, печатающего металлом

Совсем недавно можно было приобрести только промышленный 3D принтер по металлу. Цена устройства варьировалась от 30 000 000 до 40 000 000 рублей, а функционировало оно по принципу сварочного аппарата.

В настоящее время печатающий металлом 3D принтер стал доступен для обычных граждан. Потому что на рынке появились модели стоимостью от 350 000 до 500 000 рублей, с помощью которых печатается большой ассортимент продукции, в том числе и ювелирных изделий.

Цена домашнего оборудования

Можно найти домашний 3D принтер по металлу, стоимостью от 40 000 рублей, при работе использующий металлоглину. Пока с помощью подобного устройства можно производить только грубые изделия. Тем не менее, оборудование быстро окупает вложенные в его приобретение деньги.

Узнать сколько стоит 3D принтер по металлу, можно на сайтах специализированных интернет магазинов, которые не только помогут определиться со стоимостью устройства, но и дадут возможность сравнить характеристики различных моделей, наиболее подходящих для использования в выбранном направлении.

Чтобы принять правильное решение, какой купить 3D принтер по металлу в каждом конкретном случае, необходимо обращать внимание при выборе не только на стоимость устройства, но также на качество и функциональность модели. Специалисты рекомендуют людям, подбирающим домашнее оборудование для печати по металлу, дождаться тиражирования нового устройства Vader, которое по предварительным данным не будет стоить больше 50 000 рублей, обладая при этом высокой скоростью печати и отличным разрешением.

Материал для 3D принтера по металлу

Сегодня каждому пользователю доступен широкий ассортимент металлов для 3D печати. Например:

• металлический порошок, изготовленный на бронзовой основе (DirectMetal 20);
• сталь нержавеющая (StainlessSteel GP1);
• мартенситно состаренная сталь (MaragingSteel MS1);
• высокопрочный сплав из кобальта, молибдена и хрома (CobaltChrome MP1).

В металлические порошки добавляют фосфорное соединение, влияющее на поверхностное натяжение, а также на степень окисления расплава и его вязкость. Все компоненты можно приобрести в специализированных магазинах.

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. 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.

Росатом разработал 3D-принтер для металлических материалов в два раза дешевле импортных аналогов

На промышленной выставке «Иннопром-2016», что прошла в Екатеринбурге, был представлен первый 3D принтер российского производства. Данный принтер предназначен для работы с металлическими изделиями. Представленный прототип уже фактически является рабочей версией. Производство отечественных трехмерных принтеров по металлу планируется наладить в 2017 году. Расчетные мощности одного принтера составляют 50 тонн материала в год.

Для работы принтера потребуется специальное сырье – металлические порошки. Работать принтер сможет с порошками меди, алюминия, титана и никеля. Производить сырье для станка будут также в России, в городе Новоуральск, что в Свердловской области. Производство и выпуск на рынок сырья намечено на ту же дату, что и выпуск принтеров.

Устройство принтера, а также его программное обеспечение полностью отечественные. Что касается комплектующих, то российского производства здесь чуть более 70% запчастей, что весьма неплохой результат. Выпускать комплектующие для установки будет сразу несколько российских предприятий.

Устройство оснащено лазером мощностью в 1000 Вт и трехосевой сканирующей оптической системой. Что касается скорости печати, то она, в зависимости от материала и сложности изделия составит от 15 до70 кубических сантиметров в час. Данный показатель соответствует показателям импортных аналогов. При всем при это отечественный принтер обходится всего в 30 миллионов рублей, что почтив 2 раза дешевле иностранных аналогов.

Era-3D — официальный поставщик оборудования для трёхмерной печати. На нашем сайте вы сможете купить 3D-принтер для металла. Наши прямые контакты с производителями означают для вас цены без посреднических надбавок и уверенность в качестве и надежности оборудования. На все представленные модели распространяется гарантия до 36 месяцев. Возможна доставка по Москве и в регионы.

Сферы применения 3D-принтеров по металлу

3D-принтеры для металла завоёвывают всё новые сферы производства. На сегодня они применяются:

.в медицине. Изготовление имплантов, зубных протезов, коронок, мостов осуществляется быстрее, с меньшими затратами, а главное — с максимальным учётом индивидуальных физиологических особенностей пациента;

.в автомобильной промышленности — для изготовления некоторых редких деталей и элементов тюнинга;

.в авиационном и аэрокосмическом производстве и на предприятиях ОПК.

Технологии, используемые в 3D-принтерах по металлу

1. Послойное сплавление/спекание металлического порошка. Порошковые слои равномерно наносятся и под воздействием лазерного луча сплавляются в единую конструкцию. К данной категории относятся технологии SLM, SLS, DLMS.

2. Струйная печать (3DP). 3Д-принтер по металлу связывает металлический порошок в однородную массу с помощью полимерного связующего и выводит через экструдер.

3. Ламинирование (LOM). Последовательно наносятся друг на друга и обрезаются тонкие слои металла (в том числе фольга). Из-за клея, используемого для соединения слоёв, получаемые объекты не являются полностью металлическим.

Наплавление:

.DED — лазерная наплавка. Для сплавления выходящего из печатающей головки порошка используется лазерный луч;

.EBM — производство электронным лучом. Технологию используют мощные 3D-принтеры по металлу, создающие крупноразмерные прототипы для оборонно-промышленного комплекса.

В состав порошков для 3D-принтеров входят следующие металлы: нержавеющая сталь, сплавы кобальт-хрома, алюминия, титана, никеля и др.

Экономический эффект от применения 3Д-принтеров по металлу

• Меньший расход материала. При создании точной детали традиционными методами образуется несравнимо большее количество отходов, нежели при трёхмерной печати.
• Меньшие затраты на энергоресурсы.
• Изделия, напечатанные на 3D-принтере из металлического порошка, легче аналогов, созданных из металлов классическими способами, что также приводит к экономии ресурсов.

Подробнее о ценах, характеристиках, достоинствах и недостатках представленных моделей расскажет консультант Era-3D.