Новая революция в 3d печати? 3d печать металлом

  • 95
    Поделились

Если вы еще не слышали об этом, то вскоре услышите. 3d печать захватывает мир в ураганном темпе. Это новая инновационная технология, применять которую можно в различных отраслях, включая здравоохранение, автомобильную промышленность, технику, финансы и даже архитектуру. Существуют даже 3d принтеры, которые можно приобрести для личного использования дома. С их помощью вы можете сделать все, что угодно, от подарков, до игрушек для ваших детей. В ближайшие несколько лет 3d печать станет настолько же привычной, как лазерная печать сегодня.

3d печать развивается в быстром темпе, настолько быстром, что сегодня мы подошли к точке, когда в этой технологии начинает использоваться металл. Ниже приводится все, что вам нужно знать о 3d печати металлом.

Что такое 3d печать?

Так что же это такое — 3d печать? Говоря простыми словами, вы используете цифровой файл для создания трехмерного объекта. При 3d печати вы прибегаете к так называемому аддитивному процессу. Применяя аддитивный процесс, вы накладываете слой за слоем, пока не будет создан нужный объект. Это не напоминает традиционный субтрактивный процесс, когда из заготовки удаляется материал, пока не получится требуемый объект. Представьте себе, что вы берете деревянную заготовку и обстругиваете ее до тех пор, пока не получите нужную деталь. Это и есть субтрактивный метод.

3d печать позволяет создавать конструкции с меньшим объемом отходов, тем самым, используя меньше материала, чем при использовании субтрактивного метода. Во время 3d печати, вместо того, чтобы начать работать с заготовкой из дерева или пластмассы, вы начинаете работать с цифровым проектом. 3d принтер считывает этот проект и выкладывает материал слоями, пока требуемая конструкция не будет завершена.

Что такое 3d печать металлом?

3d печать металлом

При использовании 3d принтера, вы можете работать с различными типами материалов. Сегодня наиболее распространенными материалам являются пластмассы различного типа.

Пластмассы недорогие и доступные, что делает их популярным для бизнеса и потребителей. Но пластмасса – не единственная возможность. Люди уже начали использовать 3d печать цементом для постройки домов, и даже делают на 3d принтерах продукты питания! Другим вариантом является 3d печать металлом. 3d печать металлом несет революцию в массовое производство и изменяет сам подход к изготовлению деталей. Ожидалось, что 3d печать поглотит все остальные технологии, но пока этого не произошло. Но когда удастся сделать процесс печати металлом доступным и быстрым, он изменит все.

Как работает 3d печать металлом?

3d печать металлом начинается, как и любая другая 3d печать, с цифрового проекта, на основании которого 3d принтер распределяет слои материала. Но при печати металлом работа выполняется одним из трех способов.

Первый способ — это спекание металла. При спекании металла тонкими слоями наносится металлический порошок и связующее вещество, напоминающее клей. Перемежающиеся слои металлического порошка и связующего вещества накладываются друг на друга и формируют требуемую конструкцию детали. Этот процесс повторяется до завершения всей детали, что может занять несколько часов.

Металлический порошок, не используемый во время процесса, помогает поддерживать конструкцию и отделяется от нее после завершения работы. После того, как деталь сформирована, она еще очень хрупкая. Поэтому завершенное изделие помещается в печь с температурой 350 градусов на 34 часа, чтобы удалить всю влагу и упрочнить спекание.

Второй способ — это оплавление порошковых покрытий. Этот процесс очень похож на спекание металла, за исключением того, что вместо связующего вещества используется источник энергии, например, лазер.

Лазер нагревает нанесенный на конструкцию металлический порошок, расплавляет его, и создает твердый слой. Этот процесс повторяется, пока не будет получена требуемая деталь.

Последний способ выполнения 3d печати металлом называется направленным осаждением материала. Этот процесс использует металлическую проволоку или металлический порошок. Двигающаяся в разных направлениях форсунка накладывает слой за слоем металлическую проволоку или порошок до тех пор, пока требуемая конструкция не будет сформирована. По завершению, производится расплавление металла при помощи лазера или электронного луча. Такой процесс, как правило, применяется для ремонта уже существующих металлических объектов, но его также можно применять и для создания новых объектов «с нуля».

Насколько быстро выполняется печать металлом?

напечатанные металлические детали

На скорость печати оказывают влияние множество факторов. Наиболее очевидным из них является размер печатаемого объекта, и возможности вашего принтера. На скорость печати также влияет и тип материала. Изготовление детали может занимать от нескольких минут до нескольких часов и даже дольше.

Существуют планы увеличить скорость 3d печати металлом во много раз. Компания Desktop Metal, находящаяся в Бостоне, предлагает оборудование, которое, по их утверждению, способно печатать в 100 раз быстрее с одновременным снижением затрат в 20 раз.

Увеличение скорости происходит благодаря применению технологии «чернил» вместо лазерной технологии. Сегодня, печать металлом используется только для изготовления прототипов деталей, из-за низкой скорости печати и высокой стоимости материалов. С новой технологией от Desktop Metal, как только будет выпущен их 3d принтер, этот процесс станет настолько дешевле, что его можно будет применять в массовом производстве.

Насколько дешевой является 3d печать металлом?

3d печать металлом намного дороже, чем 3d печать с использованием пластмассы. Металлический порошок и проволока дороже пластмассы, и само оборудование 3d принтера для металла значительно дороже, чем для пластмассы. Печать металлом более дорогая еще и из-за того, что необходимо наличие печи для спекания конструкций, после того, как они будут напечатаны.

На стоимость также влияет и размер изготавливаемой конструкции, так как для получения более крупных деталей требуется больше материала.

Принтер Desktop Metal обойдется в 120 000 $. Для большинства принтеров металлом, которых можно увидеть в Интернете, цена даже не указывается. Вам необходимо связаться с их изготовителем и запросить информацию о цене.

Существуют компании, которые продают комплекты для переоборудования любого обычного 3d принтера для печати металлом. За такой комплект вам придется заплатить около 10 000 $.

Поэтому, как можно видеть, 3d печать металлом, пока не достигла той точке, где бы она стала доступной для широких масс потребителей.

Какие компании продают 3d принтеры для металла?

Существует не очень много компаний, продающих 3d принтеры, способные печатать металлом. Наиболее хорошо известна компания, о которой уже упоминалось, Desktop Metal.

Они не просто собираются продавать 3d принтеры. Они хотят произвести революцию в производстве, изменив сам процесс производства.

Сделать это они планируют при помощи своей системы Production System промышленного масштаба. Эта система будет использоваться для быстрого и эффективного массового производства металлических деталей. Они не стремятся менять стандарты, установленные для 3d принтеров, они намерены установить новые стандарты для производства в целом

В одной из своих демонстраций, они всего за 4 часа изготовили 20 0000 петель, используемых в металлических браслетах часов.

Каковы применения этой технологии печати металлом?

Как только технология станет приемлемой, приложений для печати металлом будет бесконечно много. Возможным станет все, что вы можете вообразить. Детали автомобилей, принадлежности для стоматологов, материалы для больниц, офисные принадлежности, сверла, и вообще все, что изготавливается из металла, может быть получено на 3d принтере.

Компания Boeing уже смогла сэкономить 3 миллиона долларов на каждый самолет, за счет 3d печати деталей из титана. Реактивные двигатели, ракеты, компоненты ядерного оружия, морские двигатели и многое, многое другое. Этот список можно продолжать бесконечно.

Мост в Амстердаме

Одним из наиболее впечатляющих проектов, в котором применяется 3d печать металлом, это мост в Амстердаме. Мост был построен буквально в воздухе! Он имеет длину в 12.5 м, и для его изготовления работали 4 робота.

Для изготовления моста потребовалось 4 500 кг нержавеющей стали, и шесть месяцев работы. Персонал компании MX3D использовал промышленного робота, сварочный аппарат и свое программное обеспечение для 3d принтера, чтобы выполнить 3d печать. Они также планируют установить на мосту датчики для наблюдения за изменениями его состояния со временем. Мост будет установлен в районе Красных Фонарей в Амстердаме в начале 2019 года.

3d печать изменит способ производства вещей. Сегодня 3d принтеры используются, в основном, для получения прототипов, и мелкосерийного производства, но эта технология развивается и позволит расширить применение 3d принтеров.

3d печать металлом демонстрирует наиболее впечатляющий рост. Она изменит все, чем пользуется промышленность для разработки и производства продукции. Скорость производства возрастет, а затраты снизятся, что окажет влияние на каждого, кого это коснется, включая таких потребителей, как вы и я.

Источник


  • 95
    Поделились

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *