Использование возможностей 3D-печати металлом в промышленности – очередная ступень развития производства. Данный метод работы со сплавами внедряется во всем мире и коренным образом меняет технологический процесс, добавляя ему мобильности, улучшая качество выпускаемой продукции.

Металлические технологии в аддитивном производстве

3D-печать металлом предлагает широкие возможности в проектировании, тестировании и изготовлении деталей, которые просто невозможно создать классическими способами. Оборудование помогает получить легкие, высокоточные конструкции или экспериментировать с дизайном. Современные 3D-принтеры работают по 4 основным аддитивным технологиям.

 

Прямая металлическая печать (DMP)

Direct Metal Printing используется для улучшения функциональн, снижения веса или консолидации компонентов в единую деталь. 3D-принтеры применяют лазер для сплавления тончайших слоев металлического порошка при построении сложных объектов. DMP обеспечивает непревзойденную гибкость проектирования, преодолевает традиционные производственные ограничения по геометрии. Затраты на изготовление моделей зависят не от сложности конструкции, а от ее объема. Технология задействуется для изготовления компонентов с неординарными анатомическими формами, внутренними каналами или решетками, интересными текстурами поверхности, высоким уровнем детализации.

 

Прямое металлическое лазерное спекание (DMLS)

Основа технологии Direct Metal Laser Sintering та же: лазер выборочно сплавляет тонкие слои металлического порошка. Разница кроется в конструктивных особенностях и опыте производителя оборудования. Принтеры, работающие по технологии DMP, так же как и DMLS обеспечивают стабильную повторяемость, высокое качество деталей, хорошую производительность, низкую общую стоимость эксплуатации. Съемные печатные модули позволяют избегать простоев, поэтому машины могут функционировать в режиме 24/7. Техника полностью использует расходные материалы и сокращает отходы до минимума.

 

Сплавление порошкового слоя (PBF)

Технология Powder Bed Fusion предполагает создание из металлического порошка сложных деталей непосредственно из файлов CAD. Принтеры PBF используют либо лазер, либо электронный луч, разогревающие всю поверхность порошка и выборочно расплавляют его в соответствии с сечением детали. Применяют различные подходы к нанесению порошка – роликами или лезвиями. При построении не требуются дополнительные опоры, поскольку спеченный порошок выступает в роли поддержки.

 

Послойное связывание металлического порошка (MBJ)

Процесс Metal Binder Jetting основан на способности связующего вещества удерживать слои сыпучего материала. Главные достоинства этой технологии – скорость производства и низкая себестоимость готовой продукции. Основным ограничением этого метода стали механические свойства распечатываемых деталей. Изделия часто содержат относительно большую и неравномерную пористость или низкую плотность. Такое качество не подходит для объектов, требующих прочности и ударостойкости. 

Промышленные принтеры для 3D-печати металлом от 3DSystems
3D Systems стала внедрять трехмерную печать более 30 лет назад. Сегодня компания предлагает переосмыслить конструкцию металлических изделий и производить продукты, компоненты или инструменты необычной конфигурации, с уменьшенным весом, повышенными функциональными возможностями. Оборудование бренда помогает создавать модели из чистых материалов или сплавов с определенными свойствами без каких-либо ограничений.

 

Востребованные принтеры для 3D-печати металлом в промышленности:

 

3D-принтер DMP Factory 500

Фото: 3DSystems 

 

Надежный аппарат оптимизирован для масштабного выпуска. Машина отличается высокой эффективностью и подходит для изготовления крупных бесшовных объектов. Интегрированная платформа аддитивного производства состоит из нескольких модулей, которые можно комбинировать для налаживания конкретной заводской линии. Система контроля сырья и вакуумная камера, минимизирующая содержание кислорода, отвечают за высокое качество готовых изделий, рациональное расходование порошка.

 

3D-принтер DMP Flex 350

Фото: 3DSystems 

 

Оборудование следующего поколения, обладающее увеличенной производительностью и размерной точностью. Аппарат задействуется для построения прототипов, поскольку не имеет ограничений по сложности геометрии выстраиваемого объекта. Техника рассчитана на высокие нагрузки, способна работать круглосуточно. Машина выпускает легкие и долговечные детали, экономно расходуя материал.

 

3D-принтер DMP Factory 350

Фото: 3DSystems 

 

Устройство, оснащенное модулем автоматической циркуляции порошка, подходит для серийного выпуска изделий. Опция очистки платформы при закрытой зоне построения повышает скорость и безопасность работы. Расширенное смотровое окно улучшает обзорность, а используемая ламинарная система обдува рабочей зоны отвечает за качество изготавливаемых деталей.

 

3D-принтер DMP Flex 100

Фото: 3DSystems 

 

Модификация разработана для печати , высокоточных объектов сложной конструкции. Аппарат использует запатентованную технологию уплотнения слоев и создает точные модели с тончайшими стенками. Станция вторичной переработки сырья и ручная загрузка ресурсов позволяют контролировать расходование материалов. Минимальное применение опор обеспечивает идеально гладкие поверхности.

 

3D-принтер ProX DMP 300

Фото: 3DSystems 

 

Это инновационное оборудование для прецизионной печати сплавами. Вместительная рабочая камера позволяет выстраивать необычные конструкции или создавать сложносоставные детали с точным соблюдением параметров. Аппарат оптимизирует производственную линию и ускоряет выход продукции на рынок. Готовые изделия требуют минимальной постобработки. Грамотно спроектированная машина предупреждает загрязнение окружающей среды, безопасна для пользователя.

 

Преимущества печати металлом

Аддитивные технологии не только позволяют создавать объекты из различных сплавов, но и предлагают конкретные конкурентные выгоды при производстве металлических изделий:

•    Облегченность конструкции. Снижение массы или улучшение соотношения жесткости к весу достигается за счет топологической оптимизации, применения внутренних решетчатых структур или объединения деталей в единое целое.
•    Консолидация деталей. 3D-печать позволяет устранить критические процессы сборки, такие как сварка, которые требуют тщательного контроля качества или многократных тестирований.
•    Оптимизация каналов охлаждения. Метод позволяет достичь оптимального охлаждения, и нагрева, производя конфигурации, которые недостижимы с обычными технологиями изготовления.
•    Функциональное совершенствование. Отсутствие производственных ограничений позволяет расширить технические возможности конечного продукта и добиться необходимых характеристик.

 

Программное обеспечение

Запатентованное ПО компании 3D Systems (https://siusystem.ru/software) является ключом к преобразованию данных из 3Д-сканирования или САПР программ в реальные объемные изделия. Программа помогает создавать точные цифровые 3D-модели или CAD-сборки физических объектов, предназначенные для прототипирования, проектирования и массового производства.

Интегрированное программное решение 3DXpert работает с данными САПР, упрощает подготовку файлов задания и обеспечивает оптимизацию размещения деталей при печати.