3д принтер металлические изделия

Содержание
  1. 3D принтер по Металлу
  2. Технологии 3д печать металлом:
  3. Селективное лазерное спекание
  4. Электронно-лучевая плавка
  5. Струйное моделирование методом наплавления
  6. 3D принтер по металлу – Как работает, виды технологий печати
  7. Для чего предназначен 3D принтер
  8. Разнообразие технологий
  9. Струйная
  10. Метод ламинирования
  11. Послойное наплавление
  12. Плавка электронно-лучевая и лазерная
  13. Аддитивное лазерное построение (CLAD)
  14. Электронно-лучевая плавка произвольная (EBF3)
  15. Средняя цена
  16. Где купить 3Д принтеры и по каким ценам
  17. 3D промышленный принтер Stratasys uPrint SE
  18. Winbo Super Helper SH105
  19. 3D принтер Stratasys Mojo
  20. WANHAO Duplicator i3 mini
  21. Stratasys uPrint SE Plus
  22. Точная 3D печать металлом на заказ в Sprint 3D
  23. Технология селективного лазерного сплавления
  24. 3D-печать металлом В SPRINT 3D
  25. Установки для 3D печати металлом,которые мы используем
  26. Производственная установка SLM 280HL
  27. Производственная установка ProX 100
  28. 3D печать металлом – применение в настоящее время
  29. Вас может заинтересовать
  30. Инновации vs традиции: металлическое литье или 3D-печать металлами?
  31. Традиционное металлическое литье
  32. Селективное лазерное плавление
  33. Металлическое литье по выплавляемым моделям
  34. Металлическое литье и 3D-печать: сотрудничество, а не конкуренция
  35. Когда лучше использовать традиционное металлическое литье?
  36. Как улучшить производственный процесс с помощью 3D-печати металлом?
  37. Совершат ли металлические 3D-принтеры новую промышленную революцию?
  38. Компания 3Dtool — комплексные 3D решения
  39. Постобработка металла.

3D принтер по Металлу

3д принтер металлические изделия

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 принтер по металлу – Как работает, виды технологий печати

3д принтер металлические изделия

Игнатьев Борис 2018-02-23 13:48 2196

Конструкция, которая позволяет методом послойного нанесения слоев металла создавать всевозможные детали, называется 3D принтер по металлу.

Для начала, необходим будет компьютер, на который устанавливается специальная программа, помогающие создать виртуальное изображение предмета в трех проекциях, поделенное на цифровые слои.

В 3D принтер по металлу загружают порошок либо металл, которые в процессе работы разогреваются и выдавливаются из головки устройства, нанося слои.

Затем наносится следующий, пока изделие не будет готовым.

3D принтер по металлу позволяет создавать все, что угодно. При этом, получаемые изделия вполне выдерживают конкуренцию с создаваемыми обычными методами.

Для чего предназначен 3D принтер

Отличием 3D технологии считается многофункциональность. Использоваться 3D принтер, печатающий металлом, может любителями, а также профессионалами.

Спектр применения очень разнообразен:

  • изготовление металлических предметов сложнейших форм;
  • имитация ковки с использованием дополнительных устройств и др.

Промышленные образцы 3D принтера для печати металлом справятся легко даже с созданием ракетных двигателей, которые от оригинала практически невозможно отличить. Это подтверждает, что пригодна данная технология для изготовления на принтере всевозможных форм и габаритов металлических предметов.

Разнообразие технологий

Распространение в наше время получили два вида технологий – струйная и лазерная. Объединяет их то, что «выращивание» предмета осуществляется путем последовательного создания слоев. Происходит это до тех пор, пока не получится на выходе принтера необходимый объект (технология аддитивная).

Но, разработчики принтеров на этом не остановились и работают над разработкой новых способов печати.

Струйная

Это наиболее старая технология. Важно знать, что ее применение подходит для композитных материалов, т.е. смеси полимеров и металлов. С ее помощью можно формировать на принтере самой различной формы трехмерные объекты.

Порошок, смешивающийся с полимерами, выступает в роли связующего, позволяя во время процесса сырью связываться. Получаемые этим методом детали не относятся к полностью металлическим.

В некоторых случаях предмет, созданный принтером из композита, переплавляется в металлический, но из-за пористости прочность такого изделия невысокая. Чтобы ее увеличить изделия пропитывают металлом (в частности бронзой). Из-за низких прочностных показателей, используется метод в основном в сувенирной промышленности.

Метод ламинирования

Этот способ состоит в поочередном нанесении на платформу металлических листов малой толщины. Формирование изделия заключается в склеивании фольгированных листов.

Объекты, получаемые рассматриваемым способом, нельзя на 100% считать металлическими, поскольку для создания целостности их используют клей.

К достоинствам способа относят:

  • идентичность получаемого 3D предмета и макета;
  • экономичность.

Применяют способ в макетировании.

Послойное наплавление

Исходным сырьем при создании предметов данным методом являются металлы с низкой температурой плавления. Металлы и их сплавы с высокой температурой плавления не применяют.

До полировки и после

Поэтому разработчики используют, как и при печати струйной, композитные материалы —  BronzeFill, к примеру, состоящий из бронзового порошка и термической пластмассы. Предметы, изготовленные из него, отличаются близкой схожестью с оригинальной деталью и хорошей способностью к шлифованию.

Создаваемые по этой технологии объекты, тоже не относятся к цельнометаллическим.

Способ широко используется в промышленных масштабах для получения экранирующих материалов и необходимых для изготовления печатных плат проводников, позволяющих развивать эту область.

Плавка электронно-лучевая и лазерная

Детали, создаваемые методом плавки с помощью лазера, получаются хорошего качества, но, несмотря на это, используют их не широко из-за ухудшающей прочность пористости. Не могут применяться они там, где необходимо противостоять высокой нагрузке.

Изменить ситуацию можно, применив лазерное спекание, отличающееся от лазерной плавки большей температурой обработки. Оно дает возможность получения на принтере однородных изделий, слабо отличимых от аналогичных, полученных литьем.

Другим похожим способом является электронно-лучевое плавление. Принтеры для него производит фирма Arcam (Швеция).

Технология мало отличается от предшествующей, но имеет такие особенности:

  • высокая скорость манипулирования электронным пучком;
  • отсутствие зеркальных электромеханических комплексов.

: печать деталей способом селективного лазерного спекания

Использование расходников, представленных металлами и их сплавами, позволяет получать металлические 3D предметы, печатаемые небольшими партиями и имеющие с оригиналами близкое сходство. Метод не нуждается в развитой инфраструктуре, благодаря чему является ресурсно- и финансово экономичным.

Применяют его достаточно активно в ортопедии для изготовления протезов, а также форсунок к реактивным двигателям и турбин.

Аддитивное лазерное построение (CLAD)

Используют эту технологию чаще для 3D ремонта, чем для печати трехмерной. Предназначена она только для промышленного использования.

Суть ее состоит в нанесении порошка на дефектные места, который затем подвергается обработке лазером.

Перемещаться головка способна в пяти направлениях, а также вращаться в вертикальной плоскости и изменять угол наклона, что открывает большие возможности.

Использовать CLAD возможно для восстановления крупных объектов, в которых обнаружен брак. Его успешно применяют во Франции для ремонта авиамоторов.

Электронно-лучевая плавка произвольная (EBF3)

Она популярна у сотрудников НАСА, поскольку с порошками в невесомости работать невозможна. Их заменили металлическими нитями. Для наплавления слоев потребуется электронно-лучевая пушка.

Испытания в невесомости

Детали для ремонта создаются прямо на орбите, поэтому отпадает необходимость доставлять их с Земли.

Средняя цена

Рынок сегодня заполнен большим ассортиментом принтеров 3D для дома и производства. Среди них немало 3D принтеров по металлу. Цена наиболее качественных конструкций для использования промышленного равна нескольким десяткам тысячам американских долларов, поэтому позволить себе их могут только крупные компании.

Понятно, что 3D принтер для дома имеют меньшую цену – порядка 10-15 тысяч рублей.

Можно, безусловно, найти и менее дорогие 3D принтеры, печатающие металлами, но соответственно с более низким качеством получаемых изделий.

Понимая это, разработчики работают над совершенствованием 3D принтеров по металлу, купить которые можно будет в ближайшее время.

струйной 3D печати технологии по металлу:

Где купить 3Д принтеры и по каким ценам

НомерМодельГде купитьЦена
13D промышленный принтер Stratasys uPrint SEhttps://www.cvetmir3d.ru/3d-printery/promyshlennye/3d-printer-stratasys-uprint-se/по запросу
2Winbo Super Helper SH105https://www.foroffice.ru/products/description/130398.html12900 рублей
33D принтер Stratasys Mojohttps://www.cvetmir3d.ru/3d-printery/promyshlennye/3d-printer-stratasys-mojo/1183000 рублей
4WANHAO Duplicator i3 minihttps://www.foroffice.ru/products/description/132538.html15900 рублей
5Stratasys uPrint SE Plushttps://www.cvetmir3d.ru/3d-printery/promyshlennye/3d-printer-stratasys-uprint-se-plus/1785000 рублей

3D промышленный принтер Stratasys uPrint SE

Первая модель для построения изделий использует расплавленную нить полимерную из пластика ABS +, которая гарантирует невероятную точность и прочность готовой продукции. Чтобы получить красочное изделие, выбирают из девяти расцветок термопластика.

У конструкции 2 режима, которые отличаются толщиной образуемого слоя.

Winbo Super Helper SH105

Это компактное устройство открытой конструкции, которое подойдет для индивидуального использования – дома, в офисе, школе и т.д. С его помощью создавать можно игрушки, аксессуары для домашнего пользования, макеты и пр. Модель относится к самой дешевой, но обеспечивает завидное качество и детализацию.

Малый вес – еще одно преимущество принтера. Составляет он 3,6 кг.

3D принтер Stratasys Mojo

Еще один доступный по цене настольный девайс для использования в офисах, используемый для разнообразных целей. Для печати, как и первая модель, он использует ABS нить. Получаемые объекты характеризуются достаточно высокой механической устойчивостью и точностью, отличной визуализацией.

Подойдет новичкам и опытным специалистам.

WANHAO Duplicator i3 mini

Бюджетная миниатюрная модель для дома и школы, поставляется почти в собранном виде, поэтому к работе приступать можно сразу после распаковки.

Stratasys uPrint SE Plus

Привлекательная и надежная модель, отличающаяся простой эксплуатацией, небольшими размерами. Объекты создаются из той же нити, что и первые   — ABS. Способна формировать любой конфигурации фигуры с внутренними полостями и геометрией. Используется успешно не только в офисах, но и в промышленных производствах.

Специалисты уверены, что за печатью 3D будущее и она может вытеснить существующие методы создания прототипов. Ученые усердно занимаются разработкой принтеров для металлургической, строительной, пищевой промышленностей, которые смогут улучшить качество нашей жизни, позволив каждому заняться производством металлических конструкций на дому.

Точная 3D печать металлом на заказ в Sprint 3D

3д принтер металлические изделия

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 3D 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 3D 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

3D-печать на собственных 3D-принтерах Самая большая рабочая область — 280х280х350 мм Толщина слоя до 15 микрон 3D различными видами металлов Доставка по всей России и странам СНГ

Установки для 3D 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 3D 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 3D 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.

И это лишь малая часть того, что можно создавать на современном оборудовании. Практически все металлические изделия, которые вам необходимы, можно создать при помощи технологии 3D печати металлом. И если данная услуга актуальна для вас, обратитесь в SPRINT3D. Мы возьмемся за работу любой сложности и объемов. А главное – предоставим первоклассный результат!

Будущее уже здесь!

Вас может заинтересовать

Инновации vs традиции: металлическое литье или 3D-печать металлами?

3д принтер металлические изделия

Традиционное металлическое литье | Селективное лазерное плавление | Металлическое литье по выплавляемым моделям | Металлическое литье и 3D-печать: сотрудничество, а не конкуренция | Когда лучше использовать традиционное металлическое литье? | Как улучшить производственный процесс с помощью 3D-печати металлом? | Совершат ли металлические 3D-принтеры новую промышленную революцию?

Аддитивное производство, по общепринятому мнению, – один из путей к новой промышленной революции. 3D-печать меняет мир вокруг нас, позволяя создавать самые разные продукты – от деталей автомобилей до самолетов и домов. Однако как эта инновационная и еще достаточно молодая технология работает в сравнении с классическим металлическим литьем, используемым уже многие столетия?

Традиционное металлическое литье

История технологий классического металлического литья восходит к Средневековью. Этот процесс включает в себя несколько этапов. Прежде всего, вам нужно создать модель конечного продукта. При изготовлении модели можно использовать различные материалы, в том числе дерево.

В конструкции модели необходимо предусмотреть литниковую систему и некоторые дополнительные опоры. После этого на основе модели изготавливается литейная форма. Для этой цели можно использовать разные формовочные материалы, самым популярным из которых является песчаная смесь.

Первый шаг состоит в том, чтобы подготовить модель; этот процесс может выполняться по-разному в зависимости от используемых материалов. После создания копии конечного продукта необходимо спроектировать литниковую систему. Важно помнить, что модель должна свободно выходить из песчаной формы, поэтому ее нижняя часть не должна быть шире верхней части. 

Традиционные методы предпочтительны, когда мы имеем дело с крупногабаритными деталями. Однако если вы производите прецизионные детали на заказ, лучше выбрать 3D-печать.

При проектировании деталей и литниковой системы также следует учесть тот факт, что в силу высокой скорости застывания расплавленного металла он может застыть раньше, чем дойдет до самой высокой точки вашего изделия.

Чтобы избежать этого, необходимо предусмотреть выпоры, впоследствии отделяемые от детали.

Затем все это необходимо в точности отразить в литейной форме. Необходимо подготовить две песчаные формы. Далее создается первая форма из специальной песчаной смеси, которая в точности копирует объект.

Вторая форма используется для литниковой системы, в которую заливается металл; при необходимости она также может использоваться для копирования второй части изделия.

После этого формы устанавливаются друг над другом таким образом, чтобы литниковая система совпадала с конфигурацией объекта.

Соединив две формы между собой и убедившись, что металл не протечет сквозь два слоя песчаной смеси, мы производим нагревание и расплавление металла. Поскольку металл очень быстро застывает, процессы литья предусматривают очень быстрое заливание металла в форму через литниковую систему.

Последний этап состоит в том, чтобы очистить изделие от песка и отделить литниковую систему. После этого можно подвергнуть объект необходимой дополнительной полировке или удалить излишки материала, если это необходимо.

Селективное лазерное плавление

Селективное лазерное плавление (Selective Laser Melting, SLM) — это технология аддитивного производства, при которой для создания деталей используется металлический порошок.

Металлический 3D-принтер распределяет тонкий слой порошка на платформе, после чего лазер расплавляет металл, повторяя конфигурацию вашей 3D-модели. Наносится новый слой порошка, и процедура повторяется снова.

Поскольку расплавление металла происходит при высокой температуре, напечатанным деталям требуется некоторое время на остывание.

Технология SLM позволяет интегрировать несколько компонентов в один объект, что обеспечивает сокращение затрат и уменьшает время сборки деталей.

Применение селективного лазерного плавления для производства деталей также позволяет получать очень прочные изделия, которые при этом могут иметь тонкие стенки, что обеспечивает снижение массы.

Кроме того, такие детали устойчивы к действию высоких температур.

Как правильно выбрать материал для металлического 3D-принтера: 19 сплавов SLM Solutions для 3D-печати уникальных изделий

Металлическое литье по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям – единственный метод 3D-печати, при котором не используется металлический порошок. Данная технология основана на впрыскивании металла в форму. Мастер-модель, обычно выполняемая из воска, благодаря 3D-печати является точной копией конечного продукта.

Полученная методом 3D-печати мастер-модель покрывается гипсовой формовочной смесью. После получения готовой к использованию гипсовой формы производится создание объекта.

Для этого расправленный металл впрыскивается в форму и замещает собой восковую модель, которая выплавляется через древовидную систему.

Металлическое литье и 3D-печать: сотрудничество, а не конкуренция

Аддитивное производство не является однозначным конкурентом традиционному металлическому литью: 3D-принтеры вполне можно использовать для дополнения и улучшения классических методов.

Прекрасный пример сочетания аддитивного производства с классическим литейным – 3D-печать мастер-моделей. 3D-печать обеспечивает высокий уровень детализации, который не был доступен до применения методов аддитивного производства.

Эта технология также позволяет сократить длительность допроизводственных этапов традиционного металлического литья.

Хороший пример совместного применения двух технологий – метод металлического литья по выплавляемым моделям. Аддитивное производство обеспечивает высокий уровень кастомизации при печати восковой модели изделия. 3D-печать позволяет ускорить технологический процесс, а восковая модель легко удаляется.

Еще один способ сочетания аддитивного производства с классическим металлическим литьем состоит в изготовлении методом 3D-печати пластиковых моделей конечного продукта.

Подобно тому, как это делается в случае металлического литья по выплавляемым моделям, производится выплавление напечатанных копий с получением идеальных индивидуализированных форм, которые могут применяться для традиционных методов литья. 

Кроме того, модели, создаваемые путем 3D-печати, прекрасно подходят для широко используемого способа металлического литья в песчаные формы.

Аддитивная технология позволяет получить высокодетализированную модель, которая оставляет в песчаной смеси точный отпечаток, обеспечивая высокую точность металлических изделий.

Отличный пример сочетания двух технологий показан в следующем видео о применении 3D-печати для изготовления металлического молотка:

Когда лучше использовать традиционное металлическое литье?

Классическое литейное производство хорошо подходит для крупногабаритных деталей

Если вы планируете производить крупные механические детали, например, компоненты двигателя или большие шестерни для машин, для этой цели прекрасно подойдет классическое литье. Аддитивные технологии не будут эффективными в этом случае в силу ограничений на размеры деталей, создаваемых с помощью 3D-принтеров.

Главной задачей при производстве механических деталей является обеспечение необходимой функциональности. Внешний вид не играет большой роли; главное, чтобы детали имели хорошие механические свойства.

И если вам также необходимо производить детали большого размера, то традиционное металлическое литье даст вам как раз то, что нужно.

Традиционное металлическое литье обходится дешевле при производстве больших партий

Классическое литейное производство также лучше выбрать в том случае, когда требуется производить большое количество деталей. Стоимость производства снижается с увеличением количества деталей, тогда как при аддитивном производстве стоимость остается неизменной.

Как улучшить производственный процесс с помощью 3D-печати металлом?

Поскольку применение 3D-печати в сочетании с технологией металлического литья по выплавляемым моделям мало чем отличается от традиционной технологии металлического литья, в этом разделе мы больше сфокусируемся на преимуществах аддитивного производства с использованием металлических порошков. 

3D-печать открывает новые возможности проектирования

3D-печать также дает практически безграничную свободу проектирования, высокий уровень детализации и широкие возможности кастомизации. Если для вашего изделия важным фактором является точность, лучше выбрать аддитивное производство.

Кроме того, при использовании 3D-печати можно проектировать сочленяемые детали, что недоступно традиционной технологии металлического литья.

Аддитивные технологии не только сокращают время сборки, но и предоставляют вам совершенно новые возможности проектирования.

Свобода проектирования: топологическая оптимизация и 3D-печать позволяют создать детали с геометрией любой сложности

3D-печать ускоряет процесс производства

Если на вашем производстве в приоритете время, то аддитивные технологии будут подходящим выбором. По целому ряду причин процесс 3D-печати металлом гораздо быстрее традиционного металлического литья.

Все, что вам нужно для 3D-печати, начиная с этапа предварительной подготовки и заканчивая непосредственной печатью деталей из металла, – это 3D-модель.

Если сравнить это с металлическим литьем, где требуется не только спроектировать деталь, литниковую систему и выпор, но и создать литейную форму, то очевидно, что 3D-принтер дает существенную экономию времени. 

В случае 3D-печати металлом быстрее осуществляется и процесс постобработки.

Не следует забывать, что процесс металлического литья предусматривает механическую обработку для отделения литниковой системы и выпора, а также ручное удаление металла, пролившегося между формами, и к этому еще нужно добавить обработку поверхности детали. По окончании процесса 3D-печати вам лишь потребуется удалить поддержки.

Полный контроль производственного процесса

Хотя при металлическом литье сам процесс производства осуществляется быстрее в силу быстрого застывания расплавленного металла, при этом вы никак не контролируете процесс. Аддитивные технологии предлагают намного более стабильный процесс производства.

Конечно, не исключена вероятность того, что 3D-принтер выйдет из строя во время печати, однако вы контролируете изготовление каждой детали и можете немедленно реагировать в таких ситуациях.

Технология металлического литья не дает вам такой возможности, поскольку вы не можете видеть, что происходит внутри литейных форм.

При использовании традиционного металлического литья также существует риск того, что расплавленный металл застынет раньше, чем дойдет до самой высокой точки вашего изделия. Чтобы избежать этого, приходится создавать дополнительную часть конструкции, называемую литником.

Литник требуется впоследствии отделять от конечного продукта, что увеличивает время постобработки.

Кроме того, на этапе заливки в форму может произойти образование пузырьков в металле вследствие окисления или попадание в металл мелких частиц песчаной формы, что сказывается на свойствах изделия.

3D-печать позволяет создавать более легкие детали

Если вам нужно, чтобы производимые детали были легкими, то аддитивное производство предлагает массу возможностей для этого. Для снижения массы деталей можно спроектировать стенки деталей в виде ячеистых структур. Также можно создавать пустотелые детали, что невозможно в случае металлического литья.

Хорошие механические свойства

При использовании таких методов аддитивного производства, как селективное лазерное плавление, изготавливаемые детали также будут очень прочными и устойчивыми к действию высоких температур. Металлические объекты, производимые с помощью SLM-технологии, имеют лучшие механические свойства, поскольку они производятся при более высоких температурах.

На эту тему: 5 причин для перехода к 3D-печати металлических изделий

Совершат ли металлические 3D-принтеры новую промышленную революцию?

Традиционные методы металлического литья предпочтительны, когда мы имеем дело с крупногабаритными деталями. Однако если вы производите прецизионные детали на заказ, то лучше выбрать 3D-печать.

Аддитивное производство предоставит вам свободу в выборе проектных решений, и вы сможете спроектировать именно такую модель, которая вам нужна, обеспечит быстрое получение результатов и позволит существенно усовершенствовать вашу производственную систему. 

Перевод с английского. Оригинал этого материала на сайте sculpteo.com

Компания 3Dtool — комплексные 3D решения

3д принтер металлические изделия

Всем привет, Друзья! С Вами 3DTool!

Каталог 3D принтеров по металлу BLT 

Селективное лазерное плавление (SLM) и прямое лазерное спекание металла (DMLS) — это два процесса аддитивного производства, которые принадлежат к семейству 3D-печати, с использованием метода порошкового наслоения.

Две этих технологии имеют много общего: обе используют лазер для выборочного плавления (или расплавления) частиц металлического порошка, связывая их вместе и создавая модель слой за слоем.

Кроме того, материалы, используемые в обоих процессах, являются металлами в гранулированной форме. 

Различия между SLM и DMLS сводятся к основам процесса связывания частиц: SLM использует металлические порошки с одной температурой плавления и полностью плавит частицы, тогда как в DMLS порошок состоит из материалов с переменными точками плавления.  В частности:  SLM производит детали из одного металла, в то время как DMLS производит детали из металлических сплавов.  И SLM, и DMLS технологии используются в промышленности для создания конечных инженерных продуктов. В этой статье мы будем использовать термин «металлическая 3D печать» для обобщения 2-х технологий. Так же опишем основные механизмы процесса изготовления, которые необходимы инженерам для понимания преимуществ и недостатков этих технологий.  Существуют и другие технологические процессы для производства плотных металлических деталей, такие как электронно-лучевое плавление (EBM) и ультразвуковое аддитивное производство (UAM). Их доступность и распространение довольно ограничены, поэтому они не будут представлены в данной статье.  Как работает 3D печать металлом? Основной процесс изготовления для SLM и DMLS очень похожи.   1. Камера, в которой происходит печать, сначала заполняется инертным газом (например, аргоном), чтобы минимизировать окисление металлического порошка. Затем она нагревается до оптимальной рабочей температуры.  2. Слой порошка распределяется по платформе,  мощный лазер делает проходы по заданной траектории в программе, сплавляя металлические частицы вместе и создавая следующий слой.   3. Когда процесс спекания завершен, платформа перемещается вниз на 1 слой. Далее наносится еще один тонкий слой металлического порошка. Процесс повторяется до тех пор, пока печать всей модели не будет завершена.  Когда процесс печати завершен, металлический порошок уже имеет прочные связи в структуре. В отличие от процесса SLS, детали прикрепляются к платформе через опорные конструкции. Опора в 3D-печати металлом, создаётся из того же материала, что базовая деталь. Это условие необходимо для уменьшения деформаций, которые могут возникнуть из-за высоких температур обработки.  Когда камера 3D принтера охлаждается до комнатной температуры, излишки порошка удаляются вручную, например щеткой. Затем детали как правило подвергаются термообработке, пока они еще прикреплены к платформе. Делается это для снятия любых остаточных напряжений. Далее с ними можно проводить дальнейшую обработку. Снятие детали с платформы происходит по средством спиливания.  В SLM и DMLS почти все параметры процесса устанавливаются производителем. Высота слоя, используемого в 3D-печати металлами, варьируется от 20 до 50 микрон и зависит от свойств металлического порошка (текучести, гранулометрического состава, формы и т. д.). 
Базовый размер области печати на металлических 3D принтерах составляет 200 x 150 x 150 мм, но бывают и более большие размеры рабочего поля. Точность печати составляет от 50 — 100 микрон. По состоянию на 2020 год, стоимость 3D принтеров по металлу начинается от  150 000 долларов США.  Например наша компания предлагает 3D принтеры по металлу от BLT.  3D принтеры по металлу, могут использоваться для мелкосерийного производства, но возможности таких систем в 3D-печати, больше напоминают возможности серийного производства на машинах FDM или SLA.  Металлический порошок в SLM и DMLS пригоден для вторичной переработки: обычно расходуется менее 5%. После каждого отпечатка неиспользованный порошок собирают и просеивают, а затем доливают свежим материалом до уровня, необходимого для следующего изготовления.  Отходы в металлической печати, представляют из себя поддержки (опорные конструкции, без которых не удастся добиться успешного результата). При слишком большом обилии поддержек на изготавливаемых деталях, соответственно будет расти и стоимость всего производства.    

3D печать металлом на 3D принтерах BLT

Металлические детали SLM и DMLS обладают практически изотропными механическими и термическими свойствами. Они твердые и имеют очень небольшую внутреннюю пористость (менее 0,2 % в состоянии после 3D печати и практически отсутствуют после обработки).  Металлические печатные детали имеют более высокую прочность и твердость и часто являются более гибкими, чем детали, изготовленные традиционным способом. Тем не менее, такой металл быстрее становится «уставшим».  Опорные конструкции всегда требуются при печати металлом, из-за очень высокой температуры обработки. Они обычно строятся с использованием решетчатого узора.  Поддержки в металлической 3D печати выполняют 3 функции:  • Они делают основание для создания первого слоя детали.  • Они закрепляют деталь на платформе и предотвращают её деформацию.  • Они действуют как теплоотвод, отводя тепло от модели.  Детали часто ориентированы под углом. Однако это увеличит и объем необходимых поддержек, время печати, и в конечном итоге общие затраты.  Деформация также может быть сведена к минимуму с помощью  шаблонов лазерного спекания. Эта стратегия предотвращает накопление остаточных напряжений в любом конкретном направлении и добавляет характерную текстуру поверхности детали.  Поскольку стоимость металлической печати очень большая, для прогнозирования поведения детали во время обработки часто используются программные симуляторы. Это алгоритмы оптимизации топологии в прочем используются не только для увеличения механических характеристик и создания облегченных частей, но и для того, чтобы свести к минимуму потребности в поддержках и вероятности искривления детали. 

Пример печати на 3D принтере BLT

В отличие от процессов плавления с полимерным порошком, таких как SLS, большие полые секции обычно не используются в металлической печати, так как поддержки будет очень сложно удалить, если вообще возможно.  Для внутренних каналов больше, чем Ø 8 мм, рекомендуется использовать алмазные или каплевидные поперечные сечения вместо круглых, так как они не требуют построения поддержек. Более подробные рекомендации по проектированию SLM и DMLS можно найти в других статьях посвященных данной тематике.  В качестве альтернативы полым секциям, детали могут быть выполнены с оболочкой и сердечниками, которые в свою очередь обрабатываются с использованием различной мощности лазера и скорости его проходов, что приводит к различным свойствам материала. Использование оболочки и сердечников очень полезно при изготовлении деталей с большим сплошным сечением, поскольку это значительно сокращает время печати и уменьшает вероятность деформации.   Использование решетчатой структуры является распространенной стратегией в 3D-печати металлом, для уменьшения веса детали. Алгоритмы оптимизации топологии также могут помочь в разработке органичных легких форм.  Технологии SLM и DMLS могут производить детали из широкого спектра металлов и металлических сплавов, включая алюминий, нержавеющую сталь, титан, кобальт, хром и инконель. Эти материалы обеспечивают потребности большинства промышленных применений, от аэрокосмической отрасли до медицинской. Драгоценные металлы, такие как золото, платина, палладий и серебро, также могут быть обработаны, но их применение носит незначительный характер и в основном ограничивается изготовлением ювелирных изделий.  Стоимость металлического порошка очень высока. Например, килограмм порошка из нержавеющей стали 316 стоит примерно 350-450 долларов. По этой причине минимизация объема детали и необходимость поддержек является ключом к поддержанию оптимальной стоимости производства.  Основным преимуществом металлической 3D-печати является ее совместимость с высокопрочными материалами, такими как никелевые или кобальт-хромовые супер сплавы, которые очень трудно обрабатывать традиционными методами. За счет использования металлической 3D-печати для создания детали практически чистой формы — можно достичь значительной экономии средств и времени. В последствии такая деталь может быть подвергнута обработке до очень высокого качества поверхности.  

Постобработка металла.

Различные методы пост. обработки используются для улучшения механических свойств, точности и внешнего вида металлических печатных изделий.

  Обязательные этапы последующей обработки включают удаление рассыпного порошка и опорных конструкций, в то время как термическая обработка (термический отжиг) обычно используется для снятия остаточных напряжений и улучшения механических свойств детали.

  Обработка на станках ЧПУ может быть использована для критически важных элементов (таких как отверстия или резьбы). Пескоструйная обработка, металлизация, полировка и микрообработка могут улучшить качество поверхности и усталостную прочность металлической печатной детали. 
Плюсы: 
1.

3D печать с использованием металла, может быть использована для изготовления сложных деталей на заказ, с геометрией, которую традиционные методы производства не смогут обеспечить.  2.  Металлические 3D печатные детали могут быть оптимизированы, чтобы увеличить их производительность при минимальном весе.  3.

Металлические 3D-печатные детали имеют отличные физические свойства, 3D принтеры по металлу могут печатать большим перечнем металлов и сплавов. Включают в себя трудно обрабатываемые материалы и металлические суперсплавы. 

Минусы: 

1. Затраты на изготовление, связанные с металлической 3D-печатью, высоки. Стоимость расходного материала от 500$ за 1 кг.   2. Размер рабочей области в 3D принтерах по металлу ограничен.  •  3D печать металлом наиболее подходит для сложных, штучных деталей, которые сложно или очень дорого изготовить традиционными методами, например на станке ЧПУ.  •  Уменьшение потребностей в построении поддержек, значительно снизит стоимость печати при помощи металла.  •  Металлические 3D-печатные детали имеют отличные механические свойства и могут быть изготовлены из широкого спектра инженерных материалов, включая суперсплавы. 

А на этом у нас Все! Надеемся, статья была для Вас полезна.

Каталог 3D принтеров по металлу BLT

Приобрести 3d-принтеры по металлу, а так же любые другие 3d-принтеры и ЧПУ станки, вы можете у нас, связавшись с нами:

• По электронной почте: Sales@3dtool.ru

• По телефону: 8(800)775-86-69

• Или на нашем сайте: http://3dtool.ru

Так же, не забывайте подписываться на наш  канал:

Подписывайтесь на наши группы в соц.сетях:

INSTAGRAM

ВКонтакте

Сделай сам
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: