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.

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.

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.

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.