3D-технологии всё чаще встречаются в литейном производстве. С их помощью создают формы, модели, или даже сами отливки.
Причём по размерной, геометрической точности, а также качеству поверхности они часто не уступают отливкам, полученным по технологиям литья по газифицируемым или выплавляемым моделям.
Например, один из крупных американских заводов в штате Мичиган в США, который специализируется на выпуске отливок по выплавляемым моделям, в том числе из магниевых сплавов, развивает в своём исследовательском центре получение высокоточных отливок по технологии DMLS – прямого лазерного спекания материалов. 10 лет назад они начали делать 3D-модели основе качественного акрилового пластика Voxeljet PMMA. А сейчас переходят на технологию DMLS.
Почему бы вообще не отказаться от точного литья и получать сверхточные и сложные отливки методом прямого лазерного спекания?
Мы сравнили технологии получения деталей непосредственно прямым лазерным спеканием и с помощью технологии ЛВМ с моделями, полученными методом 3D-печати. Рассмотрим их возможности, преимущества и недостатки.
1. Получение моделей
Послойным наращиванием можно изготовить самые сложные модели при толщине стенки всего 0,5 мм, весом от нескольких граммов до 15 кг. Главное обеспечить полное покрытие моделей керамической оболочкой (так как модель получает слоистую структуру поверхности это не всегда легко сделать). Потом их удаляют и получают качественную оболочку для заливки расплава.
Для DLMS технологии необходима лишь виртуальная 3Д модель уже будущей отливки, которая программным способом 3Д принтера разбивается на слои построения.
2. Использование материалов для деталей
Литьём по выплавляемым моделям можно получать отливки, практически из любого металла и сплава – включая алюминиевые, магниевые, кобальтовые, медные и никелевые сплавы, цинк и различные стали.
Аддитивные же технологии, в частности DMLS, на данный момент очень ограничены в выборе металла, а точнее порошка. В настоящее время это только алюминий и сталь. А получать детали, например, из такого реакционно-активного материала как магний, сейчас вообще невозможно.
3. Производительность процессов
Скорость получения детали от старта проектирования – это, конечно, самое большое преимущество 3D-технологии. Потому что, например, способом DMLS мы получаем уже конечный продукт.
Однако если использовать 3D-печать моделей из воска, а затем технологию получения отливки по выплавляемым моделям, весь технологический процесс от чертежа детали до её натурального воплощения, займёт не более 3-х суток.
4. Затраты
Для получения детали весом около 1 кг по технологии DMLS требуется около 100 кг порошка, конечно, не весь порошок расходуется на деталь и часть можно повторно использовать с предварительным освежением. Однако стоимость специальных порошков для лазерного спекания настолько высока по сравнению со стоимостью обыкновенного расплава алюминия, что детали, полученные классическими способами литья, всегда получаются дешевле, тем более при выходе на серийное производство.
5. Сертификация
В аэрокосмической промышленности многие десятки лет используются отливки по выплавляемым моделям. В последние годы применяют и детали, полученные по 3D-технологиям. Однако деталям, напечатанным непосредственно в металле, необходима сертификация, а также необходима сертификация порошков, т.к. они имеют другие механические и термодинамические свойства и отличаются от стандартных сплавов.
Так кто же победит в литейном производстве? 3D-технологии или ЛВМ?
Преимущества 3D-печати моделей в сочетании с литьем по выплавляемым моделям очевидны. Особенно это актуально для аэрокосмической отрасли, где на первом плане стоит надёжность конструкции и часто используются отливки из магниевых сплавов. А этим условиям удовлетворяют как раз отливки, полученные по технологии ЛВМ.
Но безусловно и развитие 3D-технологий очень важная вещь. Например, бывают случаи, когда просто невозможно обойтись без оцифровывания деталей и получения «отливки» напрямую.
Мы думаем, что 3D-печать отливок будет совершенствоваться и развиваться, но не сможет полностью заменить классические способы литья, по крайней мере, в ближайшем будущем. Как и самих этих способов великое множество (ПГС, ХТС, ЛГМ, ЛВМ, V-процесс и т.д.), так и прямое лазерное спекание и плавление станет одной из распространённых технологий.
А пока из-за ограниченности в использовании материалов, стоимости и проблем с сертификацией, эти методы уступают в распространении, например, тому же литью по выплавляемым моделям.
#slt #литейное производство #оборудованиедляпроизводства #слт #металлургия #металлообработка #сервис #технологии #3d печать #печать
