Руководство по 3D-печати металлом

13 марта 202313 мар 2023

401

5 мин

Оглавление

Металлическая 3D-печать
Технологии 3D-печати
Металлические материалы для 3D-печати

Металлическая 3D-печать

Благодаря быстрому технологическому прогрессу 3D-печать металлом в последние годы значительно расширилась. Многие инновационные стартапы и поставщики предложили новые и все более доступные процессы 3D-печати на металле и все более совместимые материалы.

3D печать и 3D моделирование. Сделаем- обращайтесь!

3D-печать на металле популярна во многих отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, автомобильную и медицинскую, что позволяет печатать сложные металлические детали по относительно низкой цене по сравнению с традиционными производственными процессами.

В последнее время в 3D-принтеры по металлу было внесено множество улучшений. Гибридные системы, осаждение металла, восстановительные материалы и многие другие инновационные проекты делают процесс более эффективным, чем когда-либо. Поэтому мы создали это руководство, чтобы помочь объяснить все, что связано с 3D-печатью металлом, основные участвующие компании, области применения 3D-печати металлом и многое другое!

Технологии 3D-печати

Хотя технологии порошковой плавки были придуманы еще в 1970-х годах, они основаны на относительно простом принципе: источник питания спекает или плавит металлические порошки для создания готовой детали слой за слоем. Наиболее известной технологией 3D-печати металлом, основанной на этом принципе, является прямое лазерное спекание металла (DMLS), запатентованное в 1990-х годах ERD и EOS.

Другой важной технологией 3D-печати металлом является прямое энергетическое осаждение (DED), аналогичное FDM. Этот метод включает в себя изготовление металлических деталей с помощью плакированного лазера. Во время процесса порошок выбрасывается из сопла и сплавляется на выходе с помощью лазерного луча для сварки вместе. Этот метод позволяет печатать непосредственно на изделии или детали, в отличие от большинства других технологий. Такие компании, как BeAM, Sciaky и Optomec, используют эту технологию.

В 1990-х годах CIRTES разработала новый гибридный метод, сочетающий механическую обработку и аддитивное производство, называемый стратификацией. Это начинается с создания файла STL или CAD, который разбивается на слои перед вставкой опор. Затем каждый металлический слой изготавливается либо путем микрофрезерования, лазерной резки, резки проволоки, либо другим способом. Затем слои собираются для формирования готовой детали.

3D печать методом холодного осаждения металла

Холодное напыление - это еще один процесс производства металлических добавок, также известный как холодное напыление. Этот метод включает в себя соединение металлических порошков путем их проецирования без нагрева на подложку. В этом методе используется гелий для закрепления металлического порошка. Однако этот метод 3D-печати используется редко, так как он дорогостоящий из-за использования гелия.

Некоторые производители разработали свои собственные запатентованные технологии, которые отличаются от тех, о которых мы упоминали выше. К ним относятся 3D-печать жидком металлом от Vader Systems или технологии литья металла под давлением (MIM) от Pollen AM.

Металлические материалы для 3D-печати

Среди наиболее часто используемых материалов в 3D-печати по металлу, в первую очередь, алюминий, в основном используемый в виде сплава. Алюминий интересен тем, что он обладает хорошей прочностью и при этом легок. В основном он используется там, где необходимо снизить вес, например, в авиационной и автомобильной промышленности. Сталь также популярна, особенно в промышленности. Сталь обладает прочными механическими свойствами и хорошей обработкой поверхности. Благодаря этому это самый популярный металл, используемый в 3D-печати.

Кроме того, существуют также такие металлы, как галлий, кобальт-хром для медицинского применения и титан из-за его хорошей коррозионной стойкости и биосовместимости для медицинского применения.

EOS - давние игроки на рынке 3D печати металлом

Драгоценные металлы в основном используются в ювелирных изделиях. Несмотря на свою высокую стоимость, золото, серебро и бронза используются в 3D-печати для создания сложных ювелирных изделий. Однако основные проблемы в рамках этого проекта заключаются в финише.

Основные компании по 3D-печати металлом

Все больше и больше компаний увлекаются 3D-печатью, сейчас она становится все более популярной. Некоторые ведущие производители 3D-принтеров по металлу включают 3D Systems, которая предлагает полный спектр машин (благодаря приобретению французской компании Phenix Systems в 2013 году); SLM Solutions, пионер селективного лазерного спекания с помощью EOS и Concept Laser; и Arcam, которые используют технологию электронно-лучевой плавки в своих принтерах.

3D печать металлом на настольном принтере

На рынок выходят новые производители, предлагающие 3D-печать металлом по более низким ценам, чем существующие в настоящее время промышленные решения. К ним относятся настольные металлические 3D-принтеры Studio System и Production System, цель которых - сделать печать металлом в 10 раз дешевле. Кроме того, Markforged выпустила более дешевый 3D-принтер Metal X, способный создавать детали размером до 250 x 220 x 200 мм.

За пределами Америки также есть производители, такие как израильская компания XJet, которые используют технологию струйной печати наночастиц с использованием мелких металлических капель для 3D-печати. Кроме того, такие компании, как Pollen AM, используют 3D-печать наряду с технологией вычитания для создания металлических деталей методом 3D-печати.

Приложения для 3D-печати металлом

3D-печать металлом в настоящее время используется в промышленности для создания компонентов инструмента и готовых деталей в таких секторах, как аэрокосмическая промышленность и автомобилестроение. 3D-печать позволяет производить компоненты самолетов или ракетные двигатели, экономя вес и снижая затраты. Металлическая 3D-печать также находит применение в медицинском секторе, например, при создании имплантатов для анализа, особенно в стоматологии. Аддитивное производство металла может быть использовано даже в морском секторе для создания гребных винтов лодок!