Что такое порошковые 3D-принтеры?
Сегодня активное развитие получила 3D-печать. Создано множество различных устройств, способных создавать трехмерные объекты. Причем для печати используются различные технологии и материалы, в том числе и металл.
- Что такое порошковые 3D-принтеры?
- Популярные порошковые 3D-принтеры
- Преимущества и недостатки порошковой 3D-печати
Что такое порошковые 3D-принтеры?
Порошковые 3D-принтеры — устройства, которые под действием лазера связывают металлические частицы порошка, послойно создавая изделие.
3D-печать металлами требует огромных затрат. Цена принтеров может достигать нескольких сотен тыс. долларов. Если добавить к этому затраты на содержание и обслуживание, расходные материалы, обучение и зарплату, получится внушительная сумма.
Однако высокая стоимость компенсируется экономичностью процессов. Например, в авиапромышленности до 90 % сырья уходит в отходы. В случае с 3D-печатью этот показатель составит не более 5 %. Неиспользованный порошок просеивают, добавляют в него новый и снова используют для печати.
Преимуществом порошковой 3D-печати является возможность создания изделий из любых известных сплавов. Помимо общепринятых металлических соединений существует широкая база специальных сплавов, изделия из которых выполняются под конкретные задачи заказчика.
Назначение
В аддитивной технологии уже сегодня используется около 20 протестированных сплавов. Например, инструментальные, нержавеющие, жароупорные, алюминиевые, титановые и др. Такие возможности выводят 3D-печать на новый уровень, расширяя сферы ее применения.
Области использования порошковой печати:
- авиа- и космическая промышленность;
- крупное и мелкое машиностроение;
- добыча нефти и газа;
- электротехника;
- медицина и стоматология;
- пищевая промышленность;
- экспериментальные работы.
Технологии
Все 3D-принтеры делятся на несколько основных категорий по способу печати:
- 3DP — струйная трехмерная печать.
- SLM — выборочное плавление порошка из металла. В этом случае порошок расплавляется лазером до жидкого состояния.
- SLS и DMLS — спекание металла. Здесь температуры не настолько высоки, поэтому частицы порошка просто спекаются, склеиваясь между собой.
Популярные порошковые 3D-принтеры
Сегодня можно выделить несколько компаний, специализирующихся на производстве порошковых 3D-принтеров. Самые популярные модели представлены ниже.
EP-M100T
3D-принтер для промышленного производства, выпускаемый компанией Shining 3D. Работает на основе технологии SLM и предназначен для выполнения индивидуальных конструкций из металла. Этот принтер будет актуален для производства коронок, абатментов, мостов и бюгельных протезов. Также может использоваться в ювелирном деле.
Устройство поддерживает печать мелкодисперсными порошками, например сплавами никеля, кобальта и хрома, меди, титана.
Преимущества модели:
- Толщина одного слоя составляет всего 0,15–0,05 мм. Это позволяет создавать модели высокой точности.
- Встроенное программное обеспечение, позволяющее контролировать параметры и процесс работы.
- Возможность управления при помощи мобильного телефона.
- Автоподача и циркуляция инертного газа.
- Многофункциональная система безопасности.
- Компактный размер, позволяющий установить принтер даже в небольшом помещении.
- Низкое энергопотребление — 1 кВт энергии.
На рабочую платформу можно разместить до 110 коронок. За сутки этот принтер способен отработать 3 цикла, то есть изготовить до 330 изделий.
Mid2019
Mid2019 — это принтер, отличающийся высокой детализацией, ведь минимальный слой печати всего 0,1 мм. Высота производимых деталей — до 220 мм.
Преимущества модели:
- Оператору не нужна специальная подготовка, ведь в наличии уже настроенная программа для 3D-печати, где уже выставлены оптимальные параметры.
- Возможность установки более мощного лазера для повышения производительности.
- Индивидуально разработанная прошивка, предназначенная для контроля работы узлов и систем именно этого принтера.
- Наличие энкодеров позволяет останавливать и возобновлять процесс печати в любое время.
- Возможность удаленного мониторинга.
FS301M
Farsoon FS 301M — 3D принтер, работающий по технологии SLM. Считается одним из лучших в мире по соотношению цены и качества. По желанию заказчика оснащается двумя или одним лазером.
Алгоритм двойного сканирования и калибровки значительно повышает качество и скорость производства больших деталей. В принтере реализована особая система подачи и фильтрации инертного газа.
Открытая платформа делает возможным использование всех доступные сегодня материалов. Оператор может контролировать работу системы, включая алгоритм спекания, температуру, мощность лазера, толщину слоя.
Преимущества модели:
- Высокое качество и производительность. Позволяют наладить серийное производство без ущерба качеству.
- Встроенная станция для загрузки порошка. Это повышает безопасность и время обработки.
- Небольшой размер. Габариты устройства помогают разместить его даже на небольших производственных площадях.
- Большой стол для печати. Позволяет создавать крупные детали за 1 цикл.
3D Systems ProX DMP 300
В этом принтере реализована технология прямой печати DMP или DMLS. Этот аппарат оснащен автозагрузкой и утилизацией материалов.
В этой технологии также используется лазер, но он расплавляет порошок, создавая заданный объект. Металлический порошок распределяется на платформе при помощи специального ролика или покрывающего механизма.
Детали, выполненные с помощью прямой печати, обладают высокой плотностью: 95-98 % против 70 % при SLS-технологии.
Важно! Герметичная загрузка и циркуляция порошка не дают ему загрязняться и делают процесс печати более безопасным для оператора.
Преимущества 3D Systems ProX DMP 300:
- увеличенная рабочая поверхность с возможностью регулировки толщины наплавляемого слоя;
- высокоэффективная DMP-технология;
- герметичная система загрузки и утилизации;
- многофункциональное ПО.
Недостатки:
- большие размеры;
- дороговизна.
Преимущества и недостатки порошковой 3D-печати
Преимущества 3D-печати:
- Возможность изготовления деталей со сложной геометрией, которые невозможно воспроизвести традиционными методами.
- Детали обладают отличными физическими показателями. К обработке доступны практически все известные сплавы.
Недостатки:
- Затраты, связанные с производством очень высоки, поэтому порошковая печать не подходит для изготовления деталей, которые можно изготовить при помощи традиционных методов.
- Перечень доступных сегодня материалов невелик и ограничен самыми распространенными сплавами (титан, алюминий, 316L, Inconel 718). Другие порошки можно достать только за огромные деньги.
- Ограниченная область применения, не позволяющая изготавливать большие изделия.
3D-печать порошками из металлов имеет серьезный потенциал во многих отраслях промышленности. Все больше компаний и исследовательских организаций берут на вооружение именно эту технологию. Например, такие мировые бренды, как General Electric, Airbus, Boeing, Michelin. Они уже перешли от производства штучных изделий к массовому производству.
Оставить комментарий