Vodafone: +38 095 500 21 17

Info@nayavu.com.ua

Украина
Киев, Харьков
nayavu

3Д печать металлами: преимущества, технологии и материалы

Пластик – удобный эластичный материал, позволяющий использовать все преимущества 3D принтеров в полной мере. Но на сегодняшний день этого недостаточно, чтобы назвать технологию универсальной и на 100% пригодной для промышленности. Поэтому специалисты нашли выход – 3Д печать металлами. Она позволяет производить максимально прочные детали для изготовления самых разнообразных устройств. Принтеры способны производить элементы самой сложной формы.

Преимущества металлических элементов, изготовленных на 3D-принтерах

Количество отходов
Например, в авиапромышленности около до 90% задействованных в производстве материалов могут быть отходами. При использовании аддитивных технологий эта цифра снижается до минимального порога.
3Д печать металлами: преимущества, технологии и материалы - Блог | Nayavu
Вес готовых деталей
При высокой прочности изделий из металла, одним из главных недостатков является высокий вес. И масса больше именно у самых прочных материалов. Детали, распечатанные на 3D-принтерах, могут весить до 60% меньше, чем литые конструкции, за счет возможности реализации сложной внутренней структуры детали. Чего невозможно достигнуть другими способами производства.

Скорость производства
3D принтер позволяет быстро получать детали уникальной формы, без дополнительной оснастки.

Прочность элементов
Исследования показывают, что современные принтеры способны производит детали, которые превосходят литые и фрезерованные конструкции по этому параметру.

Вы только представьте, как изменится мир, если все что вас окружает, будет становиться легче, крепче, быстрее, мощнее и энергоэффективнее. С 3Д печатью, все что вы видели в фантастических футуристических фильмах стает возможным.

Где применяется 3D-печать металлами

В некоторых промышленных отраслях трехмерные принтеры уже являются неотъемлемой частью производства. Это обычные непримечательные ниши. Конечные потребители даже не догадываются, что в изготовлении продукции использовались передовые технологии.

Медицина
Яркий пример – медицина и, в частности, стоматология. С помощью 3Д-печати металлами производятся коронки, протезы и импланты. Причины популярности технологии в этой нише – скорость производства, сильное сокращение цены и возможность точно подогнать продукт под потребности конкретного пациента.
3Д печать металлами в стоматологии - Блог | Nayavu
Ювелирное дело
Не менее часто подобные устройства используются в ювелирном деле. Чаще для изготовления форм под конкретные изделия. Но, например, печать титаном позволяет разрабатывать и воплощать в жизнь самые креативные идеи. В этом случае на 3Д-принтере производятся сами украшения. К слову, ранее сделать модели с подобным дизайном было невозможно.
3Д печать металлами ювелирных изделий - Блог | Nayavu
Аэрокосмическая отрасль
Постепенно повышается зависимость аэрокосмической отрасли от 3D-принтеров, работающих с металлами. Итальянская компания Ge-AvioAero выпускает детали для реактивных двигателей. Главная особенность фабрики в том, что в производстве задействованы только аддитивные технологии.
3Д печать металлами в аэрокосмической отрасли - Блог | Nayavu
Прототипирование
Уже давно 3D-принтеры использовались для прототипирования в автопромышленности. Сегодня же некоторые заводы всерьез рассматривают возможность использования 3Д-печати металлами в серийном производстве автомобилей.
3Д печать металлами прототипов - Блог | Nayavu
Велоиндустрия
Компания Triton заменила рамы для своих велосипедов на титановые. Благодаря 3Д-печати разработчикам удалось значительно снизить конечную массу продуктов данного бренда.

3Д-принтеры, работающие с металлами, вошли бы в промышленность намного активнее. Но до сих пор есть один недостаток – низкая скорость и высокая стоимость производства больших серий деталей. В крупном производстве это недопустимо.
3Д печать металлами в велоиндустрии - Блог | Nayavu

Как проходит процесс 3Д-печати металлами

В общей картине процесс мало отличается от других 3D-принтеров. Здесь также есть предварительная работа в программном обеспечении, оптимизация и возможность работы с разными материалами. Но есть и свои особенности, которые стоит рассмотреть.

Все популярные издатели предоставляют программное обеспечение, позволяющие работать именно с металлами. Это позволяет каждому производителю найти свой вариант, чтобы воплотить все идеи в жизнь. Популярные разработчики – Autodesk, SolidWorks, SolidThinking.

Разновидности 3Д-печати металлами:

Вариант №1. Сплавление порошковидного материала
Исходный материал для подобных принтеров – металлический порошок. Лазер, установленный в 3Д принтере плавит частицы, которые предварительно равномерно распределены по слою. Так, деталь сразу принимает нужную форму, по заданной в программном обеспечении 3Д модели.

Это технологии печати SLM и DMLS. На сегодняшний день насчитывается 8 популярных производителей устройств. Практика показывает, что самые качественные модели разрабатываются в Германии.
Вариант №2. Печать металлической нитью
DED – так называемая лазерная наплавка. Многие крупные производители используют цельную металлическую нить в хот-энде 3D-принтеров.
Вариант №3. Послойное склеивание частиц металла
Материалы склеиваются и обжигаются в высокотемпературной печи. Далее частицы формируются в цельную конструкцию под воздействием высокого давления. Предварительно головка принтера наносит соединительный материал на частицы.

В еще одном случае послойного склеивания принтер замешивает металлический порошок в пасту. Здесь процесс напоминает использования цемента в строительном 3D-принтера.

3Д-печать металлами в домашних условиях

Использовать технологию дома с обычным FDM-принтером на данный момент невозможно. Причина – для работы с металлами необходимы максимально высокие температуры. Ожидается, что в течение нескольких лет производители таких устройств найдут решение, однако пока функция недоступна в домашних условиях.
3Д печать металлами в домашних условиях - Блог | Nayavu
Разработчики материалов нашли решение для пользователей, которым не терпится попробовать печать металлами. В обычную пластиковую нить добавляют металлические частицы. В их составе есть большое количество порошков, однако за счет большого процента пластика FDM-принтеры отлично справляются с плавлением и формированием. Конечный продукт выглядит, как металлический. Имеет похожие тактильные свойства и примерно такой же вес. Такая печать возможна при температуре от 195 до 220 градусов по Цельсию.

В чем плюсы:

- Высокая прочность готовой продукции.
- Необязательно формирование подогреваемого слоя во время печати.
- Подходит для изготовления бижутерии и предметов декора.
- Конечные продукты имеют уникальный внешний вид.
- Во время охлаждения изделие практически не усаживается.

В чем минусы:

- Не допускается контакт готовых изделий с пищевой продукцией.
- Срок пригодности продукции ниже, чем в случае с материалами без добавок металлического порошка.
- Эластичность продукции слишком низкая.
- Требует максимально точной настройки 3D-принтера и, возможно, нескольких попыток.

Какие конкретно металлы используются в 3Д-печати:

- золото и другие драгоценные металлы;
- медь;
- алюминий;
- нержавеющая сталь;
- титан;
- инконель;
- кобальт-хром;
- железо.

Заключение

Точно сказать, что 3Д-печать металлами плотно закрепилась в современной промышленности нельзя. Есть определенные факторы, которые делают использование технологии в полной мере в каждой отрасли невозможным. Однако ученые активно работают над улучшением направления. Есть высокая вероятность, что вскоре оно выйдет на новый уровень развития.

Так же если вы хотите опробовать технологии без лишних затрат, мы сможем напечатать вашу деталь металлом. И вы сможете без лишней мороки понять нужно ли вам это.
Понравилась статья?
Made on
Tilda