3D-принтеры в промышленности

3D-принтеры в промышленности

Все большие обороты набирает такая отрасль промышленного производства, как моделирование деталей и механизмов с помощью трёхмерных технологий. Существует множество программ, масса материалов для создания моделей, но невозможно увидеть готовый результат и подержать его руками без специального оборудования, что превратит картинку в настоящий объект из металла, пластика или другого полимера.

Для этого используются различные 3D-принтеры, которые подбираются в зависимости от используемого материала и их преимуществ для того или иного типа работ. Нам предстоит разобраться в том, какое оборудование существует на сегодняшнем рынке и какими они обладают преимуществами и недостатками.

Трёхмерная печать вошла в историю человека и промышленность тридцать лет назад, начав свой путь с лабораторных эксперементальных машин и программ и дойдя технологии, ставшей доступной не только на большом производстве, но и в быту. Развивались не только программные обеспечения для моделирования и материалы, но и само оборудование, на котором выполнялись столь сложные задачи.

Преимущества 3D-принтеров

Каждая отдельная машина и модель отличается своими особыми свойствами и функциями, но наиболее ценными среди профессионалов считаются такие характеристики, как:

• Большие объёмы печати с наименьшими затратами энергии и материала;
• Точность и скорость печати;
• Возможность использовать сырьё промышленного назначения;
• Стабильная печать с минимальным временем простоя без работы.

До внедрения промышленных принтеров для 3D-печати, использовалась классическая методика отливания изделий и деталей. Это занимало достаточно много времени и ресурсов. Сегодня же, с появлением такого способа производства, у производителей появилась возможность изготавливать однотипные точные детали малого, среднего и крупного размера с меньшими затратам на время и материалы – это стало более целесообразным и экономически выгодным решением для множества предприятий.

Плюсом промышленных принтерных машин для производства трёхмерных моделей является то, что на них возможно изготавливать крупногабаритные модели или же несколько более мелких деталей одновременно, что значительно экономит время. Рабочая площадь некоторых моделей составляет 1х1х1 метров.

3D-принтеры FDM/FFF

FDM и FFF буквально означают «Fused Deposition Modeling и Fused Filament Fabrication». Данная технология подразумевает использование в печати термопластичных нитей, которые слой за слоем наносятся с помощью сопла принтера. На сегодняшний день данный тип оборудования считается самым дешевым и доступным. Они отлично подходят для создания типовых, но довольно простых деталей и элементов с низкой себестоимостью.

Для наглядности таблица с некоторыми востребованными моделями:

Промышленные принтеры могут работать с широким списком полимерного материала, с помощью которых можно реализовывать специфические проекты и выполнять сложные задачи, связанные с печатью моделей.

Например, FDM-принтеры могут работать с PEEK и ULTEM – высокотемпературными пластиками. Полимерами возможности таких аппаратов не ограничиваются, и в качестве сырья могут использоваться даже углеродное волокно и некоторые другие композиционные материалы.

Существуют также 3D-принтеры, разработанные для применения специфичных материалов – Delta WASP 40100 Clay, сырьём для печати у которых выступает керамическая масса.

Отдельно стоит выделить крупногабаритные принтерные машины, такие как:

• «Царь TS1200», рабочая область которого составляет 1200×600×900 мм, благодаря чему в нём можно изготовить довольно крупные и массивные детали;
• «Creatbot F1000», с областью под печать 1000х1000х1000 мм.

SLS 3D-принтеры

SLS аппараты для печати трёхмерных деталей подразумевает селективное лазерное спекание порошка TPA, FLEX, TPE и нейлона. Такая методика отлично подходит благодаря своим технологическим особенностям для изготовления высокоточных, детализированных и сложных моделей. SLS очень востребован в промышленности.

Некоторые модели и их характеристики в таблице:

Принтеры трёхмерные для металлов

Данный тип принтеров позволяет производителям создавать функциональные модели из различных металлов и их сплавов, многие из которых отличаются особой сложностью, что их затруднительно изготовить традиционными для металлургической промышленности методами.

Металл в качестве материала модели обеспечивает соответствующие характеристики и показатели. Несколько технологий принтерной печати пригодны для работы с металлическим сырьём для изготовления моделей.

FDM принтеры – в данном случае такая методика базируется на применении вместо термопластичных нитей металлическую стружку, смешанную со связующим полимером. Однако имеется существенный недостаток: такие детали не отличаются прочностью, поэтому технология применяется чаще для создания декоративных элементов.

• Raise3D MetalFuse – это комплексный механизм, сочетающий в себе сам принтер, работающий на смеси металла и полимера, и аппарат, удаляющий связующее пластиковое вещество (D200-E);
• Markforged Metal X – в таком аппарате применяется технология ADAM (Atomic Diffusion Additive Manufacturing), подразумевающая атомную диффузию материала. Процесс печати производится за счёт использования металлического порошка, частицы которого связаны специальным синтетическим связующим материалом, удаляющимся в дебиндере, после чего модель подвергается запеканию. Готовый продукт не отличается по качествам и структуре от цельнолитых изделий.

Вывод

Современная индустрия промышленного трёхмерного моделирования может представить не только широкий выбор материалов для создания всевозможных деталей и фигур, но также даёт возможность выбрать эффективный аппарат для эффективного, с самое главное экономного производства качественных изделий.

Благодаря прогрессивным технологиям мы можем напечатать модель практически любой формы буквально из любого материала, даже из металла!