Когда мы рассматриваем аддитивное производство для применения в промышленности и бизнесе, первое, что приходит на ум, - это 3D-печать металлом. 3D-печать металлом - одна из наиболее активно и быстро развивающихся технологий в обрабатывающей промышленности. В настоящее время она используется не только вместе с другими производственными технологиями, но и используется также для изготавливления самостоятельных прототипов и готовой продукции. В некоторых случаях объекты из металла, напечатанные на 3D-принтере, получаются так же хорошо, как и обработанные детали. Она в основном используется в прототипировании, авиакосмической промышленности, машиностроении, для изготовления специальных инструментов и во многом другом. Здесь вы найдете ответы на самые важные вопросы обо всех аспектах 3D-печати металлом, включая основные технологии, преимущества/ограничения и многое другое.
3D-печать металлом - это общий термин для нескольких семейств технологий. Проще говоря, любую технологию, которая создаёт металлические объекты слой за слоем с помощью спекания, плавления и сварки, можно назвать 3D-печатью металла. Однако это определение не является полным, но давайте опустим ненужные технические детали и рассмотрим основные преимущества и недостатки 3D-печати металлом.
Большинство людей считает, что обработка с ЧПУ позволяет выполнять практически любую работу. Но правда в том, что это «почти» иногда превращается в деталь такой высокой сложности, что необходимо, например, создать новый инструмент. В этом главное преимущество 3D-печати металлом - оно практически безгранично, если рассматривать изготовление объектов сложной формы. К другим преимуществам 3D-печати металлом можно отнести:
Подводя итог, можно сказать, что 3D-печать настоятельно рекомендуется для сложных деталей, где другие типы технологий неэффективны или трудны в использовании.
У 3D-печати тоже есть свои недостатки. Во-первых, это не так быстро и доступно для обычных деталей по сравнению с традиционными методами производства. Так что крупносерийное производство по-прежнему не является жизнеспособным вариантом для 3D-печати. Другие ограничения 3D-печати металлом включают:
Как Вы видите, если сравнить изготовление обычных металлических деталей с помощью 3D-печати с изготовлением с использованием станков ЧПУ и других производственных технологий, ограничения очевидны. Во всех остальных случаях аддитивное производство - лучший выбор.
Сравним основные технологии 3D-печати по металлу. Это DMLS (прямое лазерное спекание металла), LMS (лазерное спекание металла) и EBM (электронно-лучевая плавка).
DMLS или прямое лазерное спекание металла - самый популярный метод 3D-печати металлом. При этом используется лазер для спекания металлического порошка слой за слом и формирование объекта. Во время процесса нержавеющая сталь достигает температуры почти 3000°F. Однако металл не плавится. Среди доступных материалов - широкий спектр металлических сплавов, в том числе мартенситностареющая сталь, алюминий AlSi10Mg, хром кобальт, Inconel 625 и титан Ti6Al4V.
DMLS применяется для создания прототипов и изготовления готовых механических деталей. Его можно использовать для изготовления деталей с полостями, поднутрениями и углами уклона. Среди них медицинские приборы и инструменты, функциональные прототипы и инструменты.
SLM или селективная лазерная плавка, как следует из названия, плавит материал. 3D-печать происходит в среде инертного газа. Благодаря этому 3D-печать имеет параметры, близкие к параметрам, полученным методом литья. SLM в основном используется для изготовления деталей из титана и алюминия.
Объекты, изготовленные по технологии SLM, довольно прочные и могут использоваться для изготовления механических деталей, таких как шестерни и винты. Медицинская, автомобильная и авиакосмическая промышленность часто используют SLM для производства своих деталей.
EBM или электронно-лучевая плавка похожа на SLM, но вместо лазера используется электронный луч. Эта технология считается более быстрой и точной, чем лазерная печать, но разница не столь значительна. 3D-печать обычно прочнее по сравнению с другими методами печати. Эта технология используется в основном для изготовления предметов из титана и кобальта.
Самолеты, детали для космических ракет, детали двигателей и многое другое.
Также существует несколько видов 3D-печати, которые можно использовать для производства. Они не так популярны, как DMLS, SLM и EBM, но у них тоже есть свои ниши.
Селективное лазерное спекание (SLS) очень похоже на DMLS; при этом также используется лазер для спекания порошкового материала. Использовалась для производства широкого спектра материалов, включая металл, но в настоящее время эта технология в основном связана со спеканием пластика, частично нейлона и полиамида. Таким образом, температура спекания, которая используется в принтерах SLS, обычно составляет менее 400°F.
Струйная печать связующим веществом Binder Jetting, как следует из названия, связывает порошковый материал со специальной жидкостью. Чтобы объект стал более твёрдым, его можно отвердить горячим изостатическим прессованием. 3D-печать становится намного прочнее, но вместе с тем растёт и стоимость. Binder Jetting обычно используется для изготовления сложных и крупномасштабных прототипов. Эта технология в несколько раз дешевле, чем DMLS/SLM/EBM. Тем не менее точность и прочность не идеальны, и для получения наилучшего результата требуется дополнительная постобработка.
LMD или лазерное осаждение металла - это технология, которую можно сравнить с моделированием наплавленного металла, но вместо экструзии расплавленного пластика нагретый металл осаждается слой за слоем и материализует объект. Другими словами, на металлической подложке образуется ванна расплава. Скорость изготовления значительно выше по сравнению с другими методами, и для изготовления объекта могут использоваться различные материалы, в том числе стальные сплавы. LMD используется в аэрокосмической, автомобильной и медицинской промышленности.
Считается, что металлические детали, изготовленные с помощью методов 3D-печати, таких как DMLS, SLM и EBM, имеют почти такую же прочность, как и обычные металлические детали. Однако есть много функций, которые ограничивают использование металлической 3D-печати, и поэтому лучше оставить её на случай исключительных случаев, когда другие методы не так эффективны. Принимая во внимание относительно высокую цену на машины для 3D-печати и их порошковые материалы, самый простой и, возможно, наиболее эффективный способ - заказать 3D-печать на производственных платформах, таких как Treatstock. У нас есть персональные менеджеры, которые бесплатно проконсультируют вас и помогут ответить на любые ваши вопросы.
