Промышленный 3d принтер по металлу: Лучшие промышленные 3D-принтеры 2022: по пластику и металлу

alexxlab | 24.05.2023 | 0 | Разное

Как выбрать промышленный 3Д принтер

Ваш город: Москва

Верно?

× Выберите ближайший к вам город:

Москва Санкт-Петербург Владивосток Новосибирск Екатеринбург Казань Нижний Новгород Челябинск Омск Ростов-на-Дону Самара Красноярск Воронеж Пермь

Волгоград Краснодар Саратов Тюмень Тольятти Ижевск Барнаул Ульяновск Иркутск Хабаровск Махачкала Ярославль

▼ Показать больше

Отменить выбор

Технологии промышленной 3D-печати стремительно развиваются во многих отношениях, преодолевая критические пороги качества печати, надежности и структуры затрат. Последние достижения в области оборудования, материалов и программного обеспечения сделали 3D-печать доступной для более широкого круга предприятий, что позволяет все большему количеству компаний использовать инструменты, ранее ограниченные несколькими высокотехнологичными отраслями.

Сегодня промышленные 3D-принтеры ускоряют внедрение инноваций и поддерживают предприятия в различных отраслях, включая машиностроение, производство, стоматологию, здравоохранение, образование, развлечения, ювелирные изделия и аудиологию.

Промышленный 3D-принтер может произвести революцию в бизнесе, а также снизить производственные затраты и время выполнения заказа.

Промышленные процессы 3D-печати

Наиболее часто выбираемые технологии 3D-печаэт – моделирование наплавлением (FDM), стереолитография (SLA), селективное лазерное спекание (SLS), PolyJet и прямое лазерное спекание металла (DMLS).

FDM (Fused Depsition Modelling)

3D-печать по технологии FDM — один из старейших и наиболее распространенных аддитивных методов в мире. Он заключается в нанесении последующих слоев расплавленного материала и предоставлении возможности соседним слоям остыть и слиться друг с другом перед нанесением следующего слоя.

Технология FDM может быть описана как процесс, обратный числовой резке с ЧПУ. 3D-модели преобразуются в g-коды, являющиеся наборами инструкций. Они служат для позиционирования драйверов и, таким образом, для точного выдавливания с целью создания еще одного слоя. Технология в основном использует точное количество материала, необходимое для конкретной детали, в отличие от методов ЧПУ, которые приводят к большим потерям материала, который мы используем.

На разрешение высокого прототипа влияет множество факторов, таких как точность позиционирования драйверов, калибровка пользователем или качество материала, применяемого при 3D-печати FDM. Обычно допуск печати FDM составляет от 0,15 мм до 0,25 мм.

К самым большим преимуществам FDM можно отнести быструю настройку заполнения напечатанных 3D-моделей. Это означает, что очень легко распечатать прототип только для проверки настройки и окончательной обработки. При небольшом внутреннем заполнении или даже пустотелом сердечнике мы экономим на стоимости материала. По завершении этапа проектирования мы можем провести окончательный контроль или запустить мелкую или среднюю производственную серию с окончательным заполнением соответствующей 3D-печати.

SLS (Selective Laser Sintering)

Технология SLS – селективное лазерное спекание – заключается в слиянии частиц полиамида с помощью луча высокоэнергетического лазера. Процесс начинается с заполнения камеры порошкообразным материалом. По мере печати рабочая поверхность опускается и добавляется еще один слой порошка. Спекание порошка полиамида происходит осторожно, слой за слоем. Решение позволяет изготавливать геометрически сложные элементы с высокой точностью размеров по сравнению с другими методами 3D-печати.

SLS особенно интересен с точки зрения использования материалов, которые широко применяются в индустрии пластмасс, включая полиамиды.

В SLS-принтерах используется мощный лазер для плавления мелких частиц полимерного порошка. Нерасплавленный порошок поддерживает деталь во время печати и устраняет необходимость в специальных поддерживающих конструкциях, что делает SLS особенно эффективным выбором для сложных механических деталей.

Способность производить детали с превосходными механическими характеристиками делает SLS наиболее распространенной технологией аддитивного производства полимеров для промышленного применения.

SLA (Stereolithography )

SLA – cтереолитография – это технология 3D-печати с использованием жидкой фотополимерной смолы. В этой технологии материал модели отверждается УФ-лазерным лучом для достижения окончательной геометрии. Материал, необходимый для SLA-печати – жидкая смола – хранится в резервуаре, в который рабочая платформа постепенно погружается, а затем локально освещается (в местах создания соответствующей модели) УФ-лазером. Отверждение смолы путем освещения повторяется до тех пор, пока деталь не будет готова, и последняя промывается изопропиловым спиртом, чтобы удалить полимер, который не затвердел. После очистки распечатка помещается в специальный осветительный прибор, где модели из смолы приобретают свои окончательные свойства.

Стереолитография — одна из самых точных технологий 3D-печати в мире. Это позволяет воссоздать на печатных моделях даже самые мелкие детали. Точность распечаток SLA составляет от 0,1 мм до 0,2 мм.

Детали SLA имеют самое высокое разрешение и точность, самые четкие детали и самую гладкую поверхность из всех технологий 3D-печати из пластика. Основное преимущество SLA заключается в его универсальности. Составы смол SLA предлагают широкий спектр оптических, механических и термических свойств, соответствующих характеристикам стандартных, инженерных и промышленных термопластов.

SLA — отличный вариант для высоко детализированных прототипов, требующих жестких допусков и гладких поверхностей, а также форм, инструментов, шаблонов, медицинских моделей и функциональных деталей. Он также предлагает материал с самой высокой температурой отклонения тепла в 238 градусов по Цельсию, что делает его идеальным выбором для определенных инженерных и производственных приложений, а также широчайший выбор биосовместимых материалов для стоматологии и медицины.

DMLS (Direct metal laser sintering)

DMLS одна из самых передовых технологий. В 3D-печати используется мощный лазер для сплавления металлов и сплавов в микромасштабе. Основное применение DMLS — создание металлических деталей сложной геометрии. Сразу после процесса 3D-печати детали полностью функциональны (термостойкие, прочные и долговечные). Фактически, детали даже лучше, чем литые, в отношении плотности, что отражается на их механических свойствах.

Прямое лазерное спекание металла очень выгодно по сравнению с традиционными методами производства, так как даже самые сложные элементы могут изготавливаться в единичном производственном цикле, что означает снижение производственных затрат. Технология DMLS в сочетании с топологическим анализом позволяет изготавливать детали, которые легче, чем те, которые получены традиционными методами производства.

Металлические детали, изготовленные по технологии DMLS, отличаются исключительной прочностью и очень высоким соотношением веса и прочности. Обычно используются материалы с высоким сопротивлением, такие как инструментальная сталь 316 L, алюминиевый сплав, титан или инконель (сплав никеля и хрома).

PolyJet

Технология 3D PolyJet — одна из самых точных технологий 3D-печати в мире. Принцип работы близок к технологии SLA, так как основан на отверждении жидкой смолы. Однако в этом случае фотополимерные смолы отверждаются УФ-лампами. Толщина одного слоя, напечатанного с использованием этой технологии, составляет всего 0,016 мм (меньше толщины человеческого волоса). Точность технологии менее 0,099 мм не может быть достигнута другими аддитивными технологиями.

Технология PolyJet окажется подходящей для изготовления точных элементов там, где требуется высокая точность, благодаря применению смол с различными свойствами, особенно механическими, и растворимого материала основы. Он предназначен для быстрого прототипирования и создания конечных прототипов высокого качества с гладкой поверхностью.

Применение промышленных 3D-принтеров

Число отраслей, использующих 3D-печать для повышения эффективности производства и рабочего процесса, неуклонно растет. Эта технология широко используется в производстве ювелирных изделий, в зуботехнических лабораториях для изготовления коронок, мостов и имплантатов, а также в производстве слуховых аппаратов и протезов, которые идеально подходят пациентам.

Первая коммерческая технология 3D-печати была изобретена в 1984 году Чарльзом Халлом. Прошло почти 30 лет, и индустрия 3D-печати быстро развилась от стереолитографии к биопечати.

Медицина – это, пожалуй, самая интересная область применения. 3Д печать в этой отрасли используется в широком диапазоне применений – от производства протезов и слуховых аппаратов до биопечати частей тела. Прорывы в этой области происходят быстро и впечатляюще.

В архитектуре и строительстве 3D-печать используется для создания детальных моделей зданий . Раньше архитекторы полагались только на программное обеспечение САПР для проектирования конструкций. С помощью 3D-печати теперь можно конвертировать файлы САПР в файлы для 3D-печати. Таким образом, архитекторы и инженеры могут легко модифицировать трехмерные конструкции и тестировать различные рыночные возможности с помощью более быстрого и доступного прототипа. Некоторые преимущества 3D-печати в архитектуре и строительстве включают сокращение отходов материалов и изобретение инновационных форм и структур.

3D-печать используется для изготовления сложных деталей для электронной, автомобильной и аэрокосмической отраслей промышленности. Гиганты автомобилестроения, такие как GM, Jaguar Land Rover и Audi, уже довольно давно используют эту технологию для производства автозапчастей. Ведущие производители самолетов, такие как Airbus и Boeing, используют эту технологию для улучшения характеристик, снижения стоимости обслуживания и затрат на топливо. Компания Boeing использовала эту технологию для создания воздуховодов для контроля окружающей среды (ECD) для самолета 787. Производство и сборка ECD довольно сложны, поскольку он состоит из около 20 различных деталей, которые теперь можно напечатать на 3D-принтере как одно целое. 3D-печать компонентов самолетов, которые на 65% легче, но такие же прочные, как и традиционные детали, экономит много денег, а также снижает выбросы углерода. Суммы, которые экономят авиастроители, огромны. Авиационная промышленность готова к 2050 году создать целый самолет с помощью 3D-печати.

Даже НАСА более чем желает использовать эту технологию в своих космических полетах. Инженеры НАСА печатают на 3D-принтере детали для системы космических запусков. Недавно НАСА отправила на Марс робот, который имеет почти 70 нестандартных деталей, напечатанных на 3D-принтере. Ученые также изучают возможности использования этой технологии на Международной космической станции для изготовления запасных частей на месте.

Возможности 3D-печати безграничны. Поскольку целевой рынок очень огромен, а конкуренция минимальна, эти приложения неизбежно будут быстро расти и вытеснят традиционные инженерные приложения 3D-печати.

Последнее поколение промышленных 3D-принтеров сделало изготовление прототипов и конечных деталей более быстрым и более доступным, открыв двери практически любой компании для использования 3D-печати для улучшения разработки и производства продукции.

Читайте также: Что следует учитывать при выборе 3D-сканера

Заявка на 3D-сканирование

Я ознакомлен(а) с Политикой конфиденциальности и даю согласие на обработку моих персональных данных.

Заявка на обслуживание

Я ознакомлен(а) с Политикой конфиденциальности и даю согласие на обработку моих персональных данных.

• Меню
• Категории

Наверх

Обратная связь

Промышленные 3D принтеры для печати металлом по технологии электроннолучевой плавки EBM

Технология аддитивной 3D печати металлическим порошком методом электроннолучевой плавки (EBM – Electron Beam Melting)

Промышленные 3D принтеры для печати металлами с помощью электроннолучевой плавки (спекания) предназначены для производства готовых к эксплуатации металлических изделий (деталей). Напечатанные детали при этом могут иметь произвольную форму, внутренние полости, различный коэффициент заполнения (пористости), арочную конструкцию, детали в деталях, выполненные в бионическом дизайне для снижения веса и увеличения прочности изделий.

В мировой практике промышленные 3D принтеры EBM часто используют для производства остеоимплантов (искусственных имплантов костей) по индивидуальным размерам и геометрии костей пациента, снятых с помощью компьютерной томографии. И на то есть ряд серьезных причин. Для построения остеоимплантов используют сплавы титана и нержавеющей стали. В отличие от 3D принтеров SLM, где энергия спекания создается с помощью лазера, электроннолучевые принтеры могут использовать металлические порошки более грубой (крупной) фракции, например 75-120 мкм.

Для использования внутри организма человека шероховатость поверхности остеоимпланта не имеет решающего значения и даже может обеспечить лучшую сращиваемость с остальными тканями организма и прорастание при сетчатой и арочной конструкциях искусственных костей. Более крупные фракции металлических порошков имеют меньшую стоимость, что удешевляет процесс производства.

Так же 3D принтеры, печатающие металлами с помощью электроннолучевой плавки имеют более высокую скорость построения изделия. Сама печать происходит при высокой температуре в камере, в том числе и металлического порошка. Это дает возможность получать готовые изделия высокой степени спекаемости (сплавляемости) без необходимости дополнительной термообработки в вакуумных печах, как при печати по технологии SLM.

В самих изделиях отсутствуют остаточные температурные напряжения, способствующие образованию трещин и последующему разрушению при нагруженной эксплуатации изделий.

Что же представляет из себя аддитивная 3D технология электроннолучевой плавки ЕВМ?

На поршень элеваторной системы 3D принтера прочно закрепляется съемная платформа построения. В герметичной камере 3D принтера создается вакуум, необходимый для свободного движения электронов. Кстати, принцип работы электроннолучевого принтера сильно напоминает работу кинескопов первых телевизоров.

Рассеянный электронный луч производит прогрев съемной платформы и камеры. Движущаяся каретка наносит и разравнивает первый слой металлического порошка на платформу. Рассеянный луч электронов при необходимости производит дополнительный прогрев слоя порошка. Затем луч фокусируется в точку и на высокой скорости сканирования, в соответствии с программой, начинает сплавлять металлический порошок. Электроны испускаются разогретым до температуры свечения вольфрамовым катодом. Они ускоряются высоким напряжением в 60 кВ, подводимым к аноду, которым является платформа построения и камера с порошком.

Первичный анод служит для улучшения фокусировки электронного луча. Фокусирующая катушка сжимает луч, а сканирующая, производит его отклонение по оси X и Y. Сфокусированный в точку диаметром 0,2 мм, электронный луч мощностью до 3 кВт легко сплавляет даже увеличенный слой металлического порошка. Сканирование магнитным полем луча электронов, летящих со скоростью света абсолютно безинерционно, в отличие от сканирующей системы с зеркалами и лазерами. Оно позволяет перемещать электронный луч с огромной скоростью до 10 км/сек и сплавлять металлический порошок многолучевым способом одновременно на 100 точках!

Что соответствующим образом влияет на увеличение производительности принтера, которая как минимум в два-четыре раза превышает производительность аналогичных лазерных принтеров по металлу. Нужно понимать, что энергетическая насыщенность электроннолучевых 3D принтеров технологии EBM, многократно превышает энергетику существующих моделей лазерных 3D принтеров, работающих по технологии SLM. Хотя и уступает им в точности аддитивного построения изделий.

После сплавления первого слоя металлического порошка, поршень опускается на шаг построения (около 0,2 мм) вниз, каретка наносит и разравнивает следующий слой порошка и происходит следующий цикл зонной электроннолучевой плавки.

Для нивелирования неточности платформы на которой печатается изделие, и выравнивания горизонтальной поверхности, в начале процесса аддитивной печати печатаются ножки – подставки. Требования к их прочности и качеству невысокие, поэтому они печатаются с малой степенью заполнения объема. Следует учесть, что при печати в изделии выделяется большое количество теплоты, поэтому прогрев сканирующим лучом делается только по необходимости. А вообще температура предварительного нагрева поверхности порошка может варьировать в диапазоне 500 – 1000°С в зависимости от материала порошка.

По окончании производства готового изделия, поршень подается вверх, с него с помощью специального промышленного пылесоса и щеточки собирается не использованный металлический порошок.

Внимание! Открывать вакуумную камеру и запускать в нее насыщенный кислородом воздух можно только после остывания камеры. Металлические порошки чрезвычайно пожароопасны и мгновенно воспламеняются на воздухе, особенно когда они разогреты до высокой температуры.

Внимание! Работы по уборке неиспользованного порошка производятся в респираторе, для предотвращения поражения органов дыхания мелкодисперсным металлическим порошком.

После того, как камера остыла и неиспользованный порошок полностью удален, с поршня откручивается платформа построения с приваренным к ней готовым изделием. Затем с помощью вольфрамовой струны на электроэрозионном станке деталь отрезается от платформы. Производится ее дальнейшая механическая обработка для удаления остатков ножек. При необходимости производится пескоструйная обработка для уменьшения шероховатости поверхности изделия.

Дополнительная термообработка деталей в большинстве случаев не требуется. Изделие получается готовым к применению сразу после печати. И это так же влияет на уменьшение себестоимости аддитивной печати металлом на электроннолучевых 3D принтерах. Следует учесть, что в себестоимости аддитивной 3D печати металлическим порошком по лазерной технологии SLM, именно амортизация 3D принтера составляет до 70% себестоимости готового изделия. А вклад в себестоимость достаточно дорогостоящего, на первый взгляд, металлического порошка стоит на втором или третьем месте.

Электроннолучевые 3D принтеры, обладая более высокой производительностью, вносят значительно меньший вклад от амортизации принтера в себестоимость готового изделия и соответственно уменьшают его стоимость.

Технические параметры промышленного электроннолучевого 3D принтера для печати металлом EBM200

Параметры 3D принтера	Значение
Максимальный размер построения	200x200x240 мм
Точность построения изделия	(Стандарт – Ti6Al4V) ± 0,2 мм
Максимальная мощность электронного луча	3 кВт
Напряжение ускоряющего анода (на порошке)	60 кВ
Сила тока ускоряющего анода	0-50 мА
Тип горячего катода	Вольфрамовая нить
Минимальный диаметр пятна луча	0,2 мм
Максимальная скорость сканирования луча	> 10 км/с
Многолучевое плавление	До 100 точек
Предельный вакуум	<10-2 Pa
Парциальное давление Гелия	0. 05-1.0 Pa
Нагрев порошка	Сканирование рассеянным лучом
Температура поверхностного слоя порошка	500-1000 ℃
Система охлаждения 3D принтера	Чиллер, с помощью дистиллированной воды
Наблюдение за процессом построения	Через стекло вакуумной камеры
CAD Интерфейс	Формат файлов STL
Программное обеспечение	Meta Build v1. 2, для PC
Размер принтера	2100x1000x2300 мм
Вес принтера	2000 кг
Источник питания	3 фазы, 380 В, 36 А, 8 кВт

Каталог

Скачать >>>       Посмотреть >>>

Комплектация 3D принтера

• Промышленный 3D принтер технологии EBM.
• Чиллер, для системы охлаждения 3D принтера дистиллированной водой.
• Вакуумная сушильная камера для металлического порошка.
• Промышленный пылесос.

Опционально:

• Пневмогидрообразивная машина (пескоструйка).
• Станок для электроэрозионной резки.
• Кондиционер и осушитель воздуха.

Требования к помещению для аддитивной 3D печати по металлу электроннолучевым методом:

• Поддержание стабильного температуро-влажностного режима.
• Поддержание стабильного температуро-влажностного режима.
• Температура 20-26 градусов.
• Влажность менее 40% без конденсата.
• Для этого помещение для 3D принтинга по металлу следует оборудовать кондиционером и осушителем воздуха.

Виды металлических порошков для аддитивной 3D печати электроннолучевым методом

• Титан и сплавы на основе титана.
• Сплавы алюминия.
• Жаропрочные сплавы стали.
• Сплавы кобальта и хрома.
• Нержавеющая сталь 316L.
• Медные сплавы и многие другие.

Области применения изделий, произведенных на электроннолучевых 3D принтерах по металлу:

• аэрокосмическая,
• медицинская,
• военная,
• промышленная области.

Преимущества электроннолучевой аддитивной 3Dпечати по технологии (EBM):

• Высокая производительность 3D принтеров ЕВМ, по сравнению с технологией SLM.
• Низкая себестоимость изделий.
• Использует менее дорогой металлический порошок более крупных фракций.
• Возможность вторичного использования металлического порошка после его просеивания и вакуумной сушки.
• Управление электронным лучом производится магнитными полями.
• Отсутствуют дорогостоящие оптические зеркала и германиевые или алмазные линзы.
• Безинерционное управление электронным лучом дает высочайшую скорость сканирования.
• Рассеивание луча позволяет подогревать металлический порошок без использования дополнительных нагревателей и получать высокую плотность изделий.
• Успешно применяется для производства ортопедических костных имплантов (остеоимплантов) из титана, выполненных пористыми и арочными, способствующими остеоинтеграции – сращиванию костных тканей с имплантантом (имплантом).
• Позволяет печатать изделия из двух разных материалов с постепенным градиентом изменения состава по оси Z.
• Позволяет создавать жаростойкие форсунки и лопатки газовых турбин, включая реактивные двигатели. Кроме того, используется для создания несущих титановых элементов крыла самолета.
• Применяется для создания элементов ракетных двигателей: камер сгорания и форсунок со стойкостью к температурам свыше 3000°С. Где высокое давление и температура требуют использования тугоплавких и прочных материалов – таких, как титан.
• Не ограничено геометрической сложностью изготовляемых деталей без необходимости последующей сборки или сварки.
• Возможность печати внутренних полостей и деталей в деталях.

Минусы электроннолучевой аддитивной 3D технологии (EBM):

• Достаточно малый размер камеры построения.
• Повышенная шероховатость, напечатанных изделий.
• При работе 3D принтера имеет место рентгеновское тормозное излучение, от которого необходима защита, как оборудования, так и обслуживающего персонала.
• Необходима защита органов дыхания обслуживающего персонала от мелкодисперсного металлического порошка.
• Склонность к возгоранию металлических порошков титана и стали.

Китай – первая экономика мира, и крупнейший в мире производитель 3D принтеров.

Качество китайских 3D принтеров часто превышает американские и немецкие аналоги, из-за массового производства и применения. По желанию заказчика в 3D принтерах используются американские лазеры и немецкие сканеры, японские серводвигатели, тайваньские контролеры. Промышленные 3D принтеры и программное обеспечение дорабатывается и улучшается каждые 2 недели. По всему Китаю работают сотни центров прототипирования для обеспечения качественными прототипами и готовыми изделиями мощнейшей с мире промышленности Китая.

Видео

   

Сопутствующие товары

3D принтер SLA-600

Промышленные стереолитографические 3D принтеры SLA по фотополимерной смоле

Оборудование для производства металлических порошков для 3D принтеров с помощью индукционной вакуумной плавки и газовой атомизации

Промышленные 3D принтеры для печати металлом SLM

Промышленные 3D принтеры для печати металлом LMD

Промышленные 3D принтеры для печати песком в полимерной оболочке для литьевых форм и полистирола

Промышленные 3D принтеры для печати порошком нейлона (полиамида) и полипропилена

Промышленные 3D принтеры для печати керамикой

Вспомогательное оборудование для аддитивного 3D производства и прототипирования

Автор статьи директор компании «Мосиндуктор»
© 2017 Кучеров Вячеслав Васильевич
Авторские права защищены.