3D принтер металлический порошок: Особенности использования металлических порошков для 3D-принтеров

Содержание

Особенности использования металлических порошков для 3D-принтеров

Основные преимущества 3D-печати металлами | Виды металлов, применяемых в аддитивном производстве | Особенности металлических порошков | Вопросы безопасности при работе на металлических 3D-принтерах | Потенциал 3D-печати металлами

Одно из важных преимуществ 3D-печати металлами – возможность создать изделие из практически любого сплава. Помимо стандартных металлов существует широкая номенклатура специальных сплавов – уникальных высокотехнологичных материалов, которые производятся под определенные задачи заказчика.

Процесс 3D-печати металлами заключается в последовательном послойном сплавлении металлических порошков при помощи мощного излучения иттербиевого лазера. В индустрии используется несколько различных наименований одного и того же процесса, в том числе селективное лазерное плавление (SLM).

Ведущий мировой производитель, применяющий селективное лазерное плавление, – немецкая компания SLM Solutions.

Аддитивные установки этой компании, в зависимости от функциональных возможностей и решаемых задач, могут быть задействованы и как лабораторные установки с гибкими настройками и возможностью быстрой смены материалов для 3D-печати, и как производственные машины для серийного изготовления.

Промышленные установки SLM Solutions: SLM 125, SLM 280 2.0, SLM 500, SLM 800
Профессиональный 3D-принтер Sharebot MetalOne

Основные преимущества 3D-печати металлами:

высокие показатели плотности: в 1,5 раза выше, чем при литье;
возможность создания миниатюрных и геометрически сложных объектов и других неповторимых форм в виде закрытых бионических структур;

широкий выбор металлических сплавов, как стандартных, так и специальных;
сокращение циклов производства и ускорение выхода готовой продукции.

Сферы применения:

Смотрите видео: как происходит селективное лазерное плавление

Виды металлов, применяемых в аддитивном производстве

Современные аддитивные технологии предполагают использование около двадцати протестированных и готовых к эксплуатации материалов, в их числе – инструментальные, нержавеющие, жаропрочные сплавы, алюминиевые и титановые сплавы, медицинские кобальт-хром и титан.

Поскольку металлов очень много, и каждый из них обладает определенными свойствами, один металл можно заменить другим исходя из технологических задач. К примеру, если в технологической цепочке необходимо задействовать титановый сплав, то технолог сможет выбрать один из множества титановых сплавов с теми свойствами, которые нужны для производства конкретного изделия.

В эту категорию входят сложнолегированные стали с содержанием хрома (не менее 12%). Оксид хрома образует на поверхности металла коррозионностойкую пленку, которая может разрушаться под воздействием механических повреждений или химических сред, но восстанавливается в результате реакции с кислородом. Нержавеющие сплавы применяются при производстве клапанов гидравлических прессов, арматуры крекинг-установок, пружин, сварной аппаратуры, работающей в агрессивных средах, и изделий, используемых при высоких температурах (+550…800°C).

Инструментальные сплавы: 1. 2343, 1.2344, 1.2367, 1.2709

Основное предназначение инструментальных сплавов – изготовление различных видов инструментов (режущих, измерительных, штамповых и др.), вкладок в пресс-формы при горячем деформировании конструкционных сталей и цветных сплавов на крупносерийном производстве, пресс-форм для литья под давлением сплавов алюминия, цинка и магния. Эти сплавы содержат как минимум 0,7% углерода и обладают повышенной твердостью, износостойкостью, вязкостью, теплопроводностью и прокаливаемостью.

Никель обладает способностью растворять в себе многие другие металлы, сохраняя при этом пластичность, поэтому существует множество никелевых сплавов. Например, в соединении с хромом они широко применяются в авиационных двигателях, из них изготавливают рабочие и сопловые лопатки, диски ротора турбин, детали камеры сгорания и т.п. Наиболее жаропрочными являются литейные сложнолегированные сплавы на никелевой основе, которые выдерживают температуры до +1100°C в течение сотен и тысяч часов при высоких статических и динамических нагрузках.

Кобальт-хром: CoCr

CoCr представляет собой высококачественный кобальт-хромовый сплав для модельного литья, соответствующий современным техническим требованиям. Благодаря отличным механическим свойствам он хорошо подходит для изготовления корпусов сложной геометрии в электронике, пищевом производстве, авиа-, ракето- и машиностроении, а также кламмерных протезов.

Цветные металлы: CuSn6, CuSn10

Сплавы из меди и олова обладают высокими теплопроводящими свойствами и коррозионной стойкостью и идеальны для создания уникальных систем охлаждения.

Это наиболее дешевые из литейных сплавов. К их преимуществам относятся высокая коррозионная стойкость, жидкотекучесть, электро- и теплопроводность. В промышленности используются, как правило, для изготовления крупногабаритных тонкостенных отливок сложной формы.

Ti6Al4V – наиболее распространенный сплав титана с превосходными механическими свойствами. Считается самым прочным и жестким титановым сплавом, отличается особо высокой сложностью обработки. Имеет плотность 4500 кг/м и прочность на разрыв более 900 МПа. Сплав Ti6Al4V предоставляет неоспоримые преимущества в плане снижения веса изделий в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение и судостроение. Эти металлы применяются, в частности, при изготовлении вкладок в пресс-формы, турбинных лопаток, камер сгорания, а также изделий, предназначенных для работы при высоких температурах (до +1100°C).

Схема аддитивной установки SLM Solutions

Особенности металлических порошков

Металл для аддитивных установок выпускается в виде мелкодисперсных сферических гранул с величиной зерна от 4 до 80 микрон. Этот показатель определяет толщину объекта, который будет выращен в аддитивной установке. При создании порошка задается величина и состав зерна, так как необходимо соблюсти определенное процентное соотношение крупных и мелких зерен. Таким образом определяется текучесть металла, проверяемая с помощью прибора Холла (воронки с калиброванным отверстием). Если у зерна будет слишком мелкая фракция, металл не будет течь через воронку и, соответственно, плохо подаваться на стол построения, а это напрямую влияет на равномерность получаемых слоев и качество выращиваемого изделия.

У каждой компании, производящей данный тип 3D-принтеров, свои требования к текучести в зависимости от принципа нанесения материала на платформу построения. В аддитивных установках SLM Solutions (технология SLM) металл на рабочий стол подается и сверху, из фидера (камеры с материалом), и переносится рекоутером. В этом случае текучесть очень важна для того, чтобы порошок поступал из фидера в рекоутер и слои наносились должным образом (см. схему построения изделий на рисунке выше).
Разным металлам требуется разная термообработка, и иногда для этого используются специально подогреваемые платформы. В процессе построения, при плавлении металла, вырабатывается большое количество тепла, которое нужно отводить. Роль радиаторов, отводящих тепло, выполняют поддержки, применяемые при построении изделий. В некоторых случаях сама деталь без поддержек приваривается к рабочему столу, как к радиатору.
Структура металлических изделий, полученных аддитивным способом, зависит как от технологии построения, так и от настроек оборудования. Ведущие производители добились плотности металла порядка 99,9% от теоретической. Наряду с селективным лазерным плавлением существуют и менее эффективные, уже устаревшие технологии, сходные с методом SLS, которые обеспечивают меньшую плотность.

Внутренняя структура металла – мелкозернистая. Если в дальнейшем мы собираемся уплотнить деталь, то есть воздействовать на нее физически, надо учитывать, что маленькое зерно сжать гораздо сложнее, чем большое. Но при этом мы очень близко подходим к прокатному металлу – т. е. к металлу, который уже уплотнили. Плотность изделий, напечатанных на 3D-принтере, на 10-15% ниже, чем при прокате, но примерно на 50% выше, чем у литейных металлов.

Читайте истории внедрения:

Вопросы безопасности при работе на металлических 3D-принтерах

Как известно, металлы, попадающие в человеческий организм в микроскопических дозах, полезны. В макродозах они несут опасность для здоровья – получить отравление металлами очень легко, а кроме того, порошки взрывоопасны. При дисперсности порошка от 4 микрон он проникает сквозь поры кожи, органы дыхания, зрения и т.д. В связи с этим при работе на металлических 3D-принтерах необходимо строго соблюдать технику безопасности. Для этого предусмотрена защитная спецодежда – костюм, перчатки и обувь. Аддитивные машины, как правило, комплектуются пылесосом для удаления основного порошка, однако и после его использования некоторая взвесь металлов остается.

Производители стремятся улучшить условия безопасности, и сейчас наблюдается тенденция по созданию на аддитивном производстве так называемых закрытых циклов, т. е. полностью герметичных помещений, за пределы которого порошок не попадает. Оператор работает в специальной одежде, которая затем утилизируется.

Потенциал 3D-печати металлами

Итак, мы выяснили, что современные технологии позволяют получить порошок для 3D-печати металлом с определенными свойствами для решения конкретных производственных задач. А так как распылению можно подвергнуть практически любые металлы, то и номенклатура металлических материалов для 3D-принтеров чрезвычайно обширна.

Достижения металлургии в полной мере реализуются в аддитивном производстве, позволяя использовать уникальные сплавы для изготовления геометрически сложных изделий повышенной точности, плотности и повторяемости. В то же время, внедрение металлических аддитивных установок имеет и сдерживающие факторы, главный из которых – высокая стоимость порошков.

3D-печать металлами обладает серьезным потенциалом для повышения эффективности производства во многих отраслях промышленности и используется все большим числом компаний и исследовательских организаций. Пример для всемирной индустрии показывают такие промышленные лидеры, как General Electric, Airbus, Boeing, Michelin, которые уже перешли от изготовления единичных металлических изделий к серийному аддитивному производству.

Статья опубликована 23.01.2018 , обновлена 26.11.2021

Преобразование мира печати с помощью металлический порошок 3d-принтер Local After-Sales Service

О продукте и поставщиках:

металлический порошок 3d-принтер - это компьютерные устройства, которые позволяют печатать трехмерные объекты. металлический порошок 3d-принтер очень полезны как для профессиональных целей, так и для создания собственных поделки в домашних условиях. Alibaba.com выдвигает. металлический порошок 3d-принтер от всех известных брендов со специальными предложениями для постоянных клиентов.

металлический порошок 3d-принтер получают цифровые данные от процессора, как и традиционные принтеры. Разница заключается в выводе, при котором традиционные принтеры печатают на бумаге и. металлический порошок 3d-принтер дают прочный трехмерный материал. Эти 3D-распечатки, сделанные пользователем. металлический порошок 3d-принтер выполняются путем наложения слоя на слой в соответствии с цифровым изображением объектов. Это делается путем вытягивания расплавленного пластика через тонкое сопло и точного перемещения под управлением компьютера.

3D-принты позволяют лучше визуализировать результат, следовательно, доказывать свою эффективность. металлический порошок 3d-принтер, чтобы найти широкое применение в медицине, производстве, обороне и т. д. металлический порошок 3d-принтер упрощает создание прототипов конструкций, предоставляя больше возможностей для модификаций и инноваций. продуктов. Эволюция. металлический порошок 3d-принтер помогла нескольким отраслям, таким как автомобилестроение, производство медицинского и оборонного оборудования, а также многим другим отраслям, значительно сократить расходы.

Работая с миллионами клиентов, Alibaba.com понимает необходимость по стандартному качеству и цене. Посетите сайт, чтобы ознакомиться с продуктами всех марок и всех ценовых категорий. Это сегрегация. металлический порошок 3d-принтер на основе их функций позволяет пользователю выбирать удобные для карманного компьютера продукты с желаемыми характеристиками. Для всех, кто считает, что качество и цена идут рука об руку, Alibaba.com - это имя, которое ломает это представление.

«Центротех» запустил в промышленную эксплуатацию установку для получения порошка для 3D-принтеров

«Центротех» запустил в промышленную эксплуатацию установку «Капля». На ней производят металлические порошки методом газового распыления расплава. Получается сырье для 3D-принтеров — порошки из алюминиевых и медных сплавов, нержавеющей и высоколегированной стали. «Центротех» планирует поставлять их предприятиям отрасли и сторонним компаниям, занимающимся порошковой металлургией и аддитивными технологиями.

Название установки «Капля» отражает принцип ее работы, но не размер. Высотой она с двухэтажный дом. За производственный цикл, то есть одну плавку, она выдает 30 кг товарного металлического порошка. Обслуживают эту махину всего два человека: оператор и сменный мастер, оба — специалисты по металлургическому литью. Создавал установку по изготовлению металлических порошков для 3D-печати большой коллектив ученых и инженеров. Ее придумали в Уральском федеральном университете, а научно-производственное объединение «Центротех» адаптировало идеи ученых к потребностям своего производства.

Выпуск порошковых материалов для 3D-печати — одно из перспективных направлений развития неядерных бизнесов «Росатома». Отраслевой интегратор по аддитивным технологиям «РусАТ» разработал две модели 3D-принтеров по технологии селективного лазерного плавления металлических порошков, RusMelt 300 Multi Laser и RusMelt 600 Multi Laser. Для них необходимо качественное сырье. Сейчас в рамках нескольких государственных программ по импортозамещению создается отечественная линейка порошковой продукции.

Установка «Капля» состоит из компонентов российского производства. Согласно результатам первых испытаний, по химическим и физическим характеристикам получаемые на ней порошки не уступают зарубежным и отечественным аналогам. На создание «Капли» ушло полтора года. Еще полгода потребовали пусконаладочные работы: на установке отрабатывали технологию производства порошков из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, в итоге получили первые партии образцов товарного качества. То, что продукция пригодна для использования в 3D-печати и имеет нужный гранулометрический и химический состав, текучесть, плотность и форму частиц, подтверждено исследованиями специализированной лаборатории. В ноябре 2020 года порошки отправили на тестовую печать. Испытывать их качество будут в том числе на первом отечественном мультилазерном 3D-принтере, который работает на промплощадке «Центротеха» с 2019 года.

«Эта установка — совокупность множества элементов: индукционная печь для плавления шихты, тигель-металлоприемник, форсунка, камера распыления, металлопровод, сборник порошка, а также вспомогательные системы — охлаждения, электроснабжения и подачи газа, вентиляции и обеспечения безопасности работ, — поясняет гендиректор «Центротеха» Илья Кавелашвили. — Принцип действия «Капли» состоит в распылении расплава жидкого металла струей газа: в печи металл плавится, а далее в специальной камере он дробится на капли, которые кристаллизуются в гранулы-шарики».

Оборудование позволяет получать широкий спектр металлических порошков: из алюминиевых и медных сплавов, нержавеющих и высоколегированных сталей. Это материалы для металлических 3D-принтеров и порошковой металлургии в целом.

«Центротех» производит сырье для 3D-принтера, а заказчик сам решает, что конкретно он будет «выращивать», — продолжает Илья Кавелашвили. — Сейчас идет наработка товарной партии порошка 12Х18Н10Т, это заказ «РусАТ». Состав можно поменять, если будет потребность».

На установке изготавливают сферические гранулы порошка, их размер варьируется от 5 до 400 мкм, содержание кислорода не более 0,1 %. Низкое содержание кислорода позволяет при «выращивании» детали на 3D-принтере получать изделие с минимальным количеством дефектов. Локальные образования оксидных пленок в структуре сплава маловероятны. Кроме того, порошок обладает высокой текучестью, а это значит, что его можно использовать не только для селективного лазерного сплавления, но и для других технологий аддитивного производства, например DED (Direct Energy Deposition, плавка лазером) и DMD (Direct Metal Deposition, прямое осаждение металлов), предполагающих прямую подачу металла в область построения детали.

«Помимо удовлетворения внутренних потребностей «Росатома» основная цель предприятия — выход вместе с интегратором на внешний рынок, — делится планами Илья Кавелашвили. — Рынок порошков в России очень емкий. Потенциал по увеличению производительности установки есть, и при необходимости мы можем нарастить объемы производства. А если и этого будет мало, построим еще одну «Каплю».

За один производственный цикл установка выдает 30 кг товарного металлического порошка

«Центротех» постоянно работает над расширением порошковой линейки. Сейчас специалисты предприятия монтируют лабораторную установку центробежного плазменного распыления «Шайба» для получения титановых порошков. Из-за санкций покупать эту продукцию у иностранных поставщиков стало сложно, поэтому госкорпорация запускает проекты с использованием титановых порошков собственного производства.

«Титановые порошки стоят на верхней строчке по востребованности на рынке, с их помощью изготавливают изделия сложной формы и с высокими требованиями по прочности, износостойкости, надежности. Например, лопатки турбин, форсунки, протезы — все то, что без использования аддитивных технологий производить нерентабельно или вовсе невозможно, — отмечает Илья Кавелашвили. — Принцип работы «Шайбы» следующий: цилиндрическая заготовка титана раскручивается до скорости 40 тыс. оборотов в минуту, а с торца обдувается источником тепла температурой до 5 тыс. °C. На торце заготовки образуется тонкий слой жидкого металла. За счет центробежной силы он перетекает к краю заготовки и срывается с нее в виде пленки и капель. Пленка в полете дробится на капли, они кристаллизуются в шарики и падают вниз. Весь процесс происходит в среде инертной атмосферы аргона и гелия».

Преимущество технологии — возможность получать порошки металлов с гранулами идеальной сферической формы и с низкой долей примесей. Шарики одного размера в порошке подогнаны очень плотно друг к другу, свободного пространства между ними почти нет, благодаря этому при плавлении на принтере не появятся пустоты и поры. А отсутствие дефектов в виде посторонних примесей — основное требование для прочности и долговечности изделия.

На установке «Шайба» будут получать порошки титановых сплавов ВТ6 и ВТ1-0. Они пригодятся в медицине для изготовления протезов, еще одна сфера их применения — ремонт водного транспорта.

Металлический порошок в 3д печати – 3dprofy

3D-печать металлами – это сложный с точки зрения технологии процесс, который пользуется большой популярностью. Металлический порошок в 3D-печати применяется часто и в разных технологиях, причем используются как чистые металлы, так и их сплавы.

В каких технологиях применяется?

Металлический порошок отличается прочностью, поэтому широко применяется в различных технологиях 3D-печати. Чаще всего применяются сталь, никель, медь, сталь, бронза, а также благородные металлы. Применяются они в таких технологиях, как:

SLS – при селективном лазерном спекании.
SLM – при селективном лазерном плавлении.
EBM – при спекании направленным пучком электронов.

К особенностям технологий можно отнести необходимость использования вакуумных или наполненных инертным газом камер. К еще одной технологии, предполагающей использование для 3D-принтера металлического порошка, относится ZCorp. В данной системе выполняется многоступенчатое плавление с использованием специальной субстанции в качестве «клея». Порошок наносится послойно, после чего слои склеиваются, слой подвергается запекания, затем создается следующий слой. После создания детали ее на 24 часа помещают в печь, где она выдерживается при температуре 3600. По мере выгорания клея остаются поры, которые заполняются порошком на основе бронзы.

Особенности печати металлическим порошком

На основе технологии SLS используются связующие материалы, придающие изделиям стойкость к воздействию температур и химических средств. Чаще всего в роли связующих компонентов выступают полимеры, частицы керамики и стекла, а некоторые легкоплавкие металлы могут подвергаться спеканию и без применения дополнительных материалов.

Применяя металлический порошок для 3d принтера, можно создавать различные модели:

ювелирные изделия;
декоративные элементы;
сложные детали, которые не создать традиционными методами аддитивного производства;
функциональные прототипы.

К преимуществам использования металлического порошка можно отнести:

Детали получаются высокой прочности.
Печать может вестись с высоким разрешением.
Металл отличается термостойкостью.
Есть возможность вторичной обработки материала.

Главный недостаток 3D-печати металлическим порошком – слишком сложный метод, который нельзя использовать в домашних условиях. Чтобы предотвратить процесс окисления металла, нужно выполнять печать в инертных условиях с применением особых рабочих камер. Единственным домашним принтером, работающим на металлическом порошке, является модель Vader. С этим прибором можно создавать алюминиевые модели: металлический порошок будет плавиться в экструдере, после чего наноситься на поверхность магнитами в виде капель.

Особенности технологии 3DP

Струйная печать – один из популярных способов аддитивного производства, который предполагает применение металла как расходного материала. Но данная технология позволяет создавать только композитные модели из любых материалов, переработанных в порошок. Связывание порошка выполняется посредством полимеров, поэтому готовые модели являются полноценно металлическими. С другой стороны, композитные модели можно преобразовать в цельнометаллические под воздействием термической обработки – либо выплавкой, либо выжиганием связующего материала, либо спеканием металлических частиц.

Образованные таким способом модели не отличаются высокой прочностью из-за пористой структуры, поэтому увеличить прочность можно посредством пропитки цельной модели из металла. Например, стальная деталь может пропитываться бронзой, чтобы сделать конструкцию более прочной. С помощью данной технологии можно получать модели не очень высокой прочности, которые востребованы в ювелирной или сувенирной промышленности.

Метод ламинирования (LOM)

Данная технология привлекает внимание тем, что ламинирование выполняется нанесением тонких листов материала, которые формируются благодаря механической или лазерной резке и склеиванию. Именно так и создается трехмерная модель. Как расходный материал данное производство может использовать и металлическую фольгу. Полученные трехмерные модели не являются полностью металлическими, поскольку они связываются посредством клея, используемого для склеивания листов расходного материала. К положительным особенностям данного производства можно отнести экономичность печати и высокое внешнее сходство полученных моделей с изделиями из цельного металла. Чаще всего данный метод широко применяется при макетировании.

Послойное наплавление FDM

Металлический порошок используется и при 3D-печати на основе технологии FDM. Этот метод позволяет использовать металлический порошок, а вот печать чистыми металлами и сплавами не привела к эффективным результатам. Тугоплавкие металлы невозможно применяться из-за трудностей с подбором качественного экструдера, который был бы способен выдерживать высокие температуры. А легкоплавкие металлы позволяют создать только модели, которые не будут широко применяться на практике.

Как следствие используются более современные материалы – композиты, в состав которых входит термопластик (например, PLA) и бронзовый порошок. Полученные модели отличаются визуальным сходством с натуральной бронзой, возможностью подвергания шлифовке, а вот физические и химические свойства изделий весьма ограниченные. Подобные композиты имеет смысл использовать для создания макетов для выставок, сувениров, предметов искусства.

Выборочное лазерное спекание SLS

Большинство 3d-принтеров, работающих на основе металлического порошка, предполагают использование лазерных установок, которые спекают частицы металлического порошка. Технология лазерного спекания предполагает использование металлов и термопластиков в виде порошка. Металлические материалы часто покрываются легкоплавкими металлами, что позволяет использовать более низкие мощности лазерных излучателей. В таких случаях требуется дополнительное спекание металлических моделей в печах, после чего они подвергаются пропитке для достижения более высокой прочности.

На работу с чистым металлическим порошком ориентирована технология прямого лазерного спекания DMLS. Эти конструкции имеют герметичные рабочие камеры, которые наполняются инертным газом, благодаря чему можно работать с разными металлами. Еще одна особенность DMLS-печати – в возможности подогрева расходного материала, что дает возможность сэкономить на мощности лазерных установок.

Выборочная лазерная плавка SLM

Эта технология позволяет создавать модели высокой прочности на основе лазерной плавки металлического порошка. С помощью этого типа производства можно создавать гомогенные модели, которые практически не отличаются по физическим и механическим свойствам от литых аналогов. Еще более эффективные результаты показывает технология лучевой плавки (EBM) – на основе ее можно создавать качественные модели высокой точности на принтерах шведской компании Arcam. Особенность данной технологии – возможность работы с широким диапазоном металлов и их сплавов и создание металлических деталей, по качеству ни в чем не уступающих аналогам.

Как работают 3D принтеры по металлу. Обзор SLM и DMLS технологий. Аддитивное производство. 3D печать металлом.

3D печать металлами. Аддитивные технологии.

SLM или DMLS: в чем разница?

Всем привет, Друзья! С Вами 3DTool!

Каталог 3D принтеров по металлу BLT

Селективное лазерное плавление (SLM) и прямое лазерное спекание металла (DMLS) — это два процесса аддитивного производства, которые принадлежат к семейству 3D-печати, с использованием метода порошкового наслоения. Две этих технологии имеют много общего: обе используют лазер для выборочного плавления (или расплавления) частиц металлического порошка, связывая их вместе и создавая модель слой за слоем. Кроме того, материалы, используемые в обоих процессах, являются металлами в гранулированной форме.

Различия между SLM и DMLS сводятся к основам процесса связывания частиц: SLM использует металлические порошки с одной температурой плавления и полностью плавит частицы, тогда как в DMLS порошок состоит из материалов с переменными точками плавления.

В частности:
SLM производит детали из одного металла, в то время как DMLS производит детали из металлических сплавов.
И SLM, и DMLS технологии используются в промышленности для создания конечных инженерных продуктов.

В этой статье мы будем использовать термин «металлическая 3D печать» для обобщения 2-х технологий. Так же опишем основные механизмы процесса изготовления, которые необходимы инженерам для понимания преимуществ и недостатков этих технологий.
Существуют и другие технологические процессы для производства плотных металлических деталей, такие как электронно-лучевое плавление (EBM) и ультразвуковое аддитивное производство (UAM). Их доступность и распространение довольно ограничены, поэтому они не будут представлены в данной статье.

Как происходит 3D печать металлом SLM или DMLS.
Как работает 3D печать металлом? Основной процесс изготовления для SLM и DMLS очень похожи.

1. Камера, в которой происходит печать, сначала заполняется инертным газом (например, аргоном), чтобы минимизировать окисление металлического порошка. Затем она нагревается до оптимальной рабочей температуры.
2. Слой порошка распределяется по платформе, мощный лазер делает проходы по заданной траектории в программе, сплавляя металлические частицы вместе и создавая следующий слой.
3. Когда процесс спекания завершен, платформа перемещается вниз на 1 слой. Далее наносится еще один тонкий слой металлического порошка. Процесс повторяется до тех пор, пока печать всей модели не будет завершена.

Когда процесс печати завершен, металлический порошок уже имеет прочные связи в структуре. В отличие от процесса SLS, детали прикрепляются к платформе через опорные конструкции. Опора в 3D-печати металлом, создаётся из того же материала, что базовая деталь. Это условие необходимо для уменьшения деформаций, которые могут возникнуть из-за высоких температур обработки.
Когда камера 3D принтера охлаждается до комнатной температуры, излишки порошка удаляются вручную, например щеткой. Затем детали как правило подвергаются термообработке, пока они еще прикреплены к платформе. Делается это для снятия любых остаточных напряжений. Далее с ними можно проводить дальнейшую обработку. Снятие детали с платформы происходит по средством спиливания.

Схема работы 3D принтера по металлу.

В SLM и DMLS почти все параметры процесса устанавливаются производителем. Высота слоя, используемого в 3D-печати металлами, варьируется от 20 до 50 микрон и зависит от свойств металлического порошка (текучести, гранулометрического состава, формы и т. д.).
Базовый размер области печати на металлических 3D принтерах составляет 200 x 150 x 150 мм, но бывают и более большие размеры рабочего поля. Точность печати составляет от 50 — 100 микрон. По состоянию на 2020 год, стоимость 3D принтеров по металлу начинается от 150 000 долларов США. Например наша компания предлагает 3D принтеры по металлу от BLT.
3D принтеры по металлу, могут использоваться для мелкосерийного производства, но возможности таких систем в 3D-печати, больше напоминают возможности серийного производства на машинах FDM или SLA.

Металлический порошок в SLM и DMLS пригоден для вторичной переработки: обычно расходуется менее 5%. После каждого отпечатка неиспользованный порошок собирают и просеивают, а затем доливают свежим материалом до уровня, необходимого для следующего изготовления.
Отходы в металлической печати, представляют из себя поддержки (опорные конструкции, без которых не удастся добиться успешного результата). При слишком большом обилии поддержек на изготавливаемых деталях, соответственно будет расти и стоимость всего производства.

Адгезия между слоями.

3D печать металлом на 3D принтерах BLT

Металлические детали SLM и DMLS обладают практически изотропными механическими и термическими свойствами. Они твердые и имеют очень небольшую внутреннюю пористость (менее 0,2 % в состоянии после 3D печати и практически отсутствуют после обработки).
Металлические печатные детали имеют более высокую прочность и твердость и часто являются более гибкими, чем детали, изготовленные традиционным способом.

Тем не менее, такой металл быстрее становится «уставшим».

Структура поддержки 3D модели и ориентация детали на рабочей платформе.
Опорные конструкции всегда требуются при печати металлом, из-за очень высокой температуры обработки. Они обычно строятся с использованием решетчатого узора.

Поддержки в металлической 3D печати выполняют 3 функции:

• Они делают основание для создания первого слоя детали.
• Они закрепляют деталь на платформе и предотвращают её деформацию.
• Они действуют как теплоотвод, отводя тепло от модели.

Детали часто ориентированы под углом. Однако это увеличит и объем необходимых поддержек, время печати, и в конечном итоге общие затраты.
Деформация также может быть сведена к минимуму с помощью шаблонов лазерного спекания. Эта стратегия предотвращает накопление остаточных напряжений в любом конкретном направлении и добавляет характерную текстуру поверхности детали.

Поскольку стоимость металлической печати очень большая, для прогнозирования поведения детали во время обработки часто используются программные симуляторы. Это алгоритмы оптимизации топологии в прочем используются не только для увеличения механических характеристик и создания облегченных частей, но и для того, чтобы свести к минимуму потребности в поддержках и вероятности искривления детали.

Полые секции и легкие конструкции.

Пример печати на 3D принтере BLT

В отличие от процессов плавления с полимерным порошком, таких как SLS, большие полые секции обычно не используются в металлической печати, так как поддержки будет очень сложно удалить, если вообще возможно.
Для внутренних каналов больше, чем Ø 8 мм, рекомендуется использовать алмазные или каплевидные поперечные сечения вместо круглых, так как они не требуют построения поддержек.

Более подробные рекомендации по проектированию SLM и DMLS можно найти в других статьях посвященных данной тематике.

В качестве альтернативы полым секциям, детали могут быть выполнены с оболочкой и сердечниками, которые в свою очередь обрабатываются с использованием различной мощности лазера и скорости его проходов, что приводит к различным свойствам материала. Использование оболочки и сердечников очень полезно при изготовлении деталей с большим сплошным сечением, поскольку это значительно сокращает время печати и уменьшает вероятность деформации.

Использование решетчатой структуры является распространенной стратегией в 3D-печати металлом, для уменьшения веса детали. Алгоритмы оптимизации топологии также могут помочь в разработке органичных легких форм.

Расходные материалы для 3D печати металлом.
Технологии SLM и DMLS могут производить детали из широкого спектра металлов и металлических сплавов, включая алюминий, нержавеющую сталь, титан, кобальт, хром и инконель.

Эти материалы обеспечивают потребности большинства промышленных применений, от аэрокосмической отрасли до медицинской. Драгоценные металлы, такие как золото, платина, палладий и серебро, также могут быть обработаны, но их применение носит незначительный характер и в основном ограничивается изготовлением ювелирных изделий.

Стоимость металлического порошка очень высока. Например, килограмм порошка из нержавеющей стали 316 стоит примерно 350-450 долларов. По этой причине минимизация объема детали и необходимость поддержек является ключом к поддержанию оптимальной стоимости производства.
Основным преимуществом металлической 3D-печати является ее совместимость с высокопрочными материалами, такими как никелевые или кобальт-хромовые супер сплавы, которые очень трудно обрабатывать традиционными методами. За счет использования металлической 3D-печати для создания детали практически чистой формы — можно достичь значительной экономии средств и времени. В последствии такая деталь может быть подвергнута обработке до очень высокого качества поверхности.

Постобработка металла.
Различные методы пост. обработки используются для улучшения механических свойств, точности и внешнего вида металлических печатных изделий.
Обязательные этапы последующей обработки включают удаление рассыпного порошка и опорных конструкций, в то время как термическая обработка (термический отжиг) обычно используется для снятия остаточных напряжений и улучшения механических свойств детали.

Обработка на станках ЧПУ может быть использована для критически важных элементов (таких как отверстия или резьбы). Пескоструйная обработка, металлизация, полировка и микрообработка могут улучшить качество поверхности и усталостную прочность металлической печатной детали.

Преимущества и недостатки металлической 3D печати.
Плюсы:

1. 3D печать с использованием металла, может быть использована для изготовления сложных деталей на заказ, с геометрией, которую традиционные методы производства не смогут обеспечить.

2. Металлические 3D печатные детали могут быть оптимизированы, чтобы увеличить их производительность при минимальном весе.
3. Металлические 3D-печатные детали имеют отличные физические свойства, 3D принтеры по металлу могут печатать большим перечнем металлов и сплавов. Включают в себя трудно обрабатываемые материалы и металлические суперсплавы.

Минусы:

1. Затраты на изготовление, связанные с металлической 3D-печатью, высоки. Стоимость расходного материала от 500$ за 1 кг.
2. Размер рабочей области в 3D принтерах по металлу ограничен.

Выводы.
• 3D печать металлом наиболее подходит для сложных, штучных деталей, которые сложно или очень дорого изготовить традиционными методами, например на станке ЧПУ.
• Уменьшение потребностей в построении поддержек, значительно снизит стоимость печати при помощи металла.
• Металлические 3D-печатные детали имеют отличные механические свойства и могут быть изготовлены из широкого спектра инженерных материалов, включая суперсплавы.

А на этом у нас Все! Надеемся, статья была для Вас полезна.

Каталог 3D принтеров по металлу BLT

Приобрести 3d-принтеры по металлу, а так же любые другие 3d-принтеры и ЧПУ станки, вы можете у нас, связавшись с нами:

• По электронной почте: [email protected]

• По телефону: 8(800)775-86-69

• Или на нашем сайте: http://3dtool.ru

Так же, не забывайте подписываться на наш YouTube канал:

Подписывайтесь на наши группы в соц.сетях:

INSTAGRAM

ВКонтакте

Facebook

Машиностроители компании «Северсталь» подтвердили пригодность металлических порошков для 3D-печати

21 января 2020

Машиностроительный центр «ССМ-Тяжмаш» (входит в состав дивизиона «Северсталь Российская сталь») успешно прошел исследования возможности применения водораспыленных порошков собственного производства в технологиях 3D-принтинга. Исследования по технологиям селективного лазерного плавления (SLM) и прямого лазерного выращивания (DLD) провели эксперты Санкт-Петербургского политехнического университета.

Исследовались водораспыленные порошки марки 304, выпущенные в цехе серийного производства «ССМ-Тяжмаш». Работы проводились в два этапа: водораспыленные порошки исследовались в исходном состоянии и после плазменной сфероидизации. Второе предполагает расплавление частицы порошка в струе плазмы для последующего придания сферической формы.

Полученные образцы показали результат по пределу текучести и пределу прочности сравнимый с требованиями нормативно-технической документации на данную сталь, а при технологии SLM даже выше её. Использование порошка после плазменной сфероидизации позволяет добиваться более стабильных механических характеристик, повышает качественные характеристики детали.

«Машиностроители «ССМ-Тяжмаш» осваивают аддитивные технологии с 2018 года. В течение двух лет с помощью 3D-принтера в цехе заготовительного производства было выпущено более 200 моделей из пластика для литья деталей агрегатов. В перспективе мы планируем освоить 3D-принтинг на металлических порошках. Данное исследование доказывает, что в качестве материала мы смело можем использовать водораспыленные порошки собственного производства. Эта инициатива отвечает нашему видению в части реализации долгосрочных целей стратегического приоритета «Лидерство по снижению затрат», — отмечает директор по ремонтам дивизиона «Северсталь Российская сталь» Сергей Добродей.

Справочно:

Машиностроительный центр «ССМ-Тяжмаш» производит порошки различных марок уже более четверти века и является единственным производителем железных порошков в России. В 2019 году на отраслевой выставке «Метал Экспо» компания получила золотую медаль за разработку диффузионно-легированных порошков, не имеющих аналогов в России.

Металлический порошок 3D-печати с машины все металлические герметичный трубопровод для промышленности

&Mcy;&iecy;&tcy;&acy;&lcy;&lcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&kcy;&icy;&jcy; &pcy;&ocy;&rcy;&ocy;&shcy;&ocy;&kcy; 3D-&pcy;&iecy;&chcy;&acy;&tcy;&icy; &scy; &mcy;&acy;&shcy;&icy;&ncy;&ycy; &vcy;&scy;&iecy; &mcy;&iecy;&tcy;&acy;&lcy;&lcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&kcy;&icy;&iecy; &gcy;&iecy;&rcy;&mcy;&iecy;&tcy;&icy;&chcy;&ncy;&ycy;&jcy; &tcy;&rcy;&ucy;&bcy;&ocy;&pcy;&rcy;&ocy;&vcy;&ocy;&dcy; &dcy;&lcy;&yacy; &pcy;&rcy;&ocy;&mcy;&ycy;&shcy;&lcy;&iecy;&ncy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&icy;

&Pcy;&rcy;&iecy;&icy;&mcy;&ucy;&shchcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&ocy;&colon;

1)&Vcy;&ycy;&scy;&ocy;&kcy;&acy;&yacy; &pcy;&rcy;&ocy;&icy;&zcy;&vcy;&ocy;&dcy;&icy;&tcy;&iecy;&lcy;&softcy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&softcy;&colon; &dcy;&vcy;&ocy;&jcy;&ncy;&ocy;&jcy; &lcy;&acy;&zcy;&iecy;&rcy;&ncy;&ocy;&jcy; &scy;&icy;&scy;&tcy;&iecy;&mcy;&ycy; &yacy;&vcy;&lcy;&yacy;&iecy;&tcy;&scy;&yacy; &dcy;&ocy;&pcy;&ocy;&lcy;&ncy;&icy;&tcy;&iecy;&lcy;&softcy;&ncy;&ycy;&mcy; &icy; &zcy;&dcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy; &scy;&kcy;&ocy;&rcy;&ocy;&scy;&tcy;&softcy; &ocy;&chcy;&iecy;&ncy;&softcy; &bcy;&ycy;&scy;&tcy;&rcy;&ocy;&semi;
2)&Vcy;&ycy;&scy;&ocy;&kcy;&acy;&yacy; &bcy;&iecy;&zcy;&ocy;&pcy;&acy;&scy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&softcy;&colon; &vcy;&lcy;&acy;&gcy;&acy;, &vcy;&zcy;&rcy;&ycy;&vcy;&ocy;&bcy;&iecy;&zcy;&ocy;&pcy;&acy;&scy;&ncy;&ycy;&mcy; &icy; &vcy;&ycy;&dcy;&ucy;&vcy;&acy;&ncy;&icy;&iecy; &fcy;&icy;&lcy;&softcy;&tcy;&rcy;&ucy;&yucy;&shchcy;&icy;&jcy; &ecy;&lcy;&iecy;&mcy;&iecy;&ncy;&tcy; &scy;&tcy;&rcy;&ucy;&kcy;&tcy;&ucy;&rcy;&ycy;, &ocy;&scy;&ncy;&acy;&shchcy;&iecy;&ncy;&ncy;&ycy;&jcy; &bcy;&iecy;&zcy;&ocy;&pcy;&acy;&scy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&softcy; &ecy;&kcy;&scy;&pcy;&lcy;&ucy;&acy;&tcy;&acy;&tscy;&icy;&icy; &pcy;&iecy;&rcy;&chcy;&acy;&tcy;&kcy;&icy; &dcy;&lcy;&yacy; &ocy;&bcy;&iecy;&scy;&pcy;&iecy;&chcy;&iecy;&ncy;&icy;&yacy; &bcy;&iecy;&zcy;&ocy;&pcy;&acy;&scy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&icy; &ecy;&kcy;&scy;&pcy;&lcy;&ucy;&acy;&tcy;&acy;&tscy;&icy;&icy;&semi;
3)&khcy;&ocy;&rcy;&ocy;&shcy;&icy;&jcy; &scy;&tcy;&acy;&bcy;&icy;&lcy;&softcy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&icy;&colon; &ocy;&pcy;&tcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&kcy;&icy;&jcy; &pcy;&ucy;&tcy;&softcy; &yacy;&vcy;&lcy;&yacy;&iecy;&tcy;&scy;&yacy; &scy;&tcy;&acy;&bcy;&icy;&lcy;&softcy;&ncy;&ycy;&mcy; &vcy; &pcy;&rcy;&ocy;&tscy;&iecy;&scy;&scy; &pcy;&iecy;&chcy;&acy;&tcy;&icy; &icy; &scy;&ocy;&ocy;&tcy;&vcy;&iecy;&tcy;&scy;&tcy;&vcy;&icy;&iecy; &lcy;&icy;&tcy;&ycy;&iecy; &dcy;&iecy;&tcy;&acy;&lcy;&icy; &vcy; &pcy;&ocy;&rcy;&yacy;&dcy;&kcy;&iecy;&semi;
4)&ecy;&kcy;&ocy;&ncy;&ocy;&mcy;&icy;&icy; &ecy;&ncy;&iecy;&rcy;&gcy;&icy;&icy; &icy; &zcy;&acy;&shchcy;&icy;&tcy;&acy; &ocy;&kcy;&rcy;&ucy;&zhcy;&acy;&yucy;&shchcy;&iecy;&jcy; &scy;&rcy;&iecy;&dcy;&ycy;&colon;perfect &scy;&icy;&scy;&tcy;&iecy;&mcy;&acy; &fcy;&icy;&lcy;&softcy;&tcy;&rcy;&acy;&tscy;&icy;&icy;, &bcy;&iecy;&zcy; &pcy;&ycy;&lcy;&icy; &icy; &ocy;&tcy;&khcy;&ocy;&dcy;&ocy;&vcy; &ucy;&tcy;&iecy;&chcy;&kcy;&acy; &gcy;&acy;&zcy;&acy;&semi;
5)APP &mcy;&ocy;&ncy;&icy;&tcy;&ocy;&rcy;&icy;&ncy;&gcy;&acy;&colon; &pcy;&rcy;&icy;&lcy;&ocy;&zhcy;&iecy;&ncy;&icy;&iecy; &dcy;&lcy;&yacy; &mcy;&ocy;&bcy;&icy;&lcy;&softcy;&ncy;&ycy;&khcy; &ucy;&scy;&tcy;&rcy;&ocy;&jcy;&scy;&tcy;&vcy; &dcy;&icy;&scy;&tcy;&acy;&ncy;&tscy;&icy;&ocy;&ncy;&ncy;&ocy; &kcy;&ocy;&ncy;&tcy;&rcy;&ocy;&lcy;&icy;&rcy;&ucy;&iecy;&tcy; &pcy;&rcy;&ocy;&icy;&zcy;&vcy;&ocy;&dcy;&scy;&tcy;&vcy;&ocy; &dcy;&icy;&ncy;&acy;&mcy;&icy;&kcy;&acy; &ecy;&tcy;&ocy;&gcy;&ocy; &dcy;&ocy;&kcy;&ucy;&mcy;&iecy;&ncy;&tcy;&acy; &vcy; &lcy;&yucy;&bcy;&ocy;&iecy; &vcy;&rcy;&iecy;&mcy;&yacy; &icy; &vcy; &lcy;&yucy;&bcy;&ocy;&mcy; &mcy;&iecy;&scy;&tcy;&iecy;&semi;
6)&ncy;&icy;&zcy;&kcy;&ocy;&jcy; &scy;&tcy;&ocy;&icy;&mcy;&ocy;&scy;&tcy;&icy; &pcy;&rcy;&ocy;&icy;&zcy;&vcy;&ocy;&dcy;&scy;&tcy;&vcy;&acy;&colon; &ocy;&dcy;&ncy;&ocy;&mcy;&iecy;&scy;&tcy;&ncy;&ycy;&iecy; &icy; &dcy;&vcy;&ucy;&khcy;&mcy;&iecy;&scy;&tcy;&ncy;&ycy;&iecy; &lcy;&acy;&zcy;&iecy;&rcy;&ncy;&ycy;&jcy; &kcy;&ocy;&ncy;&fcy;&icy;&gcy;&ucy;&rcy;&acy;&tscy;&icy;&yacy; &mcy;&ocy;&zhcy;&iecy;&tcy; &bcy;&ycy;&tcy;&softcy; &vcy;&ycy;&bcy;&rcy;&acy;&ncy;&ocy;, &chcy;&tcy;&ocy; &mcy;&ocy;&zhcy;&iecy;&tcy; &zcy;&ncy;&acy;&chcy;&icy;&tcy;&iecy;&lcy;&softcy;&ncy;&ocy; &scy;&ocy;&kcy;&rcy;&acy;&tcy;&icy;&tcy;&softcy; &tscy;&icy;&kcy;&lcy; &ocy;&bcy;&rcy;&acy;&bcy;&ocy;&tcy;&kcy;&icy;, &scy;&ucy;&shchcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&iecy;&ncy;&ncy;&ocy; &pcy;&ocy;&vcy;&ycy;&scy;&icy;&tcy;&softcy; &ecy;&fcy;&fcy;&iecy;&kcy;&tcy;&icy;&vcy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&softcy; &icy;&scy;&pcy;&ocy;&lcy;&softcy;&zcy;&ocy;&vcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy; &mcy;&acy;&tcy;&iecy;&rcy;&icy;&acy;&lcy;&ocy;&vcy; &icy; &ocy;&dcy;&icy;&ncy; &pcy;&ocy;&lcy;&softcy;&zcy;&ocy;&vcy;&acy;&tcy;&iecy;&lcy;&softcy; &mcy;&ocy;&zhcy;&iecy;&tcy; &ucy;&pcy;&rcy;&acy;&vcy;&lcy;&yacy;&tcy;&softcy; &ncy;&iecy;&scy;&kcy;&ocy;&lcy;&softcy;&kcy;&icy;&mcy;&icy; &ucy;&scy;&tcy;&rcy;&ocy;&jcy;&scy;&tcy;&vcy;&acy;&mcy;&icy;&period;

&Tcy;&iecy;&khcy;&ncy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&kcy;&icy;&iecy; &pcy;&acy;&rcy;&acy;&mcy;&iecy;&tcy;&rcy;&ycy;&colon;

&Pcy;&ucy;&ncy;&kcy;&tcy;	&Pcy;&acy;&rcy;&acy;&mcy;&iecy;&tcy;&rcy;&ycy;	&Pcy;&ucy;&ncy;&kcy;&tcy;	&Pcy;&acy;&rcy;&acy;&mcy;&iecy;&tcy;&rcy;&ycy;
Max&period; &Scy;&ocy;&zcy;&dcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy; &tcy;&ocy;&mcy;&acy; X/Y/Z	250×250×300 &mcy;&mcy;	&Pcy;&ocy;&tcy;&rcy;&iecy;&bcy;&lcy;&yacy;&iecy;&mcy;&acy;&yacy; &mcy;&ocy;&shchcy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&softcy;	5 &Kcy;&Vcy;&Tcy;
&Tcy;&icy;&pcy; &lcy;&acy;&zcy;&iecy;&rcy;&acy;	&Vcy;&ocy;&lcy;&ocy;&kcy;&ncy;&acy; &lcy;&acy;&zcy;&iecy;&rcy;&ncy;&ocy;&jcy; &pcy;&iecy;&chcy;&acy;&tcy;&icy;	&Pcy;&ocy;&dcy;&acy;&chcy;&acy; &scy;&zhcy;&acy;&tcy;&ocy;&gcy;&ocy; &vcy;&ocy;&zcy;&dcy;&ucy;&khcy;&acy;	0&period;4MPa,50&lcy;/&mcy;&icy;&ncy;
&Mcy;&ocy;&shchcy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&softcy; &lcy;&acy;&zcy;&iecy;&rcy;&acy;	500W	&Rcy;&acy;&zcy;&mcy;&iecy;&rcy; &mcy;&acy;&shcy;&icy;&ncy;&ycy;	1650×1080×2160 &mcy;&mcy;
&Ocy;&pcy;&tcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&kcy;&acy;&yacy; &scy;&icy;&scy;&tcy;&iecy;&mcy;&acy; &scy;&kcy;&acy;&ncy;&icy;&rcy;&ocy;&vcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy;	F-&tcy;&iecy;&tcy;&acy; , &vcy;&ycy;&scy;&ocy;&kcy;&acy;&yacy; &scy;&kcy;&ocy;&rcy;&ocy;&scy;&tcy;&softcy; &scy;&kcy;&acy;&ncy;&icy;&rcy;&ocy;&vcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy; galvanometer	&Mcy;&acy;&tcy;&iecy;&rcy;&icy;&acy;&lcy;&ycy; &dcy;&lcy;&yacy; &pcy;&iecy;&chcy;&acy;&tcy;&icy;	&Tcy;&icy;&tcy;&acy;&ncy; , &tcy;&icy;&tcy;&acy;&ncy;&ocy;&vcy;&ycy;&jcy; &scy;&pcy;&lcy;&acy;&vcy;, &kcy;&ocy;&bcy;&acy;&lcy;&softcy;&tcy;&acy; &icy; &khcy;&rcy;&ocy;&mcy;&acy; &scy;&pcy;&lcy;&acy;&vcy;, &icy;&zcy; &ncy;&iecy;&rcy;&zhcy;&acy;&vcy;&iecy;&yucy;&shchcy;&iecy;&jcy; &scy;&tcy;&acy;&lcy;&icy;, &vcy;&ycy;&scy;&ocy;&kcy;&ocy;&jcy; &tcy;&iecy;&mcy;&pcy;&iecy;&rcy;&acy;&tcy;&ucy;&rcy;&ycy; &scy;&pcy;&lcy;&acy;&vcy;&acy; &icy; &tcy;&period;&dcy;&period;
&Mcy;&acy;&kcy;&scy;&period; &scy;&kcy;&ocy;&rcy;&ocy;&scy;&tcy;&softcy; &scy;&kcy;&acy;&ncy;&icy;&rcy;&ocy;&vcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy;	7m/s	&Vcy;&iecy;&scy;	1750&kcy;&gcy;
&Ocy;&scy;&ncy;&ocy;&vcy;&ncy;&ocy;&iecy; &vcy;&ncy;&icy;&mcy;&acy;&ncy;&icy;&iecy; &ucy;&dcy;&iecy;&lcy;&yacy;&iecy;&tcy;&scy;&yacy; &pcy;&ucy;&chcy;&kcy;&acy; &dcy;&icy;&acy;&mcy;&iecy;&tcy;&rcy;&ocy;&mcy;	70&mcy;&kcy;&mcy;	&Fcy;&ocy;&rcy;&mcy;&acy;&tcy; &dcy;&acy;&ncy;&ncy;&ycy;&khcy;	STL &fcy;&acy;&jcy;&lcy; &icy;&lcy;&icy; &dcy;&rcy;&ucy;&gcy;&ocy;&jcy; &kcy;&ocy;&ncy;&vcy;&iecy;&rcy;&tcy;&icy;&rcy;&ucy;&iecy;&mcy;&ocy;&jcy; &scy;&tcy;&acy;&ncy;&dcy;&acy;&rcy;&tcy;&ncy;&ocy;&gcy;&ocy; &fcy;&ocy;&rcy;&mcy;&acy;&tcy;&acy;
&Mcy;&icy;&ncy;&period; &scy;&ocy;&dcy;&iecy;&rcy;&zhcy;&acy;&ncy;&icy;&iecy; &kcy;&icy;&scy;&lcy;&ocy;&rcy;&ocy;&dcy;&acy; &vcy; &scy;&tcy;&rcy;&ocy;&icy;&tcy;&iecy;&lcy;&softcy;&scy;&tcy;&vcy;&ocy; &kcy;&acy;&mcy;&iecy;&rcy;&ycy;	100 &chcy;&acy;&scy;&tcy;&iecy;&jcy; &ncy;&acy; &mcy;&icy;&lcy;&lcy;&icy;&ocy;&ncy;	&Pcy;&rcy;&ocy;&gcy;&rcy;&acy;&mcy;&mcy;&ncy;&ocy;&iecy; &ocy;&bcy;&iecy;&scy;&pcy;&iecy;&chcy;&iecy;&ncy;&icy;&iecy;	&Ncy;&iecy;&zcy;&acy;&vcy;&icy;&scy;&icy;&mcy;&ycy;&khcy; R & D
Max&period; Tempeerature &pcy;&rcy;&iecy;&dcy;&pcy;&ucy;&scy;&kcy;&ocy;&vcy;&ocy;&gcy;&ocy; &pcy;&ocy;&dcy;&ocy;&gcy;&rcy;&iecy;&vcy;&acy;	200ºC	&Fcy;&ucy;&ncy;&kcy;&tscy;&icy;&icy; &ocy;&bcy;&ocy;&rcy;&ucy;&dcy;&ocy;&vcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy;	&Ecy;&kcy;&ocy;&ncy;&ocy;&mcy;&icy;&yacy; &ecy;&lcy;&iecy;&kcy;&tcy;&rcy;&ocy;&ecy;&ncy;&iecy;&rcy;&gcy;&icy;&icy; &icy; &zcy;&acy;&shchcy;&icy;&tcy;&acy; &ocy;&kcy;&rcy;&ucy;&zhcy;&acy;&yucy;&shchcy;&iecy;&jcy; &scy;&rcy;&iecy;&dcy;&ycy; , &vcy;&ycy;&scy;&ocy;&kcy;&ocy;&jcy; &ecy;&fcy;&fcy;&iecy;&kcy;&tcy;&icy;&vcy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&icy; &pcy;&rcy;&ocy;&icy;&zcy;&vcy;&ocy;&dcy;&scy;&tcy;&vcy;&acy; &icy; &tcy;&period;&dcy;&period;
&Icy;&scy;&tcy;&ocy;&chcy;&ncy;&icy;&kcy; &pcy;&icy;&tcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy;	AC 200-240 &Vcy;

&Pcy;&acy;&kcy;&iecy;&tcy;

&Pcy;&rcy;&iecy;&zcy;&iecy;&ncy;&tcy;&acy;&tscy;&icy;&yacy; &kcy;&ocy;&mcy;&pcy;&acy;&ncy;&icy;&icy;&colon;
&Ncy;&acy;&ncy;&softcy;&tscy;&zcy;&icy;&ncy;&iecy; Chamlion &icy;&mcy;&iecy;&iecy;&tcy; &bcy;&ocy;&gcy;&acy;&tcy;&ycy;&jcy; &ocy;&pcy;&ycy;&tcy; &vcy; &rcy;&acy;&zcy;&vcy;&icy;&tcy;&icy;&icy; &icy;&zcy;&bcy;&icy;&rcy;&acy;&tcy;&iecy;&lcy;&softcy;&ncy;&ocy;&gcy;&ocy; &lcy;&acy;&zcy;&iecy;&rcy;&ncy;&ocy;&gcy;&ocy; &pcy;&lcy;&acy;&vcy;&lcy;&iecy;&ncy;&icy;&yacy; &mcy;&iecy;&tcy;&acy;&lcy;&lcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&kcy;&icy;&khcy; 3D-&pcy;&iecy;&chcy;&acy;&tcy;&icy;&period; &Ocy;&ncy;&acy; &ucy;&scy;&pcy;&iecy;&shcy;&ncy;&ocy; &rcy;&acy;&zcy;&rcy;&acy;&bcy;&ocy;&tcy;&acy;&lcy; &rcy;&yacy;&dcy; &mcy;&iecy;&tcy;&acy;&lcy;&lcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&kcy;&icy;&khcy; 3D &pcy;&rcy;&icy;&ncy;&tcy;&iecy;&rcy;&ocy;&vcy; &scy; &ncy;&iecy;&zcy;&acy;&vcy;&icy;&scy;&icy;&mcy;&ycy;&khcy; &pcy;&rcy;&acy;&vcy; &icy;&ncy;&tcy;&iecy;&lcy;&lcy;&iecy;&kcy;&tcy;&ucy;&acy;&lcy;&softcy;&ncy;&ocy;&jcy; &scy;&ocy;&bcy;&scy;&tcy;&vcy;&iecy;&ncy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&icy;, &gcy;&lcy;&acy;&vcy;&ncy;&ycy;&mcy; &ocy;&bcy;&rcy;&acy;&zcy;&ocy;&mcy; &vcy; &tcy;&ocy;&mcy; &chcy;&icy;&scy;&lcy;&iecy;&colon; &scy;&tcy;&ocy;&mcy;&acy;&tcy;&ocy;&lcy;&ocy;&gcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&kcy;&icy;&khcy; &mcy;&iecy;&tcy;&acy;&lcy;&lcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&kcy;&icy;&iecy; 3D-&pcy;&rcy;&icy;&ncy;&tcy;&iecy;&rcy; NCL-M2150X, &scy;&tcy;&ocy;&mcy;&acy;&tcy;&ocy;&lcy;&ocy;&gcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&kcy;&icy;&iecy; &mcy;&iecy;&tcy;&acy;&lcy;&lcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&kcy;&icy;&iecy; 3D-&pcy;&rcy;&icy;&ncy;&tcy;&iecy;&rcy; NCL-M2150T, &dcy;&vcy;&ocy;&jcy;&ncy;&ocy;&jcy; &lcy;&acy;&zcy;&iecy;&rcy;&ncy;&ycy;&jcy; &mcy;&iecy;&tcy;&acy;&lcy;&lcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&kcy;&icy;&iecy; 3D-&pcy;&rcy;&icy;&ncy;&tcy;&iecy;&rcy; NCL-M2150D, NCL-M3250D, &pcy;&rcy;&ocy;&mcy;&ycy;&shcy;&lcy;&iecy;&ncy;&ncy;&ocy;&gcy;&ocy; &kcy;&lcy;&acy;&scy;&scy;&acy; &mcy;&iecy;&tcy;&acy;&lcy;&lcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&kcy;&icy;&iecy; 3D-&pcy;&rcy;&icy;&ncy;&tcy;&iecy;&rcy; NCL-M2120, NCL-M3250D, NCL-M3280 &icy; &dcy;&rcy;&ucy;&gcy;&icy;&khcy; &scy;&tcy;&acy;&ncy;&dcy;&acy;&rcy;&tcy;&ncy;&ycy;&khcy; &mcy;&ocy;&dcy;&iecy;&lcy;&iecy;&jcy;&period; &Ncy;&acy;&shcy;&icy; &pcy;&rcy;&ocy;&dcy;&ucy;&kcy;&tcy;&ycy; — &ecy;&tcy;&ocy; &ocy;&chcy;&iecy;&ncy;&softcy; &pcy;&ocy;&pcy;&ucy;&lcy;&yacy;&rcy;&ncy;&ycy;&jcy; &vcy;&ocy; &vcy;&scy;&iecy;&mcy; &mcy;&icy;&rcy;&iecy;, &icy; &kcy;&ocy;&tcy;&ocy;&rcy;&ycy;&iecy; &bcy;&ycy;&lcy;&icy; &pcy;&rcy;&ocy;&dcy;&acy;&ncy;&ycy; &vcy; &Scy;&ocy;&iecy;&dcy;&icy;&ncy;&iecy;&ncy;&ncy;&ycy;&iecy; &SHcy;&tcy;&acy;&tcy;&ycy;, &Kcy;&acy;&ncy;&acy;&dcy;&acy;, &Icy;&tcy;&acy;&lcy;&icy;&yacy;, &YUcy;&zhcy;&ncy;&acy;&yacy; &Kcy;&ocy;&rcy;&iecy;&yacy;, &Vcy;&softcy;&iecy;&tcy;&ncy;&acy;&mcy;, &Fcy;&icy;&lcy;&icy;&pcy;&pcy;&icy;&ncy;&ycy; &icy; &tcy;&period;&dcy;&period;, &vcy; &ncy;&acy;&scy;&tcy;&ocy;&yacy;&shchcy;&iecy;&iecy; &vcy;&rcy;&iecy;&mcy;&yacy; &bcy;&ocy;&lcy;&iecy;&iecy; &chcy;&iecy;&mcy; &ncy;&acy; 6oo &pcy;&ocy;&lcy;&softcy;&zcy;&ocy;&vcy;&acy;&tcy;&iecy;&lcy;&iecy;&jcy; &scy; &pcy;&ocy;&mcy;&ocy;&shchcy;&softcy;&yucy; &ncy;&acy;&shcy;&iecy;&gcy;&ocy; &ocy;&bcy;&ocy;&rcy;&ucy;&dcy;&ocy;&vcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy; &icy; &tcy;&icy;&pcy;&ocy;&gcy;&rcy;&acy;&fcy;&scy;&kcy;&icy;&khcy; &ucy;&scy;&lcy;&ucy;&gcy;&period; &Ncy;&acy;&shcy;&icy; &pcy;&rcy;&ocy;&dcy;&ucy;&kcy;&tcy;&ycy; &pcy;&ocy;&lcy;&ucy;&chcy;&icy;&tcy;&softcy; &pcy;&ocy;&zcy;&icy;&tcy;&icy;&vcy;&ncy;&ycy;&iecy; &ocy;&tcy;&kcy;&lcy;&icy;&kcy;&icy; &ocy;&tcy; &kcy;&lcy;&icy;&iecy;&ncy;&tcy;&ocy;&vcy;&period;

видов 3D-печати металлом

Металлический порошок — основа 3D-печати металлом. Хотя с ним сложно и опасно обращаться в необработанном виде, его уникальные особенности делают его предпочтительным типом металлического инвентаря. Подавляющее большинство технологий 3D-печати металлом используют металлический порошок. В результате основные различия между типами металлических принтеров связаны с тем, как они вплавляют порошок в металлические детали. Эти методы сильно различаются: от использования высокоэнергетических лазеров для плавления рыхлого порошка до экструзии связанной металлической порошковой нити.В этой статье мы рассмотрим наиболее часто используемые типы металлической 3D-печати, как они работают и почему они выгодны.

Плавление в порошковом слое

Плавление в порошковом слое, известное под многими названиями, в настоящее время является наиболее распространенным типом 3D-печати металлом. Эти машины распределяют тонкий слой порошка по рабочей пластине и выборочно вплавляют поперечное сечение детали в слой порошка. Существует два различных типа методов плавки в порошковом слое: селективная лазерная плавка и электронно-лучевая плавка.

Селективное лазерное плавление (SLM)

Также известно как: прямое лазерное спекание металлов (DMLS), селективное лазерное спекание (SLS), прямая металлическая печать (DMP), лазерная порошковая сварка (LPBF).

Большинство машин для сварки в порошковом слое представляют собой машины для селективной лазерной плавки (SLM). В машинах SLM используются мощные лазеры для сплавления металлических слоев в детали. После печати оператор удаляет деталь (или детали) из порошкового слоя, отрезает деталь от рабочей пластины и выполняет постобработку детали.Это текущий стандарт для металлической печати — большинство компаний в Metal AM сегодня продают машины SLM.

Машина SLM во время печати.

Как наиболее зрелая разновидность 3D-печати металлом, SLM часто считается стандартом, по которому оцениваются другие технологии. Печатные детали SLM отлично подходят для точных, геометрически сложных деталей, которые иначе не поддаются механической обработке. Они подходят для самых разных областей применения: от стоматологии/здравоохранения до аэрокосмической отрасли. Объемы сборки варьируются от очень маленьких (куб 100 мм) до больших (800 мм x 500 мм x 400 мм), а скорость печати умеренная.Точность этих машин определяется шириной лазерного луча и высотой слоя. Большинство материалов, доступных сегодня для 3D-печати, можно использовать на машине SLM.

Несмотря на то, что эти машины являются новаторскими, широкий спектр требований к оборудованию и постобработке ограничивает использование этих машин промышленными пользователями. Для работы с машинами SLM требуются обученные специалисты. Из-за сложного процесса многие детали необходимо распечатать и настроить несколько раз, чтобы получить результат. После печати большинство деталей требуют значительной постобработки и термообработки.Кроме того, металлический порошок, который используют эти машины, чрезвычайно опасен и дорог в обращении: большинство полностью обожженных машин SLM стоит более 1 миллиона долларов для внедрения и специального технического специалиста для запуска.

Электронно-лучевая плавка (ЭЛП)

В станках ЭЛП для изготовления деталей используется электронный луч вместо лазера. GE Additive — единственная компания, производящая машины EBM. Электронный луч дает менее точную деталь, чем SLM, но процесс в целом быстрее для более крупных деталей.Эти машины имеют почти все те же ограничения, затраты и проблемы, что и машины SLM, но они более интенсивно используются в аэрокосмической и медицинской сферах, чем где-либо еще. Как и в случае с SLM, машины EBM стоят более 1 миллиона для установки и требуют специального технического специалиста для запуска.

Прямое осаждение энергии

Прямое осаждение энергии использует металлическое сырье и лазер для изготовления деталей. В отличие от сплавления в порошковом слое, заготовка (которая может быть порошковой или проволочной) и лазер находятся на одной печатающей головке, которая одновременно дозирует и сплавляет материал.Полученные детали очень похожи на Powder Bed Fusion с несколькими ключевыми отличиями и возможностями.

Порошок DED

Также известен как: лазерное осаждение материала (LMD), выдувной порошок

Родной брат селективного лазерного плавления, прямое энергетическое осаждение также использует лазер и металлический порошок для изготовления металлических деталей. Вместо того, чтобы насыпать порошок на платформу и плавить его с помощью лазера, машины DED точно выдувают порошок из печатающей головки на деталь, используя встроенный в головку лазер, чтобы сплавить его с деталью в конструкции.

A 3D-принтер BeAM DED для нанесения и плавления металлического порошка с печатающей головкой двойного назначения.

Поскольку в обеих машинах используется металлический порошок и лазер, детали, напечатанные с помощью DED, очень похожи на детали, напечатанные с помощью SLM, за одним ключевым исключением: машины DED могут использовать свою уникальную систему распределения порошка для «лечения» незапечатанных деталей с дефектами. Их доступные материалы, постобработка и требования к обращению с порошком аналогичны SLM, а машины также стоят в диапазоне 1 миллион долларов.

Проволока DED

Также известна как: Электронно-лучевое аддитивное производство или EBAM

Проволочные машины DED используют лазер для плавления исходного сырья способом, очень похожим на их порошковые родственники DED, однако их сырьем является металлическая проволока. вместо взорванного пороха. Это нишевая технология, используемая для больших объемов печати (до 5 м x 1 м x 1 м) и более быстрого времени печати за счет точности и качества. В результате детали Wire DED спроектированы так, чтобы быть значительно больше и менее точными, чем машины с порошковым слоем.Эти машины стоят несколько миллионов долларов за единицу и крайне редко встречаются в космосе.

Binder Jetting

Binder Jetting — крупномасштабный высокоточный метод 3D-печати металлом, который может заменить SLM в качестве основного метода 3D-печати на основе рассыпчатого порошка. За последние два года эта область расширилась от одного производителя до множества компаний (включая лидеров отрасли AM). Благодаря своей скорости и масштабируемости, эта технология может стать технологией, которая позволит превратить возможности аддитивного производства металлов в объемы производства.

Технология распыления металлического связующего отражает то, что обычный (2D) принтер использует для быстрого распыления чернил на бумагу. Во-первых, машина для распыления связующего равномерно распределяет металлический порошок по печатному столу, образуя несвязанный слой. Затем струйная головка, очень похожая на ту, что используется в 2D-принтере, распределяет связующий полимер по форме поперечного сечения детали, неплотно прилипая к порошку. Процесс повторяется до тех пор, пока машина не создаст готовую сборку из готовых деталей.

Машина для струйной печати переплета Digital Metal, способная воспроизводить мелкие детали.

Детали, напечатанные на машинах Binder Jetting, требуют этапа постобработки, называемого «спеканием», чтобы стать полностью металлическими. В этом процессе напечатанная деталь нагревается в печи до температуры чуть ниже ее температуры плавления. Связующий материал выгорает, а металлический порошок объединяется в цельнометаллическую деталь. Этот процесс может выполняться партиями, что означает, что он не оказывает существенного влияния на пропускную способность.

Вакуумные печи обычно представляют собой массивные промышленные машины.

‍
Струйная обработка связующим имеет два основных преимущества по сравнению с селективной лазерной плавкой.Во-первых, машины МОГУТ печатать намного быстрее, используя несколько головок для струйной печати в нескольких местах одновременно. Во-вторых, станок может изготавливать десятки и даже сотни одинаковых деталей за одну сборку. Эти детали можно спекать в большой печи, чтобы создать управляемую инфраструктуру серийного производства. В результате струйная печать связующим выполняется значительно быстрее в расчете на одну деталь, чем любой другой тип металлической печати. Такая скорость (и требования к управлению порохом) сопряжены с огромными затратами — в настоящее время единственные машины в этом сегменте стоят более миллиона долларов.

Экструзия связанного порошка

Также известна как: Атомно-диффузионное производство добавок, Осаждение связанного порошка

Экструзия связанного порошка (BPE) — захватывающий новичок в области производства металлических добавок. В отличие от почти любого другого основного процесса 3D-печати, в машинах BPE не используется сыпучий металлический порошок. Вместо этого порошок связывается воскообразными полимерами таким же образом, как создается металлическая масса для литья под давлением. В результате получается материал, который намного безопаснее и проще в использовании, чем рассыпной порошок: экструзионный материал связанного порошка можно обрабатывать вручную, и он не требует мер безопасности, которые требуются для машин с рассыпным порошком.Нить BPE выдавливается из сопла способом, очень похожим на стандартную 3D-печать FFF, в результате чего получается «зеленая» часть, содержащая металлический порошок, равномерно распределенный в воскообразном полимере. После печати BPE имеет два этапа постобработки: во-первых, полимер в основном растворяется в «стиральной» машине; во-вторых, промытая часть спекается в печи (аналогично струйной заливке связующего). В процессе спекания деталь сжимается, чтобы учесть пространство, открытое растворенным связующим, в результате чего получается полностью металлическая деталь.

Система печати Metal X содержит металлический 3D-принтер, станцию промывки деталей и печь для спекания.

Поскольку процесс печати основан на филаменте, ограничения деталей BPE-деталей точно такие же, как и у обычной пластиковой печати FFF: он хорошо работает практически для всех геометрий деталей и может печатать с заполнением с открытыми ячейками. Детали, напечатанные на системах BPE, по-прежнему часто требуют последующей обработки — термообработки для деталей, которым требуются улучшенные свойства (хотя это требуется для каждого металла), и постобработки/полировки для улучшения качества поверхности — но при этом нет управления порошком и сокращены возможности. требования.Машины BPE используют более простой процесс, чтобы быть намного более доступными, чем все другие основные типы 3D-печати металлом, при этом машины стоят от 120 000 до 200 000 долларов. Этот процесс используется в Markforged Metal X. Чтобы узнать больше об этом процессе, ознакомьтесь с этой статьей о процессе Metal X.

‍

3D-печать металлическими нитями и порошками

Есть два основных фактора, влияющих на то, будет ли сегодня печататься металлический сплав: пригодность для печати и спрос.Хотя существует множество процессов 3D-печати металлом, почти все они основаны на металлических порошках. Эти материалы принимают две формы в печати: необработанные металлические порошки для 3D-печати или связанный порошок для 3D-печати металлической нитью. В результате металлические материалы, пригодные для печати сегодня, в значительной степени ограничены доступностью порошка и возможностью эффективного связывания этого порошка. Например, алюминий, как известно, плохо поддается печати и в результате встречается относительно редко.

3D-печать металлом полезна для деталей, которые сложно обрабатывать как по сложности, так и по материалу, потому что это может быть дешевле, особенно при небольших объемах.Более твердые материалы, такие как нержавеющая сталь, инструментальная сталь, титан и другие, труднее обрабатывать и требуют более качественных инструментов, лучших машин и больших накладных расходов. Дополнительные естественные производственные затраты добавляют к относительной ценности, которую обеспечивает 3D-печать, позволяя им пересечь «точку перегиба», в которой 3DP становится ценным. С другой стороны, материалы, которые легко и дешево обрабатывать (низкосортная сталь, алюминий), не так востребованы, потому что их уже легко изготовить.Это образует группу «обычных» материалов для металлической печати, с которыми традиционно очень сложно работать, и которые упрощаются за счет добавления вместо вычитания.

Какие металлы наиболее распространены для 3D-печати?

Нержавеющая сталь (17-4 PH, 316L, 304)
Инструментальная сталь (h23, A2, D2)
Специальные сплавы (инконель, кобальт-хром и другие)
Алюминий (Ti74)22
, 6061, 7075)

3D-печать из стали

Сталь является наиболее распространенным металлическим материалом для 3D-печати.Его прочность, способность превращаться в металлический порошок для 3D-печати, относительно низкая стоимость и возможность последующей обработки делают его материалом, который можно использовать во многих приложениях. Печатать можно из большинства сортов стали: наиболее распространенными являются нержавеющая сталь и инструментальная сталь. Не все стали обычно печатаются. Легированные стали, которые чаще всего изготавливаются традиционным способом, печатаются редко. Из-за их более низкой стоимости изготовления и худших свойств материала они не так ценны для печати.

Нержавеющие стали

Нержавеющие стали – это прочные, жесткие стали, обладающие отличной коррозионной стойкостью благодаря значительному содержанию хрома (не менее 12%, часто до 18%). Они бывают двух видов: аустенитные и мартенситные.

Решетка из нержавеющей стали, напечатанная на принтере Selective Laser Melting. Изображение с Аксома. Аустенитные нержавеющие стали

являются наиболее распространенным типом нержавеющей стали. Они устойчивы к коррозии и могут подвергаться как механической обработке, так и сварке, но не могут подвергаться термической обработке.303 и 304 — наиболее распространенные типы аустенитных нержавеющих сталей, а 316L — вариант с максимальной коррозионной стойкостью.

Мартенситные нержавеющие стали намного тверже аустенитных сталей, но более хрупкие и менее устойчивые к коррозии. Как группе им не хватает общей универсальности аустенитных сталей, однако они могут подвергаться термообработке и дисперсионному твердению. Они лучше всего подходят, когда вам нужна твердая и жесткая нержавеющая сталь. 17-4 PH — это особенно полезный тип мартенситной нержавеющей стали, который можно подвергать термообработке, чтобы он соответствовал различным свойствам материала — это также наиболее распространенная мартенситная сталь, хотя и другие (например, 420) также печатаются.

Инструментальные стали

Инструментальные стали названы в честь их основного применения — инструментов всех разновидностей. Они содержат карбид, чрезвычайно твердое соединение, которое имеет решающее значение для их способности резать, шлифовать, штамповать, формовать или формовать. Как правило, они очень твердые, устойчивые к истиранию и могут использоваться при высоких температурах. Инструментальные стали классифицируются по системам классификации AISI-SAE, разделенным на типы по функциям. Три типа металла, которые чаще всего используются для 3D-печати, — это инструментальные стали серии A, серии D и серии H.Инструментальные стали

часто используются для штамповки, прессования и других операций по обработке металлов давлением. Изображение из ультраштамповки.

Инструментальные стали серии A являются отличными инструментальными сталями общего назначения — они сочетают в себе износостойкость и ударную вязкость и поддаются механической обработке. Существует восемь разновидностей инструментальных сталей серии A, наиболее распространенной из которых является A2. Это универсальная инструментальная сталь, часто используемая для изготовления пуансонов и штампов, но пригодная для широкого спектра применений.

Инструментальные стали серии D оптимизированы по износостойкости и твердости.Они не особенно жесткие и используются только для холодных работ. Наиболее распространенной разновидностью инструментальной стали серии D является D2 — она используется для всех видов режущих инструментов, от лезвий до промышленных режущих инструментов и даже ножей.

Инструментальные стали серии H режут и формуют материал при высоких (или циклических) температурах. Они не так износостойки, как инструментальные стали серии A или D при низких температурах, но хорошо сохраняют свою прочность и жесткость при повышенных температурах. Несмотря на то, что существует множество типов инструментальной стали серии H, H23 является наиболее распространенной разновидностью, напечатанной на 3D-принтере.Благодаря сочетанию превосходной прочности, износостойкости и термостойкости эта сталь является хорошей инструментальной сталью общего назначения, оптимизированной для использования при высоких температурах (горячая обработка).

Титан 3D-печать

Хотя титан ни в коем случае не является распространенным материалом для традиционного изготовления, его уникальные свойства и высокая базовая стоимость делают его отличным кандидатом для 3D-печати. Он прочный, невероятно легкий, термостойкий и химически стойкий, а также может быть биосовместимым. Хотя существует несколько различных типов титана, на котором можно печатать, один из них является наиболее распространенным: титан 64 (Ti-6Al-4V).

Изготовленная на заказ деталь велосипеда из титана, напечатанная на станке SLM. Изображение от Spencer Wright

Ti64 — наиболее распространенный тип титана как в 3D-печати, так и в обычном производстве. Он обладает отличным соотношением прочности к весу и может подвергаться термообработке для дальнейшего повышения прочности. Материал также превосходен в неблагоприятных условиях благодаря своей коррозионной и термостойкости. В результате он широко используется в авиации (ракеты, ракеты, самолеты), медицине (в качестве ортопедических имплантатов) и других местах, где выгодно высокое соотношение прочности и веса.

Алюминий 3D-печать

Алюминий, как известно, трудно печатать. В результате это относительно необычный материал для печати, несмотря на то, что он чрезвычайно распространен в обычном производстве. Печатные разновидности, как правило, представляют собой литейный алюминий, а не более распространенные типы, поддающиеся механической обработке, такие как 6061 или 7075. Все эти литейные алюминиевые сплавы содержат значительное (до 12%) содержание кремния, они слабее и менее жесткие, чем 6061. Это не сразу ясно, когда алюминий станет более доступным в качестве материала для 3D-печати, но до тех пор такие материалы, как сталь и титан, достигают аналогичного отношения прочности к весу при печати с заполнением с открытыми ячейками.

Специальные сплавы

Помимо более распространенных металлов, 3D-принтеры также могут изготавливать детали из сплавов, идеально подходящих для агрессивных сред. Эти «суперсплавы» — металлы, обладающие высокой прочностью, жаростойкостью, хорошей стабильностью поверхности и стойкостью к коррозии или окислению, — могут использоваться в самых разных областях применения с высокими эксплуатационными характеристиками. Наиболее распространены две подгруппы: Inconel и Cobalt Chrome.

Специальные сплавы, такие как инконель, обычно используются в реактивных двигателях.Изображение с сайта alltempalloys

Инконель

Инконель — наиболее распространенный и наиболее известный запатентованный никелевый сплав. Это чрезвычайно прочный, жесткий и устойчивый к коррозии материал, используемый в таких местах, как турбины, уплотнения двигателей и ракеты. Существует два основных состава для 3D-печати: Inconel 718 прочнее и жестче, а Inconel 625 более термостойкий. Оба материала невероятно дороги для традиционной обработки, что делает 3D-печать экономически эффективной альтернативой изготовлению деталей с высокой точностью.

Кобальт Хром

Кобальт Хром — это суперсплав, известный своей биосовместимостью, высоким соотношением прочности к весу и коррозионной стойкостью — по сути, это более дорогая версия титана более высокого качества. Как и инконель, он используется в турбинах и других агрессивных средах. В отличие от инконеля, его можно использовать в медицине в качестве ортопедических или зубных имплантатов.

Заглядывая вперед

Долгосрочный успех металлических принтеров в значительной степени зависит от их способности надежно поддерживать широкий спектр материалов.Текущий список короткий и сосредоточен на материалах более высокого качества, производство которых сейчас выгодно с финансовой точки зрения. Однако по мере развития 3D-печати металлом ожидается появление все большего количества более дешевых нитей и порошков для 3D-печати металлом, доступных на различных платформах для печати металлом. Эти материалы, в свою очередь, откроют новые области применения металлической печати, способствуя ее внедрению в производство.

Металлический порошок для аддитивного производства — Металлический порошок

Распыленный газом металлический порошок, специально разработанный для аддитивного производства (также известного как 3D-печать) для применения, например, в аэрокосмической, медицинской и быстродействующей области.

Сплавы для аддитивного производства

Гранулометрический состав

Порошок для аддитивного производства

Osprey ^® Металлический порошок для аддитивного производства (3D-печать, быстрое прототипирование) доступен в широком диапазоне гранулометрического состава, адаптированного к конкретным системам аддитивного производства. Они также могут быть адаптированы к конкретным требованиям конечного применения, как с точки зрения механических характеристик, так и с точки зрения качества поверхности.

Гранулометрический состав для аддитивного производства
Технологический процесс	Размер (мкм)
Струйное вяжущее	≤ 16, ≤ 22, ≤ 38, ≤ 45
Лазер – порошковая сварка (L–PBF)	от 15 до 53 и от 20 до 45
Электронно-лучевая сварка в порошковом слое (E-PBF)	от 45 до 106
Прямое выделение энергии (DED)	от 53 до 150

Индивидуальные гранулометрические составы доступны по запросу.Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваши конкретные требования.

Характеристики порошка

Osprey ^® Металлический порошок для аддитивного производства (3D-печать, быстрое прототипирование) характеризуется сферической морфологией и высокой плотностью упаковки, что обеспечивает хорошие свойства текучести. Для процессов с порошковым покрытием это важно при нанесении слоев свежего порошка на слой, чтобы обеспечить однородную и однородную структуру детали.

Для процессов выдувания порошка хорошая текучесть обеспечивает равномерную скорость наращивания.Тщательный контроль распределения размера частиц также помогает обеспечить хорошую текучесть. Порошки с низким содержанием кислорода обеспечивают чистую микроструктуру и низкий уровень включений в готовых деталях.

Тестирование

Все металлические порошки Osprey ^® поставляются с сертификатом анализа, содержащим информацию о химическом составе и гранулометрическом составе. Информация о других характеристиках порошка предоставляется по запросу.

Упаковка

Доступен широкий выбор различных размеров упаковки.
Посмотреть список вариантов упаковки

Металлические порошки для 3D-печати

Металлические порошки — это металлы, которые измельчаются до мелких частиц и являются предварительными базовыми материалами для большинства процессов 3D-печати, в ходе которых производятся металлические детали. 3D-печать, также известная как аддитивное производство (AM), представляет собой послойное производство деталей и изделий. Как характеристики металлического порошка, так и тип процесса 3D-печати определяют свойства конечного продукта.Характеристика порошка происходит в зависимости от способа его производства, что может привести к различной морфологии и чистоте частиц.

Здесь вы можете узнать о том, что характеризует металлические порошки, как они производятся и в каких методах и приложениях 3D-печати используются такие порошки.

Характеристики металлических порошков

Чтобы гарантировать точную воспроизводимость при производстве металлических компонентов, металлические порошки должны иметь стабильные характеристики [1]. Основными характеристиками являются распределение по размерам и морфология.К другим технологическим и физико-химическим характеристикам относятся плотность, прессуемость, спекаемость, химический состав, прочность в сыром состоянии, площадь поверхности, текучесть и теплофизические свойства [2]. На рис. 1 показано распределение различных металлических материалов по двум механическим свойствам: пределу текучести и твердости.

Рисунок 1: Механические свойства металлических материалов – минимальные значения из технических паспортов. Получено из исх. 3.

Одним из основных предположений для металлических порошков в 3D-печати является то, что они номинально сферические и имеют определенное распределение по размерам, что позволяет их хорошо упаковывать, что приводит к получению плотного продукта с хорошими и желаемыми механическими свойствами.Другими словами, размер частиц, который определяет наименьшую возможную высоту слоя, и форма частиц, в дополнение к уровню чистоты порошка, играют решающую роль в контроле качества порошка.

Производство металлических порошков для 3D-печати

Для производства металлических порошков с заданными характеристиками и качеством порошка и в зависимости от требуемых свойств металлических компонентов, изготавливаемых из порошка, выбор процесса производства порошка может различаться.

Металлические порошки могут быть получены с использованием нескольких методов, некоторые из которых включают восстановление в твердом состоянии, измельчение, электролиз, химические процессы и распыление. Тем не менее, поскольку он позволяет получать наиболее геометрически удобные порошки для 3D-печати, атомизация исторически считалась лучшим методом производства металлических порошков для аддитивной печати.

Распыление может быть выполнено посредством, помимо прочего, трех различных процессов: распыление водой, распыление газом и плазменное распыление.Однако распыление воды приводит к получению частиц с очень нерегулярной морфологией, поскольку частицы затвердевают быстрее, чем время их сфероидизации, что делает процесс непригодным для специализированного АП [4].

Газовое распыление

В этом процессе исходный сплав, обычно в форме слитка, плавится в печи; обычно печь для плавления под вакуумом (VIM) для контроля промежуточных элементов. Печь расположена над камерой распыления для прямого выпуска материала в распылитель. Когда расплав падает через камеру, струи газа под высоким давлением распыляются на материал, который затвердевает в виде сферических частиц порошка и собирается на дне. Используемая газовая среда обычно представляет собой инертный газ, такой как азот или аргон, чтобы свести к минимуму возможности окисления и загрязнения. В качестве газовой среды может использоваться и воздух. Распределение частиц по размерам (0-500 мкм) можно в определенной степени регулировать, регулируя соотношение расхода газа и расплава. Некоторыми из порошковых материалов, получаемых газовым распылением, являются никель, железо, алюминий и кобальт.

При обработке реактивных сплавов, таких как Ti-6Al-4V, существует высокий риск загрязнения, если материал подвергается воздействию атмосферы или тигля. Один из способов снизить этот риск — ввести металл в распылитель в виде стержня, расплавленного окружающей индукционной катушкой перед входом. Этот метод называется электродным индукционным плавлением газовым распылением (EIGA) [4].

Плазменное распыление

Здесь сырье подается в камеру распыления в двух возможных формах: в форме проволоки или порошка.В камере коаксиальные плазменные горелки и газовые струи одновременно плавят и распыляют материал, в результате чего получаются чрезвычайно сферические частицы порошка с относительно более мелким распределением по размерам (0-200 мкм). Титан обычно получают плазменным распылением.

Более специализированный метод, называемый процессом плазменного вращающегося электрода (PREP), использует вращающийся стержень вместо проволоки в качестве формы подачи, после чего при входе в камеру распыления конец стержня расплавляется плазменными горелками, а выходящий расплав затвердевает. не доходя до окружающих стен.В результате этого процесса получают порошки высокой чистоты, высокой сферичности и мелкого размера частиц (0-100 мкм). Титан и экзотические материалы могут быть получены методом ПРЕП [4].

3D-печать металлическими порошками

Существует широкий спектр порошковых материалов, которые можно использовать в 3D-печати, и это зависит от желаемых свойств конечного продукта и используемого метода печати. Некоторые из обычных металлических порошков, используемых в AM, включают сплавы никеля, стали, кобальта и титана. В таблице ниже приведены некоторые из наиболее распространенных металлических порошковых материалов с их методами обработки для 3D-печати и областями применения.

Материал сплава		Методы обработки	Области применения
Никель	Ni 230	ПБФ-ЛБ	Компоненты авиакосмического двигателя; компоненты газовых турбин; высокотемпературные, коррозионностойкие компоненты
	Никель 625	ПБФ-ЛБ	Компоненты авиакосмического двигателя; компоненты газовой турбины
	Никель 718	ПБФ-ЛБ, ПБФ-ЭБ, ДЭД	Компоненты авиакосмического двигателя; компоненты газовых турбин; датчики нефти и газа
	Никель 738	ПБФ-ЛБ	Горячая секция газотурбинного двигателя, лопатки, тепловые экраны
Сталь	х21	ПБФ-ЛБ	Шасси самолета; штампы для горячей штамповки и экструзии; лопасти вертолетного винта; формы для литья под давлением
	h23	ПБФ-ЛБ, ДЭД	Пресс-формы для литья под давлением; штампы для горячей штамповки и штамповки; лезвия для горячих ножниц; пластиковые формы для литья под давлением
	17-4PH	ПБФ-ЛБ	Аэрокосмическая отрасль; химическая обработка; ядерная и нефтехимическая переработка; металлообработка; хирургические детали
Кобальт	ММ509-А	ПБФ-ЛБ	Аэрокосмические двигатели и двигатели IGT; направляющие лопатки сопла; несущие кольца
	ASTM F75	ПБФ-ЛБ	Компоненты авиакосмического двигателя; газовая турбина; медицинские и зубные имплантаты
	h288-А	ПБФ-ЛБ	Переходные каналы; банки для сжигания; брызговики; держатели пламени; вкладыши
Титан	Ти-6Ал-4В	ПБФ-ЛБ, ЭБМ	Аэрокосмическая промышленность и оборона; автомобильный и гоночный; морские приложения; элитный спортивный инвентарь; медицинские и стоматологические; ювелирные изделия и искусство
Титан	CP-ти	БЖ, ДЭД, ЭБМ, МИМ, ОДС	Аэрокосмические материалы; автомобильный; химическая индустрия; биомедицинский; зубные имплантаты

Легенда

BJ: Струйная установка связующего
DED: Прямое осаждение энергии
EBM: Электролучевая плавка
MIM: Литье металлов под давлением
PBF-LB: Лазерный порошковый сплав Fusion
PBF-EB: электронно-лучевая порошковая сварка
SLM: селективная лазерная плавка

[1] Дж. А. Слотвински и др., 2014, «Характеристика металлических порошков, используемых для аддитивного производства», Журнал исследований NIST, 119 , стр. 460-93.

[2] К.С. Нарасимхан, М.О.Х. Амуда, 2017 г., «Характеристика порошка», справочный модуль по материаловедению и материаловедению.

[3] «Металлические порошки – сырье», б/д, из: https://www.metal-am.com/introduction-to-metal-additive-manufacturing-and-3d-printing/metal-powders-the -сырье/

[4] Дж.Доус, Р. Бауэрман, Р. Треплтон, 2015 г., «Введение в цепочку поставок порошковой металлургии для аддитивного производства», Обзор технологий Джонсона Мэтью, 59 , (3), 243.

Лучшие металлические 3D-принтеры 2022 года: полный обзор

За последние несколько лет наблюдается всплеск спроса и предложения на металлические 3D-принтеры.

Производители запускают машины для аддитивного производства металлов , которые быстрее, проще в использовании и мощнее с растущим числом совместимых металлов.

Многие предприятия внедряют эти технологии 3D-печати металлом для производства экономичных металлических деталей и прототипов, а также извлекают выгоду из большей свободы проектирования, связанной с аддитивным производством. Они подходят для различных отраслей промышленности, таких как аэрокосмическая, автомобильная, здравоохранение, машиностроение и многое другое.

Хотя цены на металлические 3D-принтеры медленно и незначительно снижаются, эти машины по-прежнему являются относительно дорогими приобретениями, в основном от 80 тысяч долларов до почти 1 миллиона долларов.

С помощью нашего набора металлических 3D-принтеров мы стремимся предоставить исчерпывающий обзор того, что доступно от известных и распространенных брендов, в различных ценовых категориях и с различными технологиями 3D-печати металлом.

90 ¥ × 2 мм

Бренд	Продукт	Технология	Размер сборки	Страна	Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).
3D 3D Systems	DMP Flex 100	Powder Bed Fusion> SLM / DMLS	100 × 100 × 80 мм 3,94 × 3,94 × 3,15 в	США	$ 245 000245 000 000 € 189 834 £ 25,806 585 ¥	Запросить цитату
Additec	UPRINTER	Направленные нанесение энергии	160 × 120 × 450 мм6,3 × 4,72 × 17.72 в	Германия	$ 90 00076 725 € 69 735 £ 9 479 970 ¥	Ask для цитаты
CORECT	CORECT	Creation	Powder Bed Fusion> SLM / DMLS	—	Германия	$ 100 000100 000 000 € 77,483 £ 10 533 300 ¥
Рабочий стол Металл	Производство	Материал Струя	330 × 330 × 330 мм12.99 × 12.99 × 12.99 в	United States	$ 700 000700 000 000 € 542 382 £ 73,73100 ¥

Настольный металл	Studio 2	Экструзия	300 × 200 × 200 мм11. 81 × 7.87 × 7.87 в	United States	$ 110 000110 000 000 € 85 232 £ 11 586 630 ¥	Запросить цитату
Digital Metal	DM P2500	Materal Jetting	203 × 180 × 69 мм7 .99 × 7.09 × 2.72 в	SWEDEN	По запросу	Спросите quote
EOS 9	EOS M 100	Powder Bed Fusion> SLM / DMLS	100 × 100 × 95 мм3,9 × 3,94 × 3.74 в	Германия	$ 350 000350 000 000 € 271,191 £ 36 866,550 ¥	Запросить цитату

L-Series 60197	L-Series	Направленные энергетические отложения	1000 × 1000 × 1000 мм39,37 × 39,37 × 39.37 в	United States	$ 200 000170 501 € 154 966 £ 21 0666 600 ¥

GE Adtitive	Arcam EBM Spectra L	Направленное энергопозиция	350 × 350 × 430 мм13. 78 × 13.78 × 16.93 в	США	по запросу	По запросу	Спросите цитату

GE Additive	M2 Series 5	Powder Bed Fusion> SLM / DMLS	250 × 250 × 350 мм9.84 × 9.84 × 13.78 в	Соединенные Штаты	По запросу	Спросите цитату
Markcried	Metal X (GEN 2)	Extrusion	300 × 220 × 180 мм11,81 × 8,66 × 7,09	Соединенные Штаты	$ 99 500125 000 000 € 77 500125 000 000 € 77 096 £ 10 480 634 ¥	Запросить цитату
60194
Plielen AM	PAM серии MC	Extrusion	⌀ 300 x 300 мм	$ Франция	$ 140 000135 000 €108 476 £14 746 620 ¥	Запросить цену
Rapidia	Металлический 3D-принтер	Экструзия	80 2087 × 11.02 × 7.87 в	Канада	$ 185 000187 000 000 € 143 344 000 000 000 € 143 344 £ 19 486 605 ¥
Renishaw	Renam 500E	RENAM 500E 90E	Powd Close Chifment> SLM / DMLS	245 × 245 × 335 мм9. 65 × 9.65 × 13.19 × 9.65 × 13.19 в	Великобритания	По запросу	Попросите цитату
Sisma	Evemet 200	Evemet 200	Powd Pusion Fusion> SLM / DMLS	⌀ 200 x 200 мм	ИТАЛИЯ	$ 350 000350 000 000 € 271,191 £ 36 866 550 ¥


SLM Solutions	SLM 125	SLM 125	Powder Bed Fusion> SLM / DMLS	125 × 125 × 75 мм4.92 × 4.92 × 2.95 в	—	по запросу	Попросите цитату		SPEE3D	Lightspee3D	Lightspee3D	Material Jetting	300 × 300 × 300 мм11.81 × 11,81 × 11.81 в	Австралия	по запросу	запросить цитату
Triditive	Amcell	Amcell	220 × 330 мм	220 × 330 мм 86 × 12,99 в	Испания	по запросу	Спросите цитату
Trumpf	TruPrint 1000	Порошковая сварка > SLM/DMLS	100 × 100 × 100 мм3. 94 × 3.94 × 3.94 в	Германия	$ 170 000177	$ 170 000170 000 000 € 131 721 £ 17 906 610 ¥	Задайте цитату
Velo3d	Sapphire	Powder Bed Fusion> SLM / DMLS	⌀ 315 x 1000196 ⌀ 315 x 1000196 ⌀ 315 x 1000196 ⌀ 315 x 1000196 ⌀ 315 x 1000196 MM	Соединенные Штаты	по запросу	по запросу	запросить цитату
XM200C	XM200C	XM200C	Powder Bed Fusion> SLM / DMLS	127 × 127 × 127 мм5 × 5 × 5 в	Соединенные Штаты	$ 65 00055 4196 $ 65 00055 413 € 50 364 £ 6 846,645 ¥	¥	Запросить цитату
XJET	Carmel 700M	Mater Materment	501 × 140 × 200 мм19.72 × 5,51 × 7,87 дюйма	Израиль	$ 599 000599 000 464 124 € 63 094 467 фунтов стерлингов	Запросить цену

Технология: Перечисленные выше технологии являются основными категориями технологий 3D-печати металлом. У большинства производителей есть собственные фирменные технологии, которые относятся к основным категориям, перечисленным в таблице.

Основные виды технологий 3D-печати металлом

Четыре основных типа технологий 3D-печати металлом:

Металлический порошок кровати Fusion 3D печать (SLS, SLM, DMP)
2
1
металлическая нити экструзия (FFF, FFM)
Настройка материала и связующее устройство

Есть также несколько металлических 3D-принтеров на основе смолы и 3D-принтеров для ламинирования металлических листов, но их труднее найти.

Нередко можно увидеть разные аббревиатуры и названия для схожих технологий. Каждый бренд продвигает свои собственные запатентованные методы. Некоторые производители металлических 3D-принтеров даже используют сочетание разных технологий.

Разбивка рынка металлических 3D-принтеров по типам технологий.

Источник: база данных Aniwaa (2019 г.)

Здесь мы подробно рассмотрим каждый металлический 3D-принтер из нашего списка. Они сгруппированы в соответствии с их основным типом технологии 3D-печати (плавление в порошковом слое, распыление материала/связующего вещества, экструзия и DED).

Экструзия заключается в нагревании материала (филамента) и проталкивании его через сопло. В случае металлической 3D-печати нить обычно состоит из металлических частиц, смешанных со связующим веществом.

После 3D-печати детали получается необработанный объект или деталь; он должен пройти несколько этапов постобработки, таких как удаление связующего и спекание, чтобы достичь своей окончательной формы.

Большинство процессов 3D-печати металлом на основе экструзии включают эти этапы. Приведенная выше иллюстрация взята из Desktop Metal (процесс Bound Metal Deposition™).

Выбор


Страна	Соединенные Штаты
Размер сборки	300 × 200 × 200 мм11. 81 × 7,87 × 7.87 в

Экструзия
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	$ 110 000110 000 € 85 232 £ 11 586 630 ¥

Desktop Metal’s Studio — это удобная для офиса комплексная система 3D-печати металлом. Помимо принтера, в линейку Studio также входят машина для удаления вяжущих и печь для спекания. Действительно, детали, напечатанные в 3D на этом 3D-принтере Desktop Metal, являются «зелеными».

Принтер Studio с запатентованной технологией Bound Metal Deposition использует нить, заполненную небольшими металлическими стержнями. Во время удаления связующий материал (воск и полимерные связующие) растворяются благодаря запатентованному жидкому веществу.Деталь остается пористой и должна попасть в печь, чтобы ее частицы расплавились и уплотнили деталь.

Выбор


Страна	Соединенные Штаты
Размер сборки	300 × 220 × 180 мм11.81 × 8,66 × 7.09 в

Техника	Экструзия
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	$ 99 500 125 000 € 77 096 £ 10 480 634 ¥

MarkForged специализируется на 3D-печати с непрерывным волокном, но также предлагает 3D-печать металлом с помощью своей системы Metal X, использующей технологию атомно-диффузионного аддитивного производства (ADAM).

Этот 3D-принтер MarkForged выдавливает пластиковую нить с металлическим наполнителем для формирования детали, которую затем необходимо промыть специальной жидкостью для удаления вяжущих присадок (станция Wash-1), а затем спекать в печи (машины Sinter-1 или Sinter-2 MarkForged).

Доступная металлическая нить для 3D-принтера включает в себя различные стали (инструментальные стали h23, A2, D2, нержавеющая сталь 316L), а также инконель, медь и титан.

Выбор


Страна	Canada

Размер сборки	200 × 280 × 200 мм7,87 × 11.02 × 7.87 в
	Экструзия
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных.Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	$ 185 000185 000 € 143 344 £ 19 486 605 ¥

Канадская компания Rapidia предлагает интересный и уникальный способ 3D-печати металлом. В них используется металлическая паста на водной основе, что устраняет необходимость в химическом удалении связующего. Вода испаряется в процессе 3D-печати, поэтому детали нужно только пройти через печь, чтобы полностью затвердеть и принять окончательную форму.

Подтвержденные доступные типы паст включают в себя несколько паст из нержавеющей стали, инконель и некоторые виды керамики. Медь, карбид хрома вольфрама, титан и другие металлы находятся в разработке.

Лаборатория ExOne Metal Designlab, разработанная в сотрудничестве с Rapidia, работает по тому же принципу.

Выбор


Страна	Франция
		⌀ 300 x 300 мм
	Экструзия
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных.Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	$ 140 000135 000 € 108 476 £ 14 746 620 ¥

Pollen AM — французский производитель, выпускающий гранулированные 3D-принтеры с 2013 года. Их серия Pam MC представляет собой дельта-принтер (цилиндрический объем сборки), который может печатать металлы, керамику и термопласты.

Он выдавливает гранулы для литья под давлением вместо металлической нити для 3D-принтера, что значительно снижает затраты на материалы.Pollen AM называет свою технологию «аддитивным производством пеллет».

Выбор


Страна	Испания	Размер сборки	220 × 330 мм8.66 × 12,99
Техника	Экструзия
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	по запросу

Эта машина была создана с одной целью: обеспечить массовое производство 3D-печати металлических деталей в режиме 24/7. AMCELL полностью автоматизирован, с автоматическим контролем подачи сырья, контролем окружающей среды (температура, влажность, фильтрация воздуха) и системой выброса, оснащенной конвейерной лентой.

Вместо одного большого рабочего объема TRIDITIVE AMCELL может похвастаться восемью треугольными рабочими зонами ø 220 x 330 мм. Его восемь «роботов» наносят пропитанную металлом нить для создания трехмерных металлических деталей.TRIDITIVE заявляет, что полученные детали аналогичны тем, которые производятся традиционными методами MIM (литья металлов под давлением).

Технология

TRIDITIVE называется Automated Multimaterial Deposition®.

В настоящее время наиболее часто используемой технологией аддитивного производства металлов является 3D-печать методом порошкового сплавления. Проще говоря, 3D-принтер создает объекты из слоя металлического порошка с помощью мощного лазера.

Выбор

Страна	США
Монтажный размер	100 × 100 × 80 мм3.94 × 3,94 × 3,15 дюйма
Технология	Порошковая сварка > SLM/DMLS
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	$ 245 000245 000 € 189 834 £ 25 806 585 ¥

3D Systems, исторический игрок на многих фронтах 3D-печати, представляет DMP FLEX 100 как быстрый, точный и доступный металлический 3D-принтер.Он предлагает впечатляющую повторяемость деталей и чистоту поверхности около 20 мкм и 5 Ra мкм соответственно. DMP расшифровывается как прямая печать металлом.

Принтер поставляется с программным обеспечением 3DXpert All-in-One от 3D Systems для аддитивного производства металлов. Их металлические 3D-порошки LaserForm сертифицированы.

Выбор


Страна	Германия
Размер сборки	—
Technology	Powder Bed Fusion> SLM / DMLS
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	$ 100 000 100 000 € 77 483 £ 10 533 300 ¥

CREATOR был разработан немецким производителем OR Laser до того, как компания была приобретена Coherent в 2018 году. Это относительно доступный металлический 3D-принтер по цене около 100 000 долларов.

Волоконный лазер мощностью 250 Вт для этого принтера по металлу может работать с различными материалами, включая латунь, бронзу, нержавеющую сталь, титан, алюминий и кобальт-хром.Coherent подчеркивает простоту использования, скорость и надежность принтера.

Выбор


Страна		Германия
Размер сборки	100 × 100 × 95 мм3,94 × 3.94 × 3.74 в
Technology	Powder Bed Fusion> SLM / DMLS
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	$ 350 000350 000 € 271 191 £ 36 866 550 ¥

Этот компактный металлический 3D-принтер предназначен для производства мелких деталей в небольших количествах. Ассортимент материалов особенно интересен для медицинских целей, а именно для зубных коронок и мостов. Металлические порошки, сертифицированные EOS, включают кобальт-хром, нержавеющую сталь и титан.

Лазерное пятно EOS M100 достаточно точное, чтобы обеспечить высокий уровень детализации, подкрепленный порошком мощностью 200 Вт.

Выбор

Страна	США
Монтажный размер	350 × 350 × 430 мм13.78 × 13,78 × 16,93 дюйма
Технология	Направленное выделение энергии
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	по запросу

Первоначально шведская компания Arcam была приобретена GE Additive несколько лет назад.Arcam EBM Spectra L работает до 20 % быстрее, чем его предшественники, и позволяет снизить стоимость деталей примерно на 10 %.

Этот металлический 3D-принтер предназначен для 3D-печати титана, но медь также находится в разработке. Мощность его лазерного луча равна 4,5 кВт, что отчасти объясняет высокую плавящую способность и производительность принтера. Общие области применения этого принтера включают ортопедические имплантаты и детали для аэрокосмической промышленности.

Выбор

Страна	США
Монтажный размер	250 × 250 × 350 мм9.84 × 9,84 × 13,78 дюйма
Технология	Порошковая сварка > SLM/DMLS
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	по запросу

Concept Laser — компания, стоящая за M2 Series 5 компании GE Additive.Он предлагает простой оптимизированный рабочий процесс с отдельной камерой обработки и зоной обработки, интегрированной в систему. Эта система материалов с замкнутым контуром обеспечивает безопасную среду для оператора, свободную от порошка.

Решение для аддитивного производства металлов M2 совместимо с рядом металлов, от нержавеющей стали до алюминия, никеля, титана и кобальт-хрома.

Выбор

Страна	Великобритания
Монтажный размер	245 × 245 × 335 мм9.65 × 9,65 × 13,19 дюйма
Технология	Порошковая сварка > SLM/DMLS
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	по запросу

RenAM 500E — это решение Renishaw для аддитивного производства металлов начального уровня.Он предлагает относительно большой объем сборки, а с порошком можно обращаться через специальный перчаточный ящик, чтобы порошок не высыпался.

Эта система также оснащена кислородным датчиком и запатентованной системой фильтрации выбросов SafeChange™.

Выбор


Страна
	Размер сборки	⌀ 200 x 200 мм
Technology	Powder Bed Fusion> SLM / DMLS
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных.Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	$ 350 000350 000 € 271 191 £ 36 866 550 ¥

Этот итальянский металлический 3D-принтер является одной из последних разработок Sisma и может похвастаться технологией LMF (Laser Metal Fusion). Он оснащен двумя перекрывающимися лазерами, системой контроля качества, автоматическим просеиванием и рядом других функций, которые делают EVEMET 200 надежной и удобной системой 3D-печати металлом.

Его резервуар для порошка может вместить в два с половиной раза больше максимального объема печати принтера, что позволяет пользователям свести к минимуму загрузку материала и работу с ним.

Выбор

—


Страна	—
Размер сборки	125 × 125 × 75 мм4.92 × 4.92 × 2.95 в

Technology	Powder Bed Fusion> SLM / DMLS
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	по запросу

Компания SLM Solutions, официально основанная в 2006 году, на протяжении многих лет является историческим игроком в индустрии порошковой сварки. SLM 125 может похвастаться открытой программной архитектурой, которая позволяет пользователям настраивать параметры системы в соответствии с конкретными вариантами использования, материалами и общими потребностями.

Такие опции, как лазерный мониторинг и мониторинг ванны расплава, доступны для предприятий, которым требуется полная прозрачность и контроль над их производственными сериями.

Выбор


Страна	Германия	Германия
Размер сборки	100 × 100 × 100 мм3,94 × 3.94 × 3.94 в
Технология	Powder Bed Fusion> SLM / DMLS
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	$ 170 000170 000 € 131 721 £ 17 906 610 ¥

TruPrint 1000 — это самая компактная система 3D-печати TRUMPF из металла с цилиндрическим объемом сборки высотой 100 мм. Он подходит для производства мелких деталей и прототипов, а также для производства небольших серий, если оснащен опцией мультилазера, увеличивающей скорость печати.

Этим металлическим 3D-принтером можно управлять удаленно через приложение для планшета, которое также дает доступ к потоку со встроенной камеры.

Выбор


Страна	Соединенные Штаты
Размер сборки	⌀ 315 x 1000 мм

Technology	Powder Bed Fusion> SLM / DMLS
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	по запросу

Velo3D Sapphire — это высокопроизводительный металлический 3D-принтер из США, предназначенный для серийного производства. Этот металлический 3D-принтер оснащен технологией Intelligent Fusion от Velo3D, позволяющей использовать сложные геометрические формы и выступы под углом 0°.

Система также оснащена рядом метрологических датчиков, которые измеряют каждый слой, напечатанный на 3D-принтере.

Выбор


Страна	Соединенные Штаты Соединенные Штаты
	Размер сборки	127 × 127 × 127 мм5194
Technology	Powder Bed Fusion> SLM / DMLS
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	$ 65 00055 413 € 50 364 £ 6 846 645 ¥

XM200C — это решение Xact Metal начального уровня для 3D-печати металлом. Подходит как для исследовательских целей, так и для мелкосерийного производства. XM200C использует запатентованную портальную систему Xact Core для точных перемещений со скоростью сплавления до 500 мм/с.

Xact Metal предлагает свои собственные материалы под торговой маркой Xact Powder, включая различные нержавеющие стали, суперсплавы, инструментальные стали, алюминий, титан, бронзу и медь.Опытные пользователи могут использовать свои собственные металлические порошки, если это необходимо.

Струйное нанесение материала 3D-принтеры оснащены различными струйными печатающими головками (в чем-то похожими на 2D-печать), которые наносят материал на поверхность. Затем материал затвердевает, и сверху наносится еще один слой «металлических чернил».

Струйное нанесение связующего представляет собой аналогичный процесс, но связующее вещество наносится поверх слоя порошка.

Выбор

Страна	США
Монтажный размер	330 × 330 × 330 мм12.99 × 12,99 × 12,99 дюйма
Технология	Струйная обработка материала
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	$ 700 000 700 000 € 542 382 £ 73 733 100 ¥

Производственная система Desktop Metal была разработана для массового производства.Desktop Metal рекламирует его как быстрое и экономичное решение для аддитивного производства металлов, стоимость одной детали которого до 20 раз ниже, чем у других систем 3D-печати металлом.

Этот настольный металлический 3D-принтер оснащен более чем 16 000 сопел, которые установлены на «печатной планке», которая одновременно повторно покрывает рабочую пластину порошком, что объясняет название технологии: Single Pass Jetting™.

Выбор

Страна	Швеция
Монтажный размер	203 × 180 × 69 мм7.99 × 7,09 × 2,72 дюйма
Технология	Струйная обработка материала
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	по запросу

Digital Metal, компания Höganäs Group, создает невероятно детализированные металлические детали с помощью своей системы DM P2500.Он способен печатать трехмерные металлические детали с точностью до 0,001 мм (1 мкм) и с качеством поверхности медицинского класса около 0,006 мм (6 мкм).

Еще одно интересное достижение, на которое следует обратить внимание, заключается в том, что почти 100% оставшегося порошка можно переработать для будущих отпечатков. Этот металлический станок AM способен эффективно и надежно выпускать серийные партии продукции; По данным Digital Metal, один из первых принтеров компании DM P2500 работает круглосуточно и без выходных с 2013 года.

Digital Metal DM P2500 — это сертифицированный металлический 3D-принтер (CE и UL), который совместим с сертифицированными металлическими материалами (ISO 22068).

Выбор


Страна	Australia
Размер сборки	300 × 300 × 300 мм11.81 × 11.81 × 11.81 в

Технология	Настройка материала
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	по запросу

Австралийский производитель SPEE3D разработал впечатляюще быструю технологию 3D-печати металлом под названием Supersonic Deposition. Технология основана на холодном напылении металла с использованием сжатого воздуха для «выброса» металлического порошка через сопло на высоких скоростях.

Это позволяет LightSPEE3D печатать в 3D со скоростью до 100 граммов в минуту и из различных металлов, включая медь.

Выбор

Страна	Израиль
Монтажный размер	501 × 140 × 200 мм19.72 × 5,51 × 7,87 дюйма
Технология	Струйная обработка материала
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д. ).	$ 599 000599 000 € 464 124 £ 63 094 467 ¥

Компания XJet разработала впечатляющую запатентованную технологию распыления, которую они назвали NanoParticle Jetting™.Этот струйный метод распыляет миллионы мельчайших капелек, содержащих наночастицы твердого металла. Жидкий материал поставляется в картриджах, которые легко вставить в принтер.

После печати металлические детали должны пройти процессы удаления поддержки и спекания, чтобы получить окончательную форму.

Направленное осаждение энергии (DED) сравнимо с экструзией нити. Металлический материал проталкивается через специальное сопло, как и при FFF/FDM, но мощный лазерный луч затвердевает в точке его осаждения.

Выбор


Страна	Германия
Размер сборки	160 × 120 × 450 мм6,3 × 4,72 × 17.72 в
Технология	Направленная энергия Депозиция
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	$ 90 00076 725 € 69 735 £ 9 479 970 ¥

Additec позиционирует свой μPrinter как «недорогую» систему лазерной 3D-печати металлом. Он способен печатать в 3D как металлическим порошком, так и металлической проволокой через печатающую головку мощностью 600 Вт (три лазерных диода по 200 Вт).

Принтер имеет компактные размеры, инертную камеру и может работать с проволокой диаметром от 0,6 мм до 1 мм.

Выбор

Страна	США
Монтажный размер	1000 × 1000 × 1000 мм39.37 × 39,37 × 39,37 дюйма
Технология	Направленное выделение энергии
Цена Приблизительные стартовые цены основаны на предоставленной поставщиком информации и общедоступных данных. Цены могут меняться со временем и не включают дополнительные продукты или услуги (налоги, доставка, аксессуары, обучение, установка и т. д.).	$ 200 000170 501 € 154 966 £ 21 066 600 ¥

Formalloy производит ряд металлических 3D-принтеров DED с 5 осями движения.Их можно использовать для производства металлических деталей, а также для ремонта или покрытия существующих деталей.

Доступны различные длины волн лазера, а также различные объемы сборки: 200 x 200 x 200 мм, 500 x 500 x 500 мм и 1000 x 1000 x 1000 мм. Металлические 3D-принтеры от Formalloy могут быть настроены в зависимости от требований компании.

Гибридные системы производства металлов

Некоторые производители специализируются на гибридных системах производства металлов. Они сочетают в себе методы субтрактивного и аддитивного производства, часто с роботизированными руками, способными двигаться более чем по трем осям.

Некоторые из крупнейших участников рынка гибридных металлических систем AM:

Металлические 3D-принтеры размера XXL для промышленного производства

Для тех, кому требуются очень большие металлические детали, есть несколько огромных промышленных машин, которые предлагают гигантские объемы сборки для промышленного производства. Вот некоторые из них:

Металлические 3D-принтеры из Китая

В последнее время наблюдается значительный рост рынка металлических 3D-принтеров в Азии, особенно в Китае.Некоторые китайские бренды улучшают свои позиции в этом отношении, предлагая варианты промышленной 3D-печати металлом:

Однако мы считаем, что они еще не играют в той же лиге, что и 3D-принтеры из нашей основной подборки, в основном из-за отсутствия дистрибьюторских сетей, послепродажного обслуживания и обучения, а также других факторов, которые имеют значение при их рассмотрении. вместе в целом.

Металлические 3D-принтеры R&D для лабораторий

В некоторых случаях металлические 3D-принтеры используются в исследовательских целях для разработки и тестирования новых материалов.Есть несколько машин, специально предназначенных для этого:

Преимущества 3D-печати металлических деталей

Производство по требованию : Аддитивное производство металлов обеспечивает большую гибкость и контроль над производственной линией.

Сложные конструкции стали возможными : С помощью технологии 3D-печати можно создавать детализированные и сложные детали, которые традиционными методами нужно было бы разбивать на несколько частей.

Сокращение отходов : Например, по сравнению с фрезерованием с ЧПУ, аддитивное фрезерование металла производит гораздо меньше отходов, поскольку расходуется только материал, необходимый для определенной детали. Это в большей степени относится к экструзионным методам, чем к порошковым, где не всегда возможно повторно использовать 100% неспеченного или несвязанного материала.

Более легкие детали : В то время как при использовании других методов металлические детали обычно полностью сплошные, 3D-печать позволяет делать детали более или менее полыми без снижения их прочности и сопротивления.

Экономичность : Все вышеперечисленные преимущества 3D-печати металлом могут по своей природе снизить затраты на деталь, хотя высокие цены на 3D-принтеры из металла представляют собой значительный барьер для входа. Достижение положительного возврата инвестиций может занять некоторое время в зависимости от вашей пропускной способности.

Пределы металлической 3D-печати

Цены на 3D-печать металлом : Металлические системы AM по-прежнему довольно дороги, как и металлические порошки и металлические нити.Существуют также скрытые затраты (например, потребление энергии, кривая обучения и т. д.).

Экологические ограничения и меры предосторожности : Большинство металлических 3D-принтеров занимают большую площадь и требуют особых условий эксплуатации с контролируемой температурой, гигрометрией и т. д.

Постобработка : Во многих случаях необходима постобработка деталей, будь то удаление связующего и спекание или завершающая обработка поверхности.

Физические свойства : Может быть трудно достичь тех же физических свойств, которые имеют металлические детали, изготовленные традиционным способом. Существует ряд факторов (например, анизотропия), которые необходимо учитывать в процессе проектирования и подготовки файла, прежде чем пытаться напечатать определенную деталь на 3D-принтере.

Какие металлы можно печатать на 3D-принтере?

Все большее число металлов и металлических сплавов могут быть напечатаны на 3D-принтере. Вот основные:

Алюминий
Titanium
Titanium
никель, inconel
Cobalt
Bronze
Cobalt, Cobalt-Chrome
Стали (оснастка, Maraging, Нержавеющая)
Драгоценные металлы (золото, серебро, платина)

Какой металл Доступны ли форматы материалов для 3D-печати?

Материал для 3D-печати металлом можно найти в различных форматах, предназначенных для различных методов 3D-печати металлом.Самые распространенные:

Также можно найти металлическую смолу для 3D-печати, а также металлические листы для 3D-принтеров на основе ламинирования.

Цены на промышленные металлические 3D-принтеры обычно варьируются от 30 000 долларов до более одного миллиона долларов для самых премиальных промышленных систем аддитивного производства металлов.

Дополнительные расходы, которые следует учитывать, включают материалы для 3D-печати металлом, которые могут стоить несколько сотен долларов США за кг, а также расходы, связанные с постобработкой (инструменты, время и т. д.).).

Существуют тысячи возможностей и вариантов использования 3D-печати металлом в самых разных отраслях. Несколько отраслей постепенно используют металл AM:

Аэрокосмическая промышленность
Автомобильная промышленность
Медицина

Будь то инструменты , запасные части или конечные продукты , многие предприятия могут извлечь выгоду из 3D-печати металлом.

Однако аддитивное производство металлов не обязательно выгодно для каждой отдельной металлической детали. Хотя некоторые системы 3D-печати металлом имеют относительную мощность для серийного производства, обычно дешевле продолжать использовать традиционные методы для простых деталей.

Для случаев, когда требуется сложная геометрия , быстрое прототипирование и массовая настройка , металлический AM удобен и эффективен.

Для профессионалов с ограниченным офисным пространством и человеческими ресурсами, небольшим бюджетом и/или небольшими потребностями в нестандартных деталях и прототипах услуги 3D-печати металлом могут стать идеальным решением.

Эти компании, занимающиеся аддитивным производством, владеют множеством высококачественных 3D-принтеров с различными технологиями, а их специалисты являются экспертами в области 3D-печати. Металлические 3D-детали можно заказать на заказ, не приобретая 3D-принтер и не покупая определенный материал для одноразового использования.

Вот некоторые из самых надежных поставщиков услуг 3D-печати, которые предлагают услуги печати металлом:

Многие производители разрабатывают собственные варианты существующих технологий и маркируют их своими собственными зарегистрированными именами:

Сплав в порошковом слое (PBF) : DMLS (прямое лазерное спекание металла), DMP (прямая печать металлом), LaserCUSING, LBM (лазерное плавление), LMF (лазерное сплавление металла), SLS (селективное лазерное спекание), SLM (Селективное лазерное плавление)
Направленное осаждение энергии (DED) : DMT (Прямая обработка металла), EBAM (Электронно-лучевое аддитивное производство), EBM (Электронно-лучевое плавление), LENS (Лазерное формование сетки), LMD (Лазерное металлическое Осаждение)
Струйная обработка металлических материалов (MJ) или Струйная обработка связующим (BJ) : Magnet-o-Jet, Струйная обработка наночастицами, SPJ (однопроходная струйная обработка), Metal Jet
Экструзия металлических нитей/Производство плавленых нитей (FFF) : ADAM (атомно-диффузионное аддитивное производство), CEM (моделирование композитной экструзии), FDM (моделирование методом наплавления), FFD (нанесение наплавленного сырья), FMP (печать металлической нитью), BMD (нанесение связанного металла), MIM (литье металлов под давлением). )
Ламинирование : SL (Ш eet Lamination), UAM (ультразвуковое аддитивное производство)
3D-печать металлической смолой : DLP (цифровая обработка света), FluidFM, SLA (стереолитография)

Прочный ли металл, напечатанный на 3D-принтере?

Металлические детали, напечатанные на 3D-принтере, могут быть столь же прочными (или даже прочнее), как металлические детали, созданные с помощью традиционных производственных процессов, таких как литье.Однако прочность детали будет зависеть от используемого метода аддитивной печати и условий, в которых она печатается на 3D-принтере.

Когда была изобретена 3D-печать металлом?

3D-печать металлом стала возможной в 1990-х годах с развитием технологии селективного лазерного плавления. Однако 3D-печать металлом начала набирать обороты и интерес публики только примерно с 2010 года.

Как работает 3D-печать металлом?

Существует несколько способов 3D-печати металлом. Слои металлической нити можно наносить один за другим, создавая сырую деталь, которая позже должна пройти этапы удаления связующего и спекания.Также возможно сплавлять частицы металлического порошка вместе с лазером или с помощью струйной печатающей головки, которая наносит капли связующего материала на порошок.

Порошковые материалы для 3D-печати металлом

Рынок 3D-печати готов к взрывному росту. Сегодня множество методов 3D-печати позволяют формировать объекты из постоянно растущего списка материалов — фотополимерных смол, экструдированных нитей, порошков пластмасс, чистых металлов и сплавов и т. д.

Металлоаддитивные процессы, такие как сплавление металла в порошковом слое и осаждение направленной энергии , потенциально способны производить высококачественные, функциональные и несущие нагрузку детали из различных металлических порошковых материалов.Тем не менее, «один размер подходит всем» не подходит для промышленного аддитивного производства, и когда речь идет о дорогостоящих деталях и критически важных приложениях, важно знать плюсы и минусы этих процессов и то, как они применимы к выбранному. материал, или сотрудничать с экспертом, который делает.

Металлические порошки: откуда они берутся?

Сегодня металлы являются самым быстрорастущим сегментом 3D-печати. Рост аддитивного производства связан с возможностями бизнеса и, непосредственно, с доступными материалами и их стоимостью.Недорогие металлические порошки являются ключевыми факторами, позволяющими 3D-печати реализовать свой потенциал и трансформировать промышленное производство.

Доступные металлические порошки для аддитивного производства в основном используются в различных областях (медицина, аэрокосмическая, ювелирная, автомобильная и т. д.):

Инструментальная и мартенситностареющая сталь,
Нержавеющая сталь,
Алюминиевые сплавы,
Суперсплавы на основе кобальт-хрома и никеля,
Титан технически чистый и титановые сплавы,
Медные сплавы
Драгоценные металлы (золото, платина, палладий, серебро).

Металлические порошки могут сильно различаться по размеру, а также по форме (от сферической до неправильной). Как следствие, характеристики обработки в металлических системах AM также различаются. Чтобы обеспечить постоянство и воспроизводимость качества металлических порошков и процессов аддитивной обработки, производители машин тесно сотрудничают с поставщиками порошков.

Производители аддитивных систем

Metal (EOS, Concept Laser, ARCAM и т. д.) поставляют одобренные порошки материалов, но многие порошки, вероятно, распыляются в другом месте, и их стоимость выше, чем покупка непосредственно у производителя порошка.

Компании, производящие порошки для традиционных порошковых процессов, таких как горячее изостатическое прессование (HIP), литье металлов под давлением (MIM) или порошковое спекание (PS), имеют возможность захватить некоторые доли рынка в этом быстро развивающемся секторе, если они удается соблюдать требования аддитивного производства металлов . Цепочки поставок материалов для 3D-печати находятся в постоянном движении и, следовательно, подвержены технологическим сбоям со стороны новаторов.

Основные сторонние производители металлических порошков, которых следует учитывать при выборе порошков:

Металлические порошки: как они производятся?

Распыление водой является наиболее распространенным и экономичным методом производства металлических порошков. Высокое давление воды, которое передает больше энергии потоку расплавленного металла, в сочетании с высокой скоростью охлаждения приводит к образованию твердых частиц порошка неправильной формы. Неправильная форма менее желательна для частиц порошка, предназначенных для аддитивного производства, поскольку она увеличивает время текучести и, возможно, снижает плотность упаковки.Однако при определенных условиях можно производить сферические порошки с распределением частиц по размерам, оптимизированным для аддитивного производства.

Как правило, порошки, распыляемые газом, предпочтительнее распыления водой для аддитивного производства, и распыление газа стало наиболее распространенным методом производства металлических порошков для аддитивного производства. Исходное сырье расплавляют в атмосфере воздуха или инертного газа или в вакууме; затем камера снова заполняется газом, чтобы расплавленный сплав проталкивался через сопло.Высокоскоростной газ (воздух, азот, гелий или аргон) врезается в текущий расплав и разбивает его на мелкие капли.

Межфазное натяжение естественным образом сфероидизирует поверхность капель расплавленного металла, которые охлаждаются и падают на дно колонны распыления, где собираются порошки. Технология газового распыления позволяет получать качественные порошки для различных процессов аддитивного производства, таких как селективное лазерное плавление (SLM), электронно-лучевое плавление (EBM), прямое энергетическое осаждение (DED) и инфильтрация .

Газовое распыление в основном используется для сплавов Fe, Ni и Co, но также доступен для сплавов Al и Ti. Существуют и другие варианты этой техники, например:

Распыление водой n: для нереакционноспособных материалов, образует частицы неправильной формы
Плазменное распыление : высококачественный порошок чрезвычайно сферической формы, ограниченный сплавами, которые могут быть превращены в исходное сырье для проволоки
Электрод для индукционной плавки газовым распылением : подходит для всех сплавов, но наиболее экономичен для реактивных сплавов, таких как Ti. Сырье в виде прутка вращается и расплавляется индукционной катушкой, прежде чем оно стекает вниз в газовый поток для распыления. Дешевый, чистый и хороший процесс для небольших партий и получения частиц порошка малого диаметра.
Центробежное распыление : Хороший компромисс между Газовое распыление и Плазменное распыление , лучше всего подходит для больших партий менее реакционноспособных сплавов с низкой температурой плавления; однако он также может производить порошки из жаропрочных сплавов на основе никеля

После производства порошки могут быть охарактеризованы в соответствии с различными стандартными методами, используемыми для гранулированных материалов:

Поток Холла: Расход и кажущаяся плотность.
Анализ текучести и реологических свойств порошка.
Угол естественного откоса: Самый крутой угол спуска, при котором порох складывается без оседания.
Насыпная плотность: Насыпная плотность порошка после консолидации/уплотнения.
Морфология методом сканирующей электронной микроскопии.
Захваченная пористость по данным сканирующей электронной или оптической микроскопии.
Лазерная дифракция: Анализ размера частиц.
Ситовой анализ: Оцените распределение частиц по размерам.
Определение влажности: вода механически удерживала воду на поверхности или между частицами материала.
Анализ химического состава: количество металлических, неметаллических примесей (в элементарной форме или в растворенной форме в виде твердого раствора или в виде соединений).

Наконец, порошки упаковываются в прочные и влагостойкие контейнеры из полиэтилена высокой плотности. Чистый титан и сплавы упаковываются в атмосфере аргона, в то время как другие материалы обычно упаковываются в атмосфере обычного воздуха.

Аддитивное производство металлов: что делает порошок подходящим?

Металлические порошки, используемые в аддитивном производстве, должны иметь:

сферическая форма для обеспечения хорошей текучести/покрывающей способности и высокой плотности упаковки,
размер частиц обычно менее 50 мкм или 150 мкм в зависимости от типа машины и требуемой чистоты поверхности или производительности,
распределение частиц по размерам в зависимости от области применения и свойств,
контролируемый химический состав и газосодержание.

Распределение размеров частиц металлического порошка влияет на плотность деталей AM. Хотя можно достичь высокой плотности с различными типами порошка, параметры процесса должны быть соответствующим образом скорректированы. В конечном итоге производительность меняется. Более того, гранулометрический состав влияет не только на плотность, но и на механические свойства и качество поверхности деталей.

Серьезной проблемой ALM для металлов является прогрессирующая деградация металлических порошков во время обработки в результате воздействия на слой порошка кислорода и других загрязняющих веществ.Существует большой потенциальный спрос на экономичные методы восстановления металлических порошков.

В поисках низкой пористости, тонкой микроструктуры и однородных свойств!

Многократное получение аддитивных материалов со 100% эталонной плотностью, несомненно, является сложной задачей. Методы аддитивного производства металлов могут обеспечить плотность свыше 99%. О некоторых материалах сообщается с полной плотностью, в то время как о некоторых других имеется разброс плотностей.

На плотность влияет образование пор или захват нерасплавленных порошков во время наслоения.Иногда используется горячее изостатическое прессование для увеличения плотности в исходном состоянии.

С механической точки зрения, пористость (особенно «открытая» пористость) ставит под угрозу вязкость разрушения и усталостные свойства аддитивных деталей. Действительно, в условиях циклических нагрузок пористость или частичное расслоение могут инициировать появление трещин и привести к выходу детали из строя. Для несущих конструкций аэрокосмической промышленности критически важными требованиями являются ударная вязкость и сопротивление усталости.

При литье металлических сплавов первым начинает затвердевать элемент с самой высокой температурой плавления.По мере охлаждения отливки от поверхности к центру зерна будут иметь значительно разную концентрацию легирующих элементов. Концентрация будет варьироваться по всей детали, и зерна будут формироваться в определенной ориентации. Свойства материала не будут однородными или изотропными.

В процессах аддитивного производства металлов за один раз плавятся крошечные количества материала. Для сплавов происходит некоторая сегрегация легирующих элементов, но в гораздо меньших масштабах. Быстрое затвердевание приводит к более однородному химическому составу и микроструктуре всей детали.

Аддитивное производство металлов обеспечивает уникальную микроструктуру и механическое поведение

Металлические детали, изготовленные аддитивным способом, могут подвергаться очень высокой скорости охлаждения, что приводит к нескольким необычным эффектам в зависимости от материала, например:

Подавление диффузионно-контролируемых твердотельных фазовых превращений
Образование пересыщенных растворов и неравновесных фаз
Образование чрезвычайно тонких, утонченных микроструктур с незначительной сегрегацией элементов
Образование очень мелких частиц второй фазы, таких как включения и карбиды

Иногда эти эффекты желательны, но их следует рассматривать в каждом конкретном случае.

Как правило, из-за улучшенной микроструктуры металлов, полученных с помощью аддитивного производства, ожидается увеличение прочности и снижение пластичности по сравнению с обычными литыми или деформируемыми сплавами.

Послойное построение детали отвечает за направленное затвердевание и анизотропию, в то время как схема сканирования энергетического луча естественным образом генерирует уникальные микроструктуры. Это воспринимается как недостаток техники. Тем не менее, он дает возможность настраивать микроструктуру, контролируя шаблон сканирования и используя преимущества разумной ориентации детали на платформе.

Введение в 3D-печать металлом

Характеристики SLM и DMLS

Параметры принтера

В SLM и DMLS почти все параметры процесса устанавливаются производителем станка. Высота слоя , используемого в 3D-печати металлом, варьируется от 20 до 50 микрон и зависит от свойств металлического порошка (сыпучесть, распределение частиц по размерам, форма и т. д.).

Типичный размер сборки металлической системы 3D-печати составляет 250 x 150 x 150 мм, но также доступны машины большего размера (до 500 x 280 x 360 мм).Точность размеров , которую может обеспечить металлический 3D-принтер, составляет примерно ± 0,1 мм.

Металлические принтеры могут быть использованы для мелкосерийного производства , но возможности систем 3D-печати металлом больше напоминают возможности серийного производства машин FDM или SLA, чем принтеры SLS: они ограничены доступной областью печати (XY-направление). ), так как детали должны быть прикреплены к платформе сборки.

Металлический порошок в SLM и DMLS легко перерабатывается : обычно менее 5% отходов.После каждого отпечатка неиспользованный порошок собирают, просеивают, а затем добавляют свежий материал до уровня, необходимого для следующего построения.

Отходы в металлической печати, тем не менее, представлены в виде опорной конструкции , которые имеют решающее значение для успешного завершения сборки, но могут резко увеличить количество необходимого материала (и стоимость).

Мелкосерийное производство велосипедной рамы с использованием SLM. Предоставлено: Renishaw и Empire Cycles

Адгезия слоев

Металлические детали SLM и DMLS имеют почти изотропные механические и термические свойства.Они твердые с очень небольшой внутренней пористостью (менее 0,2–0,5% в состоянии после печати и почти нулевой после термической обработки).

Металлические печатные детали имеют более высокую прочность и твердость и часто более гибкие , чем детали, изготовленные традиционным способом. Однако они более склонны к утомлению.

Например, взгляните на механические свойства металлического сплава для 3D-печати AlSi10Mg EOS и литого под давлением сплава A360 .Эти два материала имеют очень похожий химический состав с высоким содержанием кремния и магния. Печатные детали имеют превосходные механические свойства и более высокую твердость по сравнению с кованым материалом.

Из-за зернистой формы необработанного материала шероховатость (Ra) металлической детали, напечатанной на 3D-принтере, в исходном состоянии составляет примерно 6–10 мкм. Эта относительно высокая шероховатость поверхности может частично объяснить более низкую усталостную прочность .

	AlSi10Mg (сплав для 3D-печати)	A360 (литой под давлением сплав)
Предел текучести (0.2% деформация) *	XY : 230 МПа Z : 230 МПа	165 МПа
Прочность на растяжение *	XY : 345 МПа Z : 350 МПа	317 МПа
Модуль *	XY : 70 ГПа Z : 60 ГПа	71 ГПа
Удлинение при разрыве *	XY : 12% Z : 11%	3. 5%
Твердость **	119 Вес	75 Вес
Усталостная прочность **	97 МПа	124 МПа

^{&аст; : Термическая обработка: отжиг при температуре 300&#8451 в течение 2 часов.
&аст;&аст; : Протестировано на готовых образцах}

Опорная конструкция и ориентация деталей

Опорные конструкции всегда требуются при печати металлом из-за очень высокой температуры обработки, и они обычно строятся с использованием решетчатого рисунка.

Опора из металла 3D-печать выполняет 3 разные функции:

Они предлагают подходящую платформу для следующего уровня, на котором будет построено.
Они прикрепляют деталь к рабочей пластине и предотвращают деформацию.
Они действуют как теплоотвод , отводя тепло от детали и позволяя ей охлаждаться с более контролируемой скоростью.

Детали часто ориентированы под углом, чтобы свести к минимуму вероятность деформации и максимально увеличить прочность детали в критических направлениях.Однако это увеличит объем необходимой поддержки, время сборки, потери материалов и (в конечном счете) общую стоимость.

Деформация также может быть сведена к минимуму с помощью рандомизированных шаблонов сканирования . Эта стратегия сканирования предотвращает накопление остаточных напряжений в любом конкретном направлении и придает детали характерную текстуру поверхности.

Поскольку стоимость металлической печати очень высока, для прогнозирования поведения детали во время обработки часто используется моделирование.Алгоритмы оптимизации топологии также используются не только для максимизации механических характеристик и создания легких деталей, но и для сведения к минимуму потребности в опорной конструкции и вероятности коробления.

Металлический кронштейн перед снятием опоры под углом 45 ^o. Предоставлено: Concept Laser

Полые профили и легкие конструкции

В отличие от процессов сплавления полимерного порошка, таких как SLS, большие полые секции обычно не используются в металлической печати, поскольку опорные конструкции не могут быть легко удалены.

Для внутренних каналов диаметром более 8 мм рекомендуется использовать ромбовидное или каплевидное сечение вместо круглого, так как они не требуют опорных конструкций. Дополнительные рекомендации по проектированию SLM и DMLS можно найти в этой статье.

В качестве альтернативы полым профилям детали могут быть выполнены с обшивкой и стержнями. Кожа и сердцевины обрабатываются с использованием лазера различной мощности и скорости сканирования, что приводит к различным свойствам материала. Использование кожи и стержней очень полезно при изготовлении деталей с большим сплошным сечением, так как они значительно сокращают время печати и вероятность коробления и позволяют получать детали с высокой стабильностью и отличным качеством поверхности.

3D принтер металлический порошок: Особенности использования металлических порошков для 3D-принтеров

Особенности использования металлических порошков для 3D-принтеров

Смотрите видео: как происходит селективное лазерное плавление

Виды металлов, применяемых в аддитивном производстве

Особенности металлических порошков

Читайте истории внедрения:

Вопросы безопасности при работе на металлических 3D-принтерах

Потенциал 3D-печати металлами

Преобразование мира печати с помощью металлический порошок 3d-принтер Local After-Sales Service

«Центротех» запустил в промышленную эксплуатацию установку для получения порошка для 3D-принтеров

Металлический порошок в 3д печати – 3dprofy

В каких технологиях применяется?

Особенности печати металлическим порошком

Особенности технологии 3DP

Метод ламинирования (LOM)

Послойное наплавление FDM

Выборочное лазерное спекание SLS

Выборочная лазерная плавка SLM

Как работают 3D принтеры по металлу. Обзор SLM и DMLS технологий. Аддитивное производство. 3D печать металлом.

Машиностроители компании «Северсталь» подтвердили пригодность металлических порошков для 3D-печати

Металлический порошок 3D-печати с машины все металлические герметичный трубопровод для промышленности

видов 3D-печати металлом

Плавление в порошковом слое

Селективное лазерное плавление (SLM)

Электронно-лучевая плавка (ЭЛП)

Прямое осаждение энергии

Порошок DED

Проволока DED

Binder Jetting

Экструзия связанного порошка

3D-печать металлическими нитями и порошками

Какие металлы наиболее распространены для 3D-печати?

3D-печать из стали

Нержавеющие стали

Инструментальные стали

Титан 3D-печать

Алюминий 3D-печать

Специальные сплавы

Инконель

Кобальт Хром

Заглядывая вперед

Металлический порошок для аддитивного производства — Металлический порошок

Сплавы для аддитивного производства

Гранулометрический состав

Порошок для аддитивного производства

Характеристики порошка

Тестирование

Упаковка

Металлические порошки для 3D-печати

Характеристики металлических порошков

Производство металлических порошков для 3D-печати

Газовое распыление

Плазменное распыление

3D-печать металлическими порошками

Лучшие металлические 3D-принтеры 2022 года: полный обзор

Основные виды технологий 3D-печати металлом

2

1

Гибридные системы производства металлов

Металлические 3D-принтеры размера XXL для промышленного производства

Металлические 3D-принтеры из Китая

Металлические 3D-принтеры R&D для лабораторий

Преимущества 3D-печати металлических деталей

Пределы металлической 3D-печати

Какие металлы можно печатать на 3D-принтере?

Какой металл Доступны ли форматы материалов для 3D-печати?

Порошковые материалы для 3D-печати металлом

Металлические порошки: откуда они берутся?

Металлические порошки: как они производятся?

Аддитивное производство металлов: что делает порошок подходящим?

В поисках низкой пористости, тонкой микроструктуры и однородных свойств!

Аддитивное производство металлов обеспечивает уникальную микроструктуру и механическое поведение

Введение в 3D-печать металлом

Характеристики SLM и DMLS

Параметры принтера

Адгезия слоев

Опорная конструкция и ориентация деталей

Полые профили и легкие конструкции

Добавить комментарий Отменить ответ