3D pisač za metal. Proizvodnja proizvoda od metala

3D tisak smatra se najsloženijim tehnološkim postupkompostignuća i važan smjer proizvodnje aditiva. Zahvaljujući trodimenzionalnim pisačima, otvaraju se nove mogućnosti u svim sektorima gospodarstva. Postoji mišljenje da u budućnosti mogu čak zamijeniti tradicionalne metode proizvodnje (kovanje, lijevanje itd.). U ovom članku ćemo razmotriti što je 3D ispis s metalima i glavnim tehnologijama.

Što je 3D pisač za metal

To su posebni strojevi koji dopuštajuproizvesti metalne predmete ili nanositi premaz na gotove proizvode. Takav pisač "raste" sloj fizičkog objekta po sloju. To je, prvo na računalu u dizajnu sustava, virtualni model je stvoren u tri dimenzije, podijeljen u digitalne slojeve. Nakon pokretanja objekta u tisku, glava 3D pisača počinje iscijediti tekući metal ili izlije prašak na tiskarsku platformu, stvarajući prvi sloj. Zatim stroj primjenjuje drugi dio metala i tako dalje.

3D pisač za metal omogućuje vam stvaranje velikog broja proizvoda i zahvaljujući suvremenoj tehnologiji može se natjecati s klasičnim metodama proizvodnje metala.

Što mogu ispisati s 3D pisačem?

Ovaj pisač je univerzalni izum,koje mogu koristiti i profesionalci i jednostavni entuzijasti. Metalni pisači mogu se koristiti za proizvodnju nestandardnih predmeta, mehaničkih dijelova, nakita. Oni također omogućuju stvaranje metalnih proizvoda koji simuliraju kovanje ruke. A za to nisu potrebni dodatni uređaji i mehanizmi.

Industrijski 3D pisač za metalnu kutijučak i raketni motor. U tom se slučaju praktički ne razlikuje od proizvoda proizvedenog tradicionalnom metodom. Stoga metalni pisač omogućuje modernoj osobi stvaranje bilo kojeg objekta.

3D tehnologije ispisa za metal

Do danas, proizvodnja proizvoda izmetal provodi dvije tehnologije: laserski i tintni ispis. To znači postupno i precizno slojevanje metala, zbog čega treba dobiti željeni broj. Istovremeno, inženjeri su razvili nekoliko načina za rast.

Inkjet 3D ispis

Proizvodnja metalnih proizvoda s tintnim ispisomjedan je od najstarijih načina proizvodnje aditiva. Omogućuje najbolji način korištenja metala kao potrošnog materijala. Ali ta se tehnologija primjenjuje samo u slučaju stvaranja kompozitnog modela. Činjenica da inkjet 3D pisač omogućuje ispis objekata iz bilo kojeg materijala koji se može preraditi u prašak. Tijekom tiskanja, sirovine sirovine vezane su polimerima. Zbog ove tehnološke osobine, gotovi proizvodi ne mogu se smatrati potpuno metalnim.

Osim toga, moguće je pretvoritidobiveni kompozitni modeli u svim metalima. Za to se koriste toplinski taljenje ili spaljivanje polimera i sinteriranje metalnog praha. Takvi metalni proizvodi nisu izdržljivi, budući da imaju poroznu strukturu. Dodavanje čvrstoće može biti posljedica impregnacije drugog metala. Na primjer, čelični objekt će postati izdržljiviji ako je impregniran broncom.

Ova metoda stvaranja proizvoda uglavnom se koristi u industriji suvenira i nakita.

Metoda laminiranja

3D ispis laminiranjemcrtanje na platformu tankih limova od metala, oblikovane laserskim ili mehaničkim rezanjem, i njihovo lijepljenje kako bi se dobio trodimenzionalni model. Ova metoda omogućuje nam da čak i metalnu foliju upotrijebimo kao potrošni materijal. Laminirani predmeti nemaju snagu metala, jer se njihov integritet temelji na lijepljenju lijepljenih listova.

Prednost ove tehnologije jerelativnu jeftinost i sposobnost stvaranja raznih predmeti koji su identični s metalnim proizvodima. Najčešći laminat za tiskanje koristi se za izradu modela.

Spajanje sloja

Ova metoda 3D ispisa temelji se na korištenjumaterijali legure legure. Ekstruderi dostupni u pisaču nisu u stanju izdržati visoke temperature. Stoga je gotovo nemoguće stvoriti predmete od čistog metala i legura. Stoga su programeri potrošnih dobara počeli proizvoditi posebne složene sirovine. Primjer takve otopine je materijal koji se sastoji od termoplastičnog i brončajućeg praha.

Metalni pisač ovog tipa ispisuje predmete,što se u izgledu ne može razlikovati od svih metalnih proizvoda. Ali fizička svojstva takvih objekata su mnogo gore. Stoga se slaganje po slojevima po sloju koristi isključivo za izradu modela, suvenira i interijera. Sada inženjeri traže industrije gdje je dopušteno koristiti ovu proizvodnu tehnologiju. Tako se za tiskanje elektronskih ploča može koristiti termoplastična metala s metalnim punilom.

Selektivni laser i izravno sinteriranje

Selektivni laserski sinteriranje metala omogućujeraditi ne samo s izdržljivim materijalom već i s termoplastikom. Ovdje se stvaranje trodimenzionalnih objekata pojavljuje uz pomoć laserskih instalacija sinteriranjem metalnog praha. Vrlo često, da se smanji snaga laserskog emitera na metalnom materijalu, primjenjuje se premaz koji se nosi s niskim sadržajem. U takvim slučajevima, za povećanje čvrstoće gotovih proizvoda potrebno je dodatno sinteriranje i impregnaciju metala.

Varijacija opisane metode je izravnalaserski sinteriranje metala. Ova tehnologija je usmjerena na rad s čistim metalnim prahom tipa. Da bi se to postiglo, postoje posebne zapečaćene komore ispunjene inertnim plinom u 3D pisaču. Također, tiskarski uređaj koristi zagrijavanje potrošnog materijala na temperaturu na kojoj se topi, ali još ne kuha. To vam omogućuje da smanjite vrijeme ispisa i uštedite snagu laserskih instalacija.

Došlo je do sinteriranja laseromslojeva. Na radnoj platformi stroj primjenjuje tanki sloj grijane prašine čije se čestice sinteriraju zajedno s prethodnim slojem. Laserska zraka stalno mijenja smjer uz pomoć sustava zrcala.

Lasersko sinteriranje omogućuje stvaranjeKompleksni dizajn bez dodatnih nosača. Stoga se ova tehnologija koristi za stvaranje preciznih dijelova koji ne zahtijevaju naknadnu obradbu, kao i za proizvodnju integralnih modela razine složenosti koja se ne može izvesti s konvencionalnim lijevanjem.

Lasersko sinteriranje omogućuje rad s čelikom, legurama nikla, titanom, plemenitim metalima itd.

Selektivna laserska i elektronska zraka taljenja metala

Iako su modeli dobiveni laserskim sinteriranjemmetal, visoke su kvalitete, imaju ograničenu primjenu. Porozna struktura gotovih predmeta smanjuje njihovu snagu. Takvi proizvodi malo su korišteni za industrijske primjene, ali se više koriste za izradu modela i prototipova. Za proizvodnju trajnih i otpornih na teret, inženjeri pretvaraju izravnu lasersku tehnologiju sinteriranja u metodu laserskog taljenja. Temelji se na jakoj termičkoj obradi metalnog praha kako bi se dobio homogeni objekt. Ovako otisnuti predmeti ne razlikuju mehanička i fizička svojstva od analoga proizvedenih tradicionalnim metodama.

Paralelno s tom tehnologijom se primjenjujetaljenje elektronskog snopa. To vam omogućuje stvaranje objekata s istom točnošću i rezolucijom, ali ima određene prednosti. Dakle, 3D pisač za metal ove vrste umjesto elektromehaničkih sustava zrcala opremljen je elektroničkim puškom. To omogućuje stroj da radi pri relativno velikim brzinama, što poboljšava performanse bez značajnih komplikacija procesa. Ova tehnologija izvrsna je alternativa tradicionalnoj industrijskoj proizvodnji, gdje se koristi dodatna oprema (peći i plijesni).

Pisači za taljenje lasera i elektronskog snopa uglavnom se koriste za proizvodnju dijelova mlaznih motora i plinskih turbina, ortopedskih proteza.

Izravna konstrukcija laserskog aditiva

3D pisač za metalni izravni laserkonstrukcija koja se koristi za popravak gotovih proizvoda. Tehnologija takvog stroja temelji se na principu raspršivanja čestica metalnog praha na oštećene dijelove predmeta i topljenja laserom. Ova metoda karakterizira uska specijalizacija i koristi se isključivo u industrijske svrhe.

Ispisna glava ovog tipa pisača se pomiče u tri ravnina i rotira oko okomite osi. Dakle, radi u svakom kutu.

Slični strojevi se koriste za popravak složenih strojeva i velikih proizvoda. Na primjer, za popravak zrakoplovnih motora.

Trošak 3D pisača za metal

Danas tržište ima veliki asortimanstrojevi koji omogućuju stvaranje trodimenzionalnih metalnih predmeta. Njihov trošak ovisi o marki i tehnologiji ispisa. Dakle, industrijski 3D pisač za rad s metalima, na kojem je moguće ispisati motor, košta desetke tisuća američkih dolara. Više pristupačniji strojevi mogu se kupiti mnogo jeftinije, ali kvaliteta proizvoda će biti gora. Kako bi riješio taj problem, inženjeri razvijaju 3D pisač za metal, čija će cijena biti znatno niža kada je u potpunosti operativna.