3d принтер для печати изделий из алюминия. Алюминий – универсальный материал с перспективными свойствами для объемной печати металлом

18.04.2019Рубрика: Разное

Новых концепций 3D принтеров становится все больше. На выставке Maker Faire 2013 в Нью-Йорке был представлен новый 3D принтер, использующий для печати жидкий металл. Девайс получил название "Vader" в честь разработчиков отца и сына Скотта и Зака Вейдера из стартапа Vader Systems .

Печать жидким металлом - прогрессивная технология 3D печати (также относящаяся к аддитивному производству). С помощью этой технологии можно создавать механические детали и электронные соединения аддитивным способом. В отличие от формообразования распылением, печать жидким металлом подобна струйной печати, при которой каждая отдельная расплавленная капля наносится на определенный участок. Используя печатающую головку, во многом схожую с печатающей головкой струйного принтера, 3D принтер послойно наносит капли расплавленного алюминия, формирующиеся постепенно. В результате можно создавать объекты большой сложности без затрат труда и энергии со стороны производителя. Изменяя размер печатающей головки, система распределяет расплавленные шарики металла диаметром от 100 до 1000 микрон.

В настоящее время технология прямого лазерного спекания металла является распространенным процессом изготовления металлических деталей. Она включает использование лазера высокой мощности для соединения мелких частиц металлического порошка в массу желаемой трехмерной формы. Лазер выборочно соединяет порошковый материал, сканируя поперечные сечения, которые генерируются из СAD файла на рабочую поверхность. После того, как каждое сечение отсканировано, рабочая поверхность смещается вниз на высоту одного слоя, сверху наносится новый слой материала, и процесс повторяется до тех пор, пока не будет готова модель.

"Но напечатанные объекты не совсем подходят для деталей машин, так как они слегка пористые", - говорит Зак Вейдер в интервью Tom"s guide.

Этот первый жидкометаллический принтер от компании Vader Systems, также называемый Mark 1, все еще является прототипом. Vader закончила его сборку за несколько дней до дебюта в Нью-Йорке. В принтере пока нет печатающей головки, поэтому не представлены напечатанные образцы. Однако Зак Вейдер говорит, что "их устройство может также иметь тысячи насадок и печатать со скоростью, близкой или даже большей, чем скорость струйного принтера". На данный момент работа авторов проекта сосредоточена на разработке девайса, использующего алюминий для быстрого прототипирования механических частей, но Зак Вейдер считает, что к материалам, пригодным для печати, также будет довольно легко добавить медь, серебро и золото.

Предварительные характеристики 3D принтера Mark 1:

Печать жидким металлом (алюминий)
Область печати : 250 x 250 x 250 мм
Разрешение : 50 мкм
Скорость печати : 20 мл/ч
Требования к питанию : 15 А 120 В
Вес : ~54 кг

По словам команды, текущая версия 3D принтера разработана для малых предприятий, но приблизительно через год планируется выпуск версии стоимостью меньше, чем 10 000$.

В настоящее время 3d печать металлом рассматривается, как одна из наиболее перспективных технологий, которая в недалеком будущем может вытеснить современные методы прототипирования.

Исследователи усердно работают над тем, чтобы в ближайшее время принтеры, печатающие металлом, появились на строительных площадках, в металлургической промышленности и на пищевом производстве.

Вам не кажется, что создатели «Терминатора» смогли предугадать будущее?

Только представьте, как изменится наш мир в лучшую сторону, если каждый из нас сможет наладить производство металлических сооружений и конструкций у себя дома.

Говорить о перспективах металлопечати можно бесконечно, но для начала лучше подробнее разобраться с тем, что представляют собой современные 3D принтеры для печати металлом.

Еще недавно литье, рассматривалось как единственный недорогой и выгодный с экономической точки зрения метод изготовления трехмерных металлоконструкций.

С появлением FDM принтеров его гегемония несколько пошатнулась, однако в начале двухтысячных годов мало кто верил в то, что технология трехмерной печати эволюционирует до такой степени, что на повестке дня встанет вопрос о комплексном реформатировании металлургийной промышленности.

Принцип послойного выращивания объемного объекта изначально использовался только при создании аппаратов, работающих с пластиком и глиной.

Прошло немало времени, прежде чем появился 3d принтер по металлу, способный оказать достойную конкуренцию традиционным методам металлопроизводства.

Технологии 3д печать металлом:

На данный момент существует всего несколько технологий, которые используются для печати металлом: лазерные 3d принтеры и струйные. Обе они подразумевают аккуратное и постепенное наслаивание «чернил» слой за слоем для построения заданной фигуры. Тем не менее, инженеры нашли сразу несколько способов, позволяющих вырастить твердый объект на платформе построения.

Селективное лазерное спекание

Технология SLS, также известная под названием Direct metal laser sintering, позволяет создавать металлические объекты из плавкого порошка – металлической глины. Впервые данный материал был показан в 1990 году в Японии. Тогда его использовали для лепки примитивных форм. В промышленности применять его стали лишь спустя десять лет после открытия.

Металлоглина изготавливается из смеси металлической стружки, органического связующего вещества и воды. При обжигании связующее вещество и вода выгорают, что превращает металлический порошок в монолитный объект.

Свеженапечатанные детали методом Direct metal laser sintering:

Для обработки металлоглины SLS-принтеры используют лазер. Порошок наносится на поверхность платформы ровным слоем, после чего разглаживается специальным валиком.Затем лазерное излучение корректирует слой металлоглины так, как это запрограмированно в шаблоне.

Процесс повторяется раз за разом, пока фигура не приобретет нужные размеры. Печать проходит в специальной камере с бескислородной средой, в которой постоянно поддерживается высокая температура. Технология SLS-печати наглядно продемонстрирована на видеоролике, представленном ниже:

Инженеры утверждают, что изделия, изготовленные с помощью селективного лазерного спекания, превосходят металлические заготовки, созданные традиционным методом, по таким параметрам, как пористость и прочность.

Что интересно, промышленный лазерный 3D принтер уже используются такими гигантами, как General Electric Aviation.

Электронно-лучевая плавка

Технология EBM по сути, практически не отличается от SLS/DMLS печати металлом. Единственное отличие электро-лучевой плавки заключается в том, что вместо лазерного луча, металлоглина плавится при помощи направленных электроимпульсов.

Использование электронных пучков высокой мощности, действующих в вакууме, обеспечивает более высокую детализацию печатных объектов. Это объясняется тем, что корректировка электронного луча осуществляется не за счет движения печатной головки, а с помощью манипуляции магнитными полями, то есть на гораздо более точном уровне.

Промышленный 3D принтер Arcam Q10:

Использование электромагнитных компонентов вместо лазерных линз делает EBM принтеры более рентабельными в сравнении с лазерным оборудованием. Кроме того, они обеспечивают более высокую производительность. Посмотреть, как работает аппарат данного типа можно на видео:

Стоит сразу сказать, что вышеназванные технологии далеки от своего предела и могут стать еще лучше. Несмотря на то, что конструкторы используют высокоточное оборудование, которое превосходит традиционные методы обработки металла, при проектировании макетов печатных изделий приходится учитывать усадку от 8% до 30%. Это объясняется физическими свойствами «чернил».

Помимо этого, не стоит забывать, что EBM и SLS/DMLS машины комплектуются германиевыми и алмазными линзами, сложными электромагнитными приспособлениями и посеребренными или позолоченными зеркалами, из-за чего стоимость оборудования делает его покупку рентабельной только для крупных промышленных центров.

Струйное моделирование методом наплавления

Технология FDM или fused deposition modeling используется преимущественно в принтерах, работающих с пластиком, воском и смолами.

Принцип работ устройств, использующих данную технологию достаточно прост: расплавленный материал выдавливается через экструдер на охлажденную платформу построения, где он застывает, слой за слоем формируя нужный объект. 3d печать из металла способом наплавления рассматривается как самый простой из доступных ныне методов печати металлом. Конечно, она не лишена недостатков.

Несмотря на обилие «чернил», доступных в виде металлоглины (медь, сталь, железо, бронза, серебро и золото), существующие FDM оборудование не способно печатать металлические объекты с высокой четкостью и детализацией.

Среди устройств, работающих по схожему принципу, можно выделить The Mini Metal Maker.

Ниже прилагается видео, на котором детально продемонстрирован процесс печати металлом с помощью данного аппарата:

Вполне возможно, что 3d принтер металл в обозримом будущем появится в доме каждого желающего. Об этом говорит стремительное развитие отрасли: уже сегодня такие промышленные киты, как General Electric, Mitsubishi, Boeing, General Motors и Lockheed Martin используют на производстве EBM и SLS/DMLS принтеры.
В компаниях уверяют, 3D печать помогает им экономить значительные денежные суммы и существенно расширить возможности конвейерного производства комплектующих.

Вряд ли компании 3D Systems и Arcam, которым принадлежит первенство в данной сфере, смогут оставаться монополистами на рынке долгое время и диктовать потребителям свои цены.

В 2015 году истекает большинство патентов, что согласно базовым законам рыночной конкуренции сделает «домашние фабрики» по производству металлоконструкций доступными для бытового использования.

Купить пластик для 3D принтера алюминий по лучшей в Москве цене от производителя с мировым именем с доставкой по России можно в нашем интернет магазине. Продуктовая линейка включает достойный выбор наиболее востребованной в любительском и профессиональном моделировании нити ABS и PLA в больших и малых катушках, что позволит вам рационально использовать выделенные денежные средства и оптимизировать затраты по каждому конкретному проекту. Заказать пластик для 3D принтера алюминий удобнее всего на сайте, но в случае возникновения любых вопросов наши специалисты также проконсультируют вас.

Пластик для 3D принтера (алюминий)

На нашем сайте вы можете купить множество различных филаментов, в том числе и пластик для 3D принтера (алюминий). Интернет магазин предлагает 2 вида материалов - PLA и ABS.

PLA пластик алюминий для 3D печати

Материал является одним из самых востребованных биопластиков на основе полиактида. Характеризуется улучшенными механическими и экологическими свойствами. ПЛА пластик для принтера (алюминий) абсолютно безопасен для здоровья человека, а при работе с материалом на 3D оборудовании издает чуть заметный сладкий запах.

Печать возможна даже при низких температурах без подогрева рабочей площадки. Материал с легкостью поддается механической обработке, обладает низкой усадкой. Не рекомендуется использование 3D моделей во влажной среде.

ABS пластик алюминий для 3D печати

На нашем сайте вы можете выбрать нужный диаметр пластиковой нити, идеально подходящий для экструдера вашего принтера. В каталоге товаров имеются в наличии катушки 1 кг и 0, 75 кг с диаметром пластиковой нити 2, 85 мм и 1, 75 мм.

Наш интернет магазин занимается продажей ABS пластика (алюминий) классического вида. Данный тип филамента идеально подойдет для освоения мира аддитивного производства. Работать с пластиком можно при невысоких температурах, а готовые детали с легкостью поддаются обработке механическим способом.

Производитель пластика (алюминий) для 3D печати

На нашем сайте представлен ассортимент пластиков (алюминий) от российской компании PrintProduct. Фирма производит расходники для 3D оборудования и является надежным поставщиком, отвечающим за свою продукцию не только в России, но и в зарубежных странах. В ассортимент товаров компании входит большое количество различных видов пластика - около 30 наименований. Компания PrintProduct обладает собственной лабораторией, что способствует расширению возможностей производства и бесподобному качеству расходных материалов.

Партнерами компании являются крупные производственные организации в разных отраслях, медицинские учреждения, научные предприятия и др. Компания уже внесла огромный вклад в историю развития аддитивного производства и день за днем продолжает повышать свой профессиональный уровень.

Купить пластик (алюминий) по лучшей цене от отечественного производителя PrintProduct вы можете прямо сейчас, оформив заказ за пару минут.

Быстрый фильтр

PLA

HIPS

Era-3D предлагает комплексные решения в области аддитивного производства. Мы поставляем и обслуживаем 3Д-оборудование, а также самостоятельно моделируем проекты и выполняем 3D-печать металлом под заказ.

Большой выбор материалов, высокое качество готовых металлических изделий и оптимальные цены услуг – наши главные преимущества. Прямое сотрудничество с ведущими производителями отрасли позволяет делать 3Д-технологии более доступными. Подробнее ознакомиться с материалами и оборудованием для 3D-печати металлом можно в соответствующих разделах на сайте или в нашем демо-зале в Москве.

3D-печать: область применения металлических изделий

Технологии послойного синтеза активно применяются в современной промышленности:

.в аэрокосмической и авиационной отрасли;

.в автопроме;

.на предприятиях ОПК.

3D-печать способствует повышению энергоэффективности производства, сокращению отходов и оптимизации веса готового металлического изделия.

В медицине особо востребованы импланты, стоматологические съемные и несъемные протезы, которые выполняются по аддитивной технологии. С применением 3Д-печати металлом, цены изделий становятся ниже, степень детализации значительно выше, а сам процесс производства значительно ускоряется.

Технологические особенности и материалы

Основные технологии, применяемые для построения 3D-моделей и готовой продукции из металла:

Selective Laser

лазерное спекание

.прямое лазерное спекание DLMS (Direct Laser Metal Sintering);

.прямая печать металлом DMP (Direct Metal Printing);

.лазерное сплавление LC;

.наплавление: Directed Energy Deposition (при помощи лазера) и Electron Beam Manufacturing (посредством электронного луча).

При необходимости опытные консультанты помогут подобрать подходящий порошковый металл, исходя из выбранной технологии и актуальных производственных задач. Это может быть:

.кобальт-хром;

.титан;

.алюминий;

.нержавеющая сталь и так далее.

Заказы на 3D-принтеры по металлу и расходные материалы принимаются онлайн, в телефонном режиме, а также непосредственно в демонстрационном зале в Москве.

Разработана инновационная методика 3D печати , которая позволяет создавать высокопрочные детали на , применяя сплавы алюминия. Основа данного метода состоит в смешивании наночастиц с сырьем, что дает возможность вызвать кристаллизацию высокого уровня и предупредить возникновение разного рода трещин в изготавливаемых деталях при их затвердевании.

Исследователями по данной методике являются ученые из лаборатории HRL. Целью проделанной работы является создание легких, но высокопрочных деталей усложненных параметров для авиакосмической промышленности и использования. Данное исследование тщательно описано в интернет газете NATURE.

Развитие как отдельной производственной отрасли все больше становится популярным и дает возможность создавать уже не только прототипы изделий, а и самостоятельные сложной конструкции детали. Уже активно используются не только агрегаты, которые печатают изделия из полимерного сырья, но и 3Д принтеры, которые обрабатывают сырье металлического состава. Но по причине низких кристаллизационных способностей металлов в процессе обработки на 3Д принтере их по сей день было трудно использовать как сырье для создания изделий с точными и высокими характеристиками.

Ученые из Америки смогли адаптировать общеизвестные алюминиевые сплавы высокой прочности для 3Д печати . Соответствие прочности и плотности указанных сплавов равно 7075 и 6061. При использовании алюминиевых сплавов абсолютно без добавок их кристаллизация проходит на довольно таки низком уровне, что вызывает образование различного рода зернистостей (возникают продолговатые и дендритные зерна). Расплав, который остается между зернами при остывании теряет объемы и затвердевает, из-за этого в материале возникают полости и трещины.

Чтобы избежать таких погрешностей в создании деталей ученые пришли к тому, что частицы со сплава алюминия необходимо засыпать какими-то более мелкими элементными частичками значительно меньших размеров. Для достижения качественного и максимально результативного выбора мелких частиц авторам пришлось перебрать большое количество материалов. Основополагающими задачами поиска было минимальное расхождение в периодах и типах решеток, термическая и динамическая стабильность в сплаве и доступность материала. Итоговым выбором остался гидрид циркония, который в процессе плавления образует Al3Zr.

Большая часть этих частиц на поверхности порошковых крупинок являются кристаллизационными центрами. Таким образом, происходит возникновение мелких зерен с равными осями, которые закрывают пустоты и создают однородную массу без просветов и воздушных полостей. Итоговое созданное изделие получается с максимально хорошими показателями качества и характеристиками без полостей и трещин. Напечатанные детали имеют маленькую массу и высокую прочность. Ученые отмечают, что в скором будущем будет возможность создавать детали из других металлических материалов, которые будут обладать таким же качеством.

Еще раньше эти же исследователи разработали возможность печати на 3Д принтере термостойкой керамики, выдерживающей нагрев до 1700 о С.