За последние несколько лет аддитивное производство из металла стало одним из наиболее быстрорастущих сегментов отрасли. На рынке регулярно появляются новые перспективные технологии 3D печати такого типа, совместимые с большим выбором материалов. Не менее обширной можно назвать сферу применения печати из металлов: она востребована в автомобильной промышленности, аэрокосмонавтике, медицине и многих других областях. Популярность подобных технологий вполне обоснована, так как они позволяют создавать металлические компоненты или изделия проще, быстрее и бюджетнее, чем с участием традиционных методов.
Индустрия 3D принтеров для печати из металла также активно развивается и обновляется, выпуская новые модели устройств с мощным функционалом. Гибридные системы, лазерное выращивание, восстанавливаемые материалы и ряд других инновационных проектов качественно оптимизируют производственные процессы. Учитывая высокую актуальность этой темы, мы подготовили обобщенный обзор современной индустрии 3D печати из металла. Из него вы узнаете о востребованных материалах, технологиях, производителях и применении этого сегмента аддитивного производства.
Популярные технологии 3D печати из металла
Несмотря на то, что технологии плавления порошков были изобретены еще в 70-х годах, их основные аспекты остались неизменны по сей день. Металлические порошки запекаются или плавятся под воздействием направленного потока энергии. Расплавленный материал наносится слоями, постепенно принимая форму готового изделия. На этом принципе базируется самая известная в наши дни технология прямого лазерного спекания металлов (DMLS), которая была запатентована в 1990-х годах фирмами ERD и EOS.
Еще одной востребованной методикой 3D печати из металла считается прямой подвод энергии и материала (DED). Она похожа на моделирование методом наплавления (FDM) и позволяет изготавливать металлические детали при помощи лазерной наплавки. В процессе печати порошок выходит из сопла и сразу же запекается направленным лучом лазера. При помощи DED можно наносить печать прямо на изделия или их части, в отличие от других технологий. Его используют такие компании, как BeAM, Sciaky и Optomec.
В 90-х годах компания CIRTES изобрела гибридный метод печати под названием “стратификация”, который комбинирует механическую обработку и аддитивные технологии. Перед запуском производства необходимо создать STL или CAD файл с послойной визуализацией детали. Далее устанавливаются поддержки, после чего каждый слой создается при помощи лазерной резки, микро-фрезерования или иных процессов. В финале слои соединяются, образуя готовое изделие.
Какие материалы используют в этой сфере?
Одним из наиболее распространенных материалов для аддитивного производства из металла является алюминий, чаще всего применяемый в виде сплавов. Он имеет достойные показатели прочности и небольшой вес. Алюминий наиболее востребован в тех отраслях, которые больше всего заинтересованы в легких материалах: например, автомобилестроении и аэрокосмонавтике. Также здесь весьма распространена сталь, она оптимально подходит для разных сфер промышленности, благодаря своим физическим свойствам и качеству поверхности. Таким образом, алюминий и сталь по праву считают самыми популярными материалами для 3D печати из металла.
Кроме того, аддитивные технологии позволяют задействовать и другие металлы: галлий, кобальт-хромовые сплавы и титан (имеют высокую стойкость к коррозии и подходят для производства медицинских инструментов). Отдельно стоит отметить благородные металлы (золото, серебро, бронзу), используемые в ювелирном деле.
Ключевые бренды-поставщики оборудования для 3D печати из металла
С каждым годом на рынке появляется все больше предприятий, выпускающих оборудование для 3D печати. В числе наиболее крупных брендов можно упомянуть 3D Systems с его обширным модельной линейкой принтеров и SLM Solutions, который разработал технологии EOS и Concept Laser для селективного лазерного спекания (SLS). Еще в этом списке стоит отметить компанию Arcam, использующую в своих устройствах технологию электронно-лучевой плавки.
Кроме того, в индустрии регулярно появляются молодые компании-производители с инновационными методами печати из металлов – более доступными, чем имеющиеся промышленные решения. Например, достойное место среди них занимает компания Desktop Metal с принтерами Studio System и Production System. Ее представители утверждают, что они способны сделать процесс 3D печати из металла в 10 раз дешевле. Среди других примечательных брендов в этой сфере стоит отметить израильскую компанию XJet, которая использует технологию NanoParticle Jetting для создания деталей из мелких капель жидкого металла. А компания Pollen AM задействует для этих целей субтрактивные методы.
Сферы применения аддитивного производства из металла
3D печать из металла активно набирает популярность и распространяется во многих сферах. Одними из наиболее востребованных областей ее применения считают автомобильную и аэрокосмическую промышленность, где аддитивные технологии используют для изготовления деталей оборудования и готовых продуктов. 3D печать весьма востребована для производства компонентов самолетов, космических кораблей и двигателей ракет, так как она позволяет снизить их вес и сократить расходы. Еще эта технология широко распространена в медицине – например, при выпуске стоматологических или других типов имплантов. Кроме того, ее можно использовать в судостроении для разработки моторных винтов и прочих компонентов.
