Priedų technologija: aprašymas, apibrėžimas, taikymo ypatybės ir atsiliepimai. Priedų technologijos pramonėje

3D-spausdinimo technologija pasirodė 1986 m., Kai "3D Systems Company" sukūrė pirmąjį specialųjį spausdintuvą - stereolitografijos mašiną, naudojamą gynybos pramonėje. Pirmieji įrenginiai buvo labai brangūs, o modelių kūrimui reikalingos medžiagos pasirinkimas buvo ribotas. Spartus 3D spausdinimo kūrimas prasidėjo nuo CAD (dizaino, skaičiavimo ir modeliavimo (CAE) ir mechaninio apdirbimo (CAM) technologijų kūrimo). Ir šiandien sunku rasti gamybos plotą, kuriame nenaudojami 3D spausdintuvai: su jų pagalba gaminamos orlaivių dalys, kosminės transporto priemonės, povandeniniai laivai, įrankiai, protezai ir implantai, juvelyriniai dirbiniai ir tt. Tikimybė yra akivaizdi - papildoma technologija netrukus taps prioritetiniu inžinerijos technologija .

Pagrindinės pasaulio šalys aktyviai įtrauktos į 3D lenktynes. Taigi 2012 m. Mieste Youngstown, Ohio, buvo atidarytas Nacionalinis inovacijų institutas papildomos gamybos NAMII - pirmasis JAV sukurtų penkiolikos priedų technologijų centras. Instituto mašinų parke jau yra 10 priedų, iš kurių trys yra moderniausios metalinių dalių gamybos mašinos.

Terminologija ir klasifikacija

Papildomų technologijų esmė yra sujungti medžiagas, kad sukurtų objektus iš 3D modelio duomenų sluoksnio sluoksniu. Tokiu būdu jie skiriasi nuo tradicinių subtravimo gamybos technologijų, o tai reiškia, kad mechaninis apdorojimas - medžiaga pašalinama iš užpildo.

Priedų technologijos yra klasifikuojamos:

• Naudojamos medžiagos (skysti, birūs, polimerai, metaliniai milteliai);
• Esant lazeriui;
• Pagal konstrukcijos sluoksnio (šiluminės ekspozicijos, ultravioletinės arba matomos šviesos, rišiklio) nustatymo metodą;
• Pagal sluoksnio formavimo metodą.

Yra du sluoksnio formavimo būdai. Pirmasis yra tai, kad miltelių medžiaga iš pradžių pilama ant platformos, paskirstyta ritinėliais arba peiliu, kad būtų sukurtas lygus tam tikro storio medžiagos sluoksnis. Pagal dabartinį CAD modelio skerspjūvį selektyvus miltelių apdorojimas lazeriu arba kitu metodu, jungiančiu miltelių daleles (sulydant ar klijuojant). Statybos plokštuma nesikeičia, o kai kurie milteliai lieka nepakitę. Šis metodas vadinamas selektyvine sinteze, taip pat selektyviu lazeriu sukepinimu, jei jungties įrankis yra lazeris. Antrasis metodas - tiesiogiai tiekti medžiagą energijos tiekimo vietoje.

ASTM, kuri kuria pramonės standartus, suskaido 3D priedų technologijas į 7 kategorijas.

1. Išstumkite medžiagą. Į pastačius panaši medžiaga tiekiama į statybinį tašką per šildomą ekstruderį, kuris yra rišiklio ir metalo miltelių mišinys. Sukurtas neapdorotas modelis dedamas į orkaitę, kad pašalintų rišiklį ir miltelių miltelius, kaip ir tradicinėse technologijose. Ši priedų technologija yra įdiegta pagal markių MJS (daugiasluoksnė kietėjimo reakcija, daugiasluoksnė kietėjimo reakcija), FDM (fuzzuoto nusodinimo modeliavimas), FFF (lydyto ketaus gamyba, gamyba sulydant gijas).
2. Purškimas medžiagos. Pavyzdžiui, "Polyjet" technologijoje, statybvietėje tiekiamas vaškas ar fotopolimeras ant daugiapakopės galvos. Ši papildoma technologija taip pat vadinama daugiavaisio purškimo medžiaga.
3. Purškiamas rišiklis. Tai apima inkjet Ink-Jet injekcijos technologijas neformalios medžiagos konstrukcijos zonoje ir rišiklio reagentą (papildomą ExOne technologiją).
4. Lakštinių medžiagų sujungimas. Statybinė medžiaga yra polimero plėvelė, metalinė folija, popieriaus lakštai ir tt, naudojami, pavyzdžiui, "Fabrisonic" ultragarso priedų gamybos technologijoje. Plonas metalo plokštelės suvirinamos ultragarsu, po to metalas pašalinamas malant. Priedo technologija naudojama kartu su pagrindu.
5. Fotopolimerizacija vonioje. Ši technologija naudoja skystų modelių medžiagas - fotopolimerines dervas. Pavyzdys yra SLA technologija iš "3D Systems" ir DLP technologijos iš "Envisiontec", "Digital Light Procession".
6. Išlydyta medžiaga iš anksto suformuotame sluoksnyje. Naudojamas SLS technologijose, naudojant kaip energijos lazerio arba šilumos galvos šaltinį (SHS bendrovė Blueprinter).
7. Tiesioginis energijos tiekimas statybvietėje. Medžiaga ir energija jos lydymui patenka į statybos vietą vienu metu. Kaip darbinis korpusas, naudojama galva, aprūpinta energijos ir medžiagų tiekimo sistema. Energija ateina koncentruoto elektrono pluošto (Sciaky) arba lazerio spindulio (POM, Optomec,) forma. Kartais galva yra įdiegta roboto "rankoje".

Ši klasifikacija rodo daug daugiau apie priedų technologijų subtilybes nei ankstesni.

Programos

Priedų technologijų rinka vystymosi dinamiškume yra prieš kitas pramonės šakas. Jo vidutinis metinis augimas yra 27%, o pagal IDC iki 2019 m. Bus 26,7 mlrd. JAV dolerių, o 2015 m. - 11 mlrd.

Tačiau "AT" rinka dar turi atskleisti neišnaudotą potencialą vartojimo prekių gamybos srityje. Iki 10% įmonių lėšų iš prekių gamybos sąnaudų praleidžiamas jo prototipams. Ir daugelis kompanijų jau užėmė šį rinkos segmentą. Tačiau likusieji 90 proc. Patenka į gamybą, todėl greito prekių gaminimo paraiškų kūrimas bus pagrindinė šios pramonės plėtros kryptis ateityje.

2014 m. Greito prototipų gamyba priedų technologijų rinkoje, nors ir sumažėjo, išliko didžiausia - 35%, sparčiosios gamybos dalis išaugo ir siekė 31%, įrankių kūrimo dalis išliko 25%, o likusi dalis - moksliniai tyrimai ir švietimas.

Pagal ekonomikos šaką AT technologijos buvo paskirstytos taip:

• 21% - vartojimo prekių ir elektronikos gamyba;
• 20% - automobilių gamyba;
• 15% - medicina, įskaitant odontologiją;
• 12% - orlaivių statybos ir kosmoso pramonė;
• 11% - gamybos priemonių gamyba;
• 8% - karinė įranga;
• 8% - švietimas;
• 3% - statyba.

Mėgėjams ir profesionalams

AT technologijos rinka yra padalinta į mėgėjų ir profesionalų. Mėgėjų rinka apima 3D spausdintuvus ir jų paslaugas, apimančias paslaugas, tiekimą, programinę įrangą, skirtą individualiems entuziastai, idėjų švietimui ir vizualizavimui bei palengvinančiam bendravimą pradiniame naujo verslo plėtros etape.

Profesionalūs 3D spausdintuvai yra brangūs ir tinkami išplėstinei reprodukcijai. Jie turi didelę statybos plotą, našumą, tikslumą, patikimumą, išplėstą modelių asortimentą. Šios mašinos yra sudėtingesnės ir reikalauja įgyti specialių įgūdžių dirbti su pačiais prietaisais, naudojant modelines medžiagas ir programinę įrangą. Paprastai profesionalios mašinos operatorius tampa specialistų priedų technologijomis su aukštu techniniu išsilavinimu.

Priedų technologijos 2015 m

Remiantis Wohlersio 2015 m. Ataskaita, nuo 1988 iki 2014 m. Visame pasaulyje buvo įrengti 79602 pramoniniai 3D spausdintuvai. Tuo pačiu metu JAV sudarė 38,1% prietaisų, kainuojančių daugiau nei 5 tūkst. JAV dolerių, 9,3% - Japonijai, 9,2% - Kinijai ir 8,7% - Vokietijai. Likusi pasaulio dalis yra labai toli nuo lyderių. Nuo 2007 iki 2014 m. Metiniai stalinių spausdintuvų pardavimai išaugo nuo 66 iki 139 584 įrenginių. 2014 m. 91,6% pardavimų sudarė staliniai 3D spausdintuvai ir 8,4% - pramoninių priedų gamybos įrenginiams, kurių pelnas išaugo 86,6% arba 1,12 mlrd. USD Absoliutus išraiška. Lentelinės mašinos buvo patenkintos 173,2 milijonų dolerių ir 13,4%. Tikimasi, kad 2016 m. Pardavimai padidės iki 7,3 milijardo JAV dolerių, o 2018 m. - 12,7 milijardų, o 2020 m. - 21,2 milijardo JAV dolerių.

Pasak Wohlerio, dominuoja FDM technologija, kurioje yra apie 300 prekių ženklų visame pasaulyje, kasdien papildoma naujais pakeitimais. Kai kurie iš jų parduodami tik lokaliai, todėl yra labai sunku, jei įmanoma, rasti informacijos apie 3D spausdintuvų gaminamų prekių ženklų skaičių. Su pasitikėjimu galime pasakyti, kad jų skaičius rinkoje nuolat didėja kiekvieną dieną. Yra daug įvairių dydžių ir naudojamų technologijų. Pavyzdžiui, Berlyno kompanija BigRep gamina milžinišką FDM spausdintuvą "BigRep ONE.2" už 36 tūkst. Eurų kainą, galinčią spausdinti objektus iki 900 x 1055 x 1100 mm, kurių rezoliucija yra 100-1000 mikronų, du ekstruderius ir galimybę naudoti skirtingas medžiagas.

Pramonė - už

Aviacijos pramonė labai investuoja į papildomą gamybą. Naudojant priedų technologijas, dalių gamyboje naudojamų medžiagų suvartojimas sumažės 10 kartų. Tikimasi, kad bendrovė "GE Aviation" kasmet spausdins 40 tūkst. Injektorių. Ir iki 2018 m. "Airbus" kas mėnesį ketina atspausdinti iki 30 tonų dalių. Bendrovė pažymi, kad palyginti su tradiciniais, ženkliai pagerėjo tokiu būdu pagamintų detalių savybės. Paaiškėjo, kad kronšteinas, kuris buvo sukurtas 2,3 tonos apkrovos, iš tiesų gali atlaikyti apkrovas iki 14 tonų, tuo pačiu sumažinant jo svorį perpus. Be to, įmonė spausdina dalis iš aliuminio lakštų ir kuro jungčių. "Airbus" "Stratusys" "Fortus 3D" spausdintuvuose yra 60 tūkstančių dalių. Kitos kosmoso bendrovės taip pat naudoja papildomas gamybos technologijas. Tarp jų: Bell Helicopter, BAE Systems, Bombardier, Boeing, Embraer, Honeywell Aerospace, General Dynamics, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Rolls-Royce ir SpaceX.

Skaitmeninės priedų technologijos jau naudojamos gaminant įvairius vartojimo produktus. "Materialize", papildomos gamybos paslaugos, bendradarbiauja su "Hoet Eyeware" gaminant akinius, skirtus regėjimui ir akinius nuo saulės. 3D modelius teikia įvairios debesų paslaugos. Tik "3D Warehouse" ir "Sketchup" siūlo 2,7 milijono pavyzdžių. Mados pramonė taip pat yra šalia. "RS Print" naudoja sistemą, kuri išmatuoja pado slėgį atspausdinti atskiras vidines sėdynes. Dizaineriai eksperimentuoja su bikini, batais ir suknelėmis.

Greitas prototipų kūrimas

Greitas prototipų kūrimas reiškia produkto prototipą kūrimą per trumpiausią įmanomą laiką. Tai viena iš pagrindinių priedų gamybos technologijų taikymo. Prototipas yra gaminio prototipas, reikalingas detalės formos optimizavimui, įvertinti jo ergonomiką, patikrinti surinkimo galimybę ir išdėstymo sprendimų teisingumą. Štai kodėl gamybos dalies mažinimas leidžia žymiai sumažinti vystymosi laiką. Be to, prototipas gali būti modelis, skirtas atlikti aerodinaminius ir hidrodinaminius bandymus arba patikrinti buitinių namų ir medicinos įrangos funkcionalumą. Daugelis prototipų yra sukurti kaip paieškos kūrimo modeliai su niuansais konfigūracijoje, spalvų spalvomis ir tt Greitai prototipams naudojami nebrangūs 3D spausdintuvai.

Greita gamyba

Priedų technologijos pramonėje turi didelę perspektyvą. Mažos produkcijos su sudėtingos geometrijos ir specifinių medžiagų gamyba yra plati laivų statybos, energetikos, rekonstrukcinės chirurgijos ir stomatologijos srityse bei kosminės erdvės pramonėje. Tiesioginis metalo dirbinių auginimas yra motyvuotas ekonominiu požiūriu, nes šis gamybos būdas buvo pigesnis. Naudojant priedų technologijas, gaminamos turbinos ir velenai, implantai ir endoprotezai, atsarginės dalys automobiliams ir lėktuvams.

Greitos gamybos plėtrą taip pat palengvino žymiai išaugęs metalo miltelių medžiagų kiekis. Jei 2000 m. Buvo 5-6 rūšių milteliai, dabar siūloma plati nomenklatūra, apskaičiuota dešimtose konstrukcijų plienų kompozicijose į brangiuosius metalus ir karščiui atsparius lydinius.

Išplėstinės ir papildomos technologijos mechaninėje inžinerijoje, kur jos gali būti naudojamos įrankių gamybai ir Serijinės gamybos prietaisai - įdėklai termoplastiniams automatams, formoms, šablonams.

Ultimaker 2 - geriausias 3D spausdintuvas 2016 m

Pasak žurnalo CHIP, kuris išbandė ir palygino namų apyvokos 3D spausdintuvų charakteristikas, geriausi 2016 m. Spausdintuvai yra "Ultimaker 2", "Ultimaker 2", "Conrad" "Reniforce RF1000" ir "MakerBot" Replicator Desktop 3D spausdintuvo Ultimaker 2 modeliai.

"Ultimaker 2+" savo patobulintame modelyje naudoja sintezavimo technologijas, susiliejusius. 3D spausdintuvas turi mažiausią sluoksnio storį 0,02 mm, trumpą skaičiavimo laiką, mažą spausdinimo kainą (2600 rublių už 1 kg medžiagos). Pagrindinės funkcijos:

• Darbo kameros dydis 223 x 223 x 305 mm;
• Svoris - 12,3 kg;
• Galvos dydis - 0,25 / 0,4 / 0,6 / 0,8 mm;
• Galvos temperatūra 180-260 ° C;
• Šio sluoksnio skiriamoji geba yra 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 mikronų;
• Spaudinimo greitis - 8-24 mm ³ / s;
• Tikslumas XYZ - 12,5-12,55 mikronų;
• Medžiaga - PLA, ABS, CPE su 2,85 mm skersmens;
• Programinė įranga - Cura;
• Palaikomi failų tipai - STL, OBJ, AMF;
• Energijos suvartojimas - 221 W;
• Kaina - 1 895 eurų bazinis modelis ir 2 495 eurų pažengusios.

Pasak klientų, spausdintuvą lengva įdiegti ir naudoti. Jie atkreipia dėmesį į didelės raiškos, savireguliavimo lovą, įvairias panaudotas medžiagas, atviro kodo programinę įrangą. Spausdintuvo trūkumai yra atviras spausdintuvo dizainas, kuris gali sukelti degimą karšta medžiaga.

LulzBot mini 3D spausdintuvas

Žurnalo "PC Magazine Ultimaker 2" ir "Replicator Desktop 3D" spausdintuvo apžvalgos taip pat yra tarp trijų, tačiau čia pirmiausia buvo spausdintuvas LulzBot Mini 3D spausdintuvas. Jo specifikacijos yra tokios:

• Darbo kameros dydis yra 152 x 152 x 158 mm;
• Svoris - 8,55 kg;
• Galvos temperatūra - 300 ° C;
• Sluoksnio storis 0,05-0,5 mm;
• Spaudimo greitis - 275 mm / s sluoksnio aukštyje 0,18 mm;
• Medžiaga - PLA, ABS, HIPS, PVA, PETT, poliesteris, nailonas, polikarbonatas, PETG, PCTE, PC-ABS ir tt, kurių skersmuo 3 mm;
• Programinė įranga - Cura, OctoPrint, BotQueue, Slic3r, Printrun, MatterControl ir tt;
• Energijos suvartojimas - 300 W;
• Kaina - 1 250 JAV dolerių.

Sciaky EBAM 300

Vienas iš geriausių pramoninių mašinų adityviuosius gamyba yra EBAM 300 įmonių Sciaky. Elektronų prožektorių sukelia metalo sluoksnių esant iki 9 kg per valandą greičiu.

• iš darbo kameros dydis - 5791 x 1219 x 1219 mm;
• vakuuminio slėgio kameroje - 1x10 ^-4 torų;
• elektros energijos suvartojimas - iki 42 kW, esant nuo 60 kV įtampos;
• technologija - ekstruzijos;
• medžiaga - titano ir titano lydiniai, tantalo, Inconel, volframo, niobio, nerūdijančio plieno, aliuminio, plieno, vario-nikelio lydinys (70/30 ir 30/70);
• maksimali suma - 8605.2 litrų;
• Kaina - 250 tūkstančių JAV dolerių ..

Priedas technologijos Rusijoje

pramoninės klasės mašinos Rusijoje nėra gaminami. Nors buvo tik sukurta "Rosatom", lazerio centro MSTU. Baumanas universitetas "STANKIN" Politechnikos universitetas Sankt Peterburge, Uralo federalinis universitetas. "Voronezhselimmash", gaminanti švietimo ir vidaus 3D spausdintuvai "Alfa", kuria komercinę priedų gamyklą.

Ta pati situacija su tiekimu. Iš miltelių ir milteliai formulių kūrimo Rusijoje vadovas yra san. Jie pagamino miltelių priedas technologijos naudojamos turbinų mentes atkūrimo įsakymu późnopermskiej "orlaivių varikliai». Pažanga ir Visos Rusijos instituto lengvo lydinio (ratų). Pokyčiai yra skirtingų inžinerinių centrai visoje Rusijos Federacijoje. "Rostec" Valio Rusijos mokslų akademijos, UfU sukelti jų vystymąsi. Bet vis tiek jie negali susitikti net mažą paklausą 20 tonų miltelių per metus.

Atsižvelgiant į tai, Vyriausybė pavedė Švietimo ministerija, Ekonominės plėtros ministerijos Pramonės ministerijos Ryšių, Rusijos mokslų akademijos, Fano, "Roscosmos", "Rosatom", "Rosstandart" plėtros institucijas sukurti koordinuotą programą plėtrą ir mokslinius tyrimus. Dėl siūloma skirti papildomų biudžeto lėšų, taip pat atsižvelgti į bendro finansavimo galimybė ne iš Nacionalinės gerovės fondo ir kitų šaltinių lėšomis. Rekomenduojama paremti naują gamybos technologiją, ir t., H. to, Mers "Rosnano" fondas "Skolkovo", eksporto agentūra "EXIAR", "INTERNETO". Vyriausybė taip pat atstovauja pramonės ir prekybos ministerija parengs valstybinę programą skyrių plėtojimo ir tobulinimo pramonės konkurencingumui.