Наблюдатели отрасли уже давно задаются вопросом, когда (и если) 3D-печать металлом найдет способ интегрироваться в цехах наряду с субтрактивным производством, способным конкурировать с точки зрения цены, простоты использования и производительности по сравнению с обработкой на станках с ЧПУ, литьем под давлением или литье пластмасс под давлением.

Теперь новый стартап, похоже, находится на пороге разрушения прежних представлений о том, на что способен 3D-принтер по металлу.

Компания Desktop Metal, базирующаяся в Массачусетсе, США, была основана группой инженеров, в которую входит Эли Сакс, человек, который изобрел струйную печать со связующим веществом и ввел термин «3D-печать». Давайте посмотрим, как работает их производственная система и действительно ли она является решением для массового производства металлических 3D-печатных деталей.

Однопроходная струйная обработка

Этот процесс представляет собой модификацию традиционной струйной печати со связующим, при которой для фиксации порошка слой за слоем используется смола. В этом случае подвижная печатающая головка фактически содержит два распределителя порошка и один распылитель. Металлический порошок размером 50 микрон тщательно дозируется и наносится, уплотняется в тонкий слой, а затем затвердевает с помощью 16 000 крошечных форсунок, которые наносят миллионы капель связующей смолы только на те области, которые станут жесткой трехмерной деталью. Оставшуюся часть порошка оставляют нетронутой.

Ни одна машина никогда не совмещала распространение, уплотнение, печать с высоким разрешением и сушку за один проход вперед и назад без лишних движений. И он движется быстро.

Слои против спекания

Обычные лазерные 3D-принтеры сплавляют или спекают заготовку на рабочем столе, используя ряд опор, удерживающих деталь во время обработки. Эти опоры позже необходимо будет удалить, что отнимет часы времени и усилий на каждую деталь. Это настоящая боль, и она существенно увеличивает затраты. Но в этой системе между опорой и заготовкой распыляется антиспекающий агент. Опора по-прежнему присутствует для обеспечения устойчивости, но позже ее можно легко снять вручную или с помощью отвертки, что позволяет сэкономить время и деньги.

Штабелируемые сборки

В машинах этого типа весь объем сборки может быть заполнен деталями, отделенными друг от друга несколькими слоями порошка. Вместо того, чтобы одна машина изготавливала одну деталь за раз, можно печатать несколько деталей одновременно, что значительно повышает эффективность и экономит сырье.

Облачное автоматизированное производство

Подключаясь к базе данных в облаке, печи для спекания, в которых используется сочетание конвекционного тепла и микроволн, автоматически рассчитывают точное время и температуру в зависимости от типа сплавляемого материала. Никаких догадок: база данных постоянно обновляется в режиме реального времени по мере появления новых материалов.

Кроме того, для создания опорных конструкций и автоматического расчета идеального размещения деталей в объеме сборки используется сложное программное обеспечение. Это экономит драгоценное время разработки и оптимизирует количество деталей, которые можно напечатать из доступного сырья.

Безопасный, портативный и масштабируемый

Машины полностью герметизированы внутренними фильтрами, что обеспечивает их чистоту и безопасность. Нет опасности взрыва, как это было бы с очень мелкими порошками, используемыми в других лазерных системах, и их можно размещать непосредственно в ряду с обычными машинами в цехе — нет необходимости в отдельной чистой комнате. Они также портативны и не требуют сложных подключений для лазерного газа или вытяжной вентиляции, что делает их привлекательным вариантом для магазинов с ограниченным пространством.

Готовый металлический порошок

В принтерах используются те же типы порошков, что и при литье металлов под давлением. Они на 80% дешевле, чем специальные порошки, используемые в машинах для лазерной плавки, неопасны и легко доступны в виде более чем 200 сплавов от различных поставщиков по всему миру.

Может ли это доставить?

Комбинация этих крупных улучшений, возможно, наконец-то сможет решить некоторые из наиболее неприятных проблем аддитивного производства с помощью машины, стоимость которой составляет лишь небольшую часть того, что стоит машина для лазерной плавки. Desktop Metal утверждает, что это может быть в 100 раз быстрее, чем методы лазерной печати, и в 20 раз дешевле. Это невероятные цифры, благодаря которым себестоимость единицы продукции и объем производства будут соответствовать требованиям полномасштабного производства.

Каковы ограничения этой технологии?

Основным недостатком этой системы является то, что готовая деталь не такая плотная и прочная, как ее аналог, выплавленный лазером. Это происходит потому, что связующая эпоксидная смола выгорает, оставляя в металле пустоты. Деталь, напечатанная из струи связующего, будет приемлема для применения в потребительских товарах с низкими нагрузками, но не может сравниться с высокопрочными цельносварными деталями, производимыми методом прямой лазерной плавки металла, как мы это делаем в BE-CU.

Является ли это решением, которое позволит ускорить 3D-печать для массового производства? Время покажет, но они проделали отличную работу по устранению всех основных препятствий, которые до сих пор мешали развитию технологии. Если это сработает так, как обещано, трудно переоценить, какой это будет производственная революция. Независимо от того, что в конечном итоге преобладает на рынке, без сомнения, будет использоваться одна и та же преобладающая логика: объединить легкодоступные технологии в удобном для пользователя пакете, который в полной мере использует объем сборки машины. Поделитесь своими мыслями или свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить бесплатное предложение и обзор проекта.