Aditif Téhnologi: pedaran, harti, jeung aplikasi pitur ratings. téknologi aditif dina industri

téhnologi 3D-percetakan diwanohkeun dina taun 1986, nalika perusahaan 3D Systems mekarkeun printer husus munggaran - mesin stereolithography, nu loba dipaké dina industri pertahanan. Mesin kahiji éta pisan mahal jeung pilihan bahan pikeun nyiptakeun model éta kawates. Ngembangkeun gancang tina percetakan tilu diménsi dimimitian ku ngembangkeun teknologi design (CAD), itungan jeung simulasi (CAE) jeung machining (Cam). Tur kiwari hese neangan hiji aréa produksi, anu henteu bakal geus dipaké 3D-printer :. Paké aranjeunna pikeun ngahasilkeun bagéan pesawat, pesawat ruang angkasa, kapal selam, parabot, prostheses na implants, perhiasan, jsb prospek ieu atra - téhnologi aditif dina mangsa nu bakal datang bakal prioritas tina téhnologi rékayasa mékanis .

Nagara ngarah tina dunya aktip aub dina 3D-balap. Ku kituna, dina 2012, Yangstoune, Ohio, dibuka National Institute Juara manufaktur aditif NAMII - puseur mimiti téknologi aditif lima belas dihasilkeun di Amérika Serikat. Mesin taman Institute geus boga 10 mesin aditif, tilu di antarana mangrupa mesin paling canggih pikeun nyieun patempatan logam.

Terminologi jeung klasifikasi

Hakekat téhnologi aditif nyaéta pikeun ngagabungkeun bahan pikeun nyieun objék data ti lapisan 3D-modél ku lapisan. Ieu béda ti téhnik manufaktur subtraktif konvensional implying machining - bahan nyoplokkeun ti workpiece nu.

téhnologi aditif keur digolongkeun:

• ku bahan dipaké (cair, particulate, polymeric, logam bubuk);
• ku ayana laser nu;
• ku metoda ngaropéa pangwangunan lapisan (éfék termal, irradiation kalawan ultraviolet atawa lampu ditingali, komposisi map);
• ku metoda formasi lapisan.

Aya dua cara ngabentuk lapisan a. Kahiji nyaeta yén platform munggaran ieu dituang dina bahan bubuk, éta bagi atanapi roller péso nyieun malah lapisan ketebalan nu dipikahoyong tina bahan. Ieu lumangsung selektif processing laser bubuk atawa metoda sejenna partikel bubuk sahiji sanyawa (lebur atawa gluing) dumasar kana bagian kiwari CAD-model. Konstruksi Tah kitu téh unchanged, sarta sababaraha bubuk tetep gembleng. Proses ieu disebut ngaranggitkeun sintésis selektif ogé selektif laser sintering, upami kecap majemuk tina alat nu mangrupa laser a. Metodeu kadua ngawengku di déposisi langsung tina bahan dina énérgi titik summing.

Organisasi ASTM, nu tumuwuh standar industri, meulah téhnologi 3D-aditif kana 7 kategori.

1. Extruding bahan. Dina diwangun point of extruder preheated fed bahan tauco, campuran map jeung bubuk logam. Modél atah diwangun ieu disimpen dina tungku ngaleupaskeun map sarta sinter bubuk - dina cara nu sarua salaku eta kajadian dina téknologi tradisional. téhnologi aditif ieu dilaksanakeun dina dagang MJS (Multiphase Jet Solidification, multiphase jet solidification), FDM (datar Léngsér modeling, simulasi ku layerwise fusing), Karuhun (datar filamén fabrikasi, metoda produksi fusing filaments).
2. Nyemprot bahan. Contona, dina lilin Polyjet atawa téhnologi photopolymer keur sirah multi-jet ieu dilarapkeun ka konstruksi titik. téhnologi aditif ieu disebut oge Multi jetting Bahan.
3. map Sprinkling. Ieu kaasup jet téhnologi Ink-Jet-suntik di pangwangunan zona henteu model bahan, agén map (manufaktur aditif téhnologi ExOne).
4. Sanyawa bahan lambar. Ngawangun bahan téh pilem polimér, logam foil, kertas jeung sajabana. Hal ieu dipaké, contona, dina téhnologi ultrasonic aditif Fabrisonic. pelat logam ipis anu dilas babarengan ku ultrasound, nu satutasna kaleuwihan logam anu dikaluarkeun ku panggilingan. téhnologi aditif dipaké ditéang jeung subtraktif.
5. Photopolymerization mandi. téhnologi nu ngagunakeun bahan modeling cair - résin photopolymer. Hiji conto teh parusahaan SLA-téhnologi Systems 3D jeung DLP-téhnologi parusahaan Envisiontec, Digital Lampu prosesi.
6. Lebur tina bahan dina lapisan pre-kabentuk. Dipaké dina SLS-téhnologi, maké salaku sumber laser énergi atawa sirah termal (SHS parusahaan Blueprinter).
7. Énergi langsung summing nepi ka tempat konstruksi. Bahan jeung énergi fed ka titik lebur taun konstruksi sakaligus. awak geus dipaké salaku sirah digawé, dilengkepan sistem pikeun supplying energi jeung bahan. Énergi asalna di wangun beam kentel éléktron (Sciaky) atanapi laser beam (POM, Optomec,). Kadang-kadang sirah geus dipasang dina milik "leungeun" dina robot.

Klasifikasi ieu leuwih ceramah ngeunaan intricacies téknologi aditif ti leuwih saméméhna.

Widang aplikasi

pasar téhnologi aditif dina dinamika ngembangkeun payun industri lianna. Na rata tumuwuhna taunan kira 27%, nurutkeun parusahaan IDC ngira-ngira yén ku 2019 bakal Jumlah ka 26,7 milyar dollar dibandingkeun 11 milyar dina 2015

Sanajan kitu, pasar AT boga acan pikeun nembongkeun potensi untapped dina produksi barang konsumén. Nepi ka 10% tina pausahaan nu nilai produksi barang dikonsumsi di prototyping na. Sarta loba pausahaan geus dicokot bagean pasar ieu. Tapi sésana 90% mana kana produksi, jadi nyieun aplikasi pikeun manufaktur gancang produk bakal arah utama ngembangkeun industri di mangsa nu bakal datang.

Dina 2014, proporsi téknologi prototyping gancang di pasar of aditif najan turun, éta tetep pangluhurna - 35%, anu dibagikeun produksi tumuwuh gancang sarta ngahontal hiji 31% pangsa dina kreasi parabot tetep tetep dina 25%, sésana anu accounted pikeun ku panalungtikan jeung atikan.

Ku séktor ékonomi, aplikasi AT-tech disebarkeun saperti kieu:

• 21% - produk konsumen na éléktronika;
• 20% - mobil;
• 15% - ubar, kaasup kedokteran gigi;
• 12% - aeronautics jeung industri spasi manufaktur;
• 11% - produksi sarana produksi;
• 8% - parabot militér;
• 8% - formasi;
• 3% - konstruksi.

Amateurs tur professional

AT-tech pasar dibagi kana amatir sarta profésional. pasar amatir ngawengku 3D-printer tur pamaliharaan maranéhna, nu ngawengku jasa, consumables, software, sarta geus dirancang pikeun peminat individual, atikan jeung visualisasi tina gagasan jeung mempermudah komunikasi dina tahap awal ngembangkeun bisnis anyar.

Profésional 3D-printer anu mahal jeung anu cocog pikeun baranahan nambahan. Aranjeunna boga aréa badag konstruksi, kinerja, akurasi, reliabiliti, bahan modél rentang nambahan. mesin ieu leuwih pajeulit jeung merlukeun ngembangkeun katerampilan husus pikeun digawe sareng alat sorangan, kalayan bahan modél jeung software. Ilaharna, nu operator mesin janten ahli profésional dina téknologi aditif kalayan atikan teknis luhur.

Téhnologi aditif dina 2015

Numutkeun laporan Wohlers Laporan 2015, 1988 sarta 2014 79 602 industri tina 3D-printer geus dipasang di sakuliah dunya. . Dina waktu nu sarua 38,1% tina alat hargana leuwih ti 5 rébu pérak AS nu ti AS, 9,3% - pikeun Jepang, 9,2% - mun Cina, sarta 8,7% - mun Jerman. Sesa dunya anu tebih payun inohong. Ti 2007 nepi ka 2014 volume taunan jualan tina printer desktop ngaronjat ti 66 nepi ka 139 584 unit. Dina 2014, 91,6% ti jualan accounted pikeun desktop 3D-printer, sarta 8,4% - pikeun aplikasi industri manufaktur aditif, kauntungan ti nu kitu, accounted pikeun 86,6% ti total, atanapi 1,12 miliar dollar AS istilah mutlak. mesin Desktop contented 173,2 juta dollar AS sarta 13,4%. Dina 2016, urang ngaharepkeun pertumbuhan jualan ka $ 7,3 miliar, dina 2018 - 12,7 miliar, dina 2020 pasar bakal ngahontal $ 21,2 miliar.

Numutkeun Wohlers, FDM-téhnologi prevails, averaging kira 300 merek di sakuliah dunya, unggal dinten nambahkeun modifikasi anyar. Sababaraha di antarana anu dijual ngan lokal, ku kituna hésé pisan, upami teu mungkin, pikeun manggihan informasi ngeunaan sababaraha merek dijieun tina 3D-printer. Kalawan kayakinan bisa disebutkeun yen jumlah maranéhanana dina pasaran naek kalawan unggal dinten ngalirkeun. Aya diversity hébat dina ukuran jeung téknologi dipaké. Contona, pausahaan Berlin ngahasilkeun badag BigRep FDM-printer disebut BigRep ONE.2 kalawan harga 36 rebu. Euro, sanggup percetakan objék nepi ka 900 x 1055 x 1100 mm kalawan resolusi 100-1000 microns, dua extruders jeung kamampuh ngagunakeun bahan béda.

Industri - pikeun

Industri penerbangan ieu investasi beurat dina produksi aditif dina. Pamakéan téknologi aditif bakal ngurangan konsumsi bahan spent dina produksi bagian ku 10 kali. Ieu diperkirakeun yén gé Aviation Company taunan bakal nyebarkeun 40 sarébu. Injectors. Sarta Airbus ku 2018 pausahaan ieu bade nyitak nepi ka 30 ton bagian per bulan. Pausahaan tatan kamajuan signifikan dina ciri bagian dijieun dina cara kitu sakumaha dibandingkeun tradisional. Tétéla yén bracket, nu ieu dirancang pikeun beban 2.3 ton, kanyataanna, tiasa tahan beban nepi ka 14 ton bari ngurangan beurat na ku satengah. Sajaba ti éta, parusahaan publishes rinci ngeunaan lambaran aluminium sarta panyambungna suluh. Pesawat Airbus boga 60 rébu. Potongan, dicitak dina 3D-printer Stratasys Fortus Company. pausahaan séjén industri aerospace ogé maké téhnologi manufaktur aditif. Di antarana: Bell helikopter, BAE Systems, Bombardier, Boeing, Embraer, Honeywell Aerospace, Jendral Dinamika, Kartosuwiryo Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Rolls-Royce na SpaceX.

Digital téknologi aditif nu geus dipake di pabrik rupa barang konsumén. Parusahaan Materialize, jasa nyadiakeun aditif manufaktur, cooperating kalawan Hoet Eyeware di pabrik gelas keur koreksi visi jeung kacamata. 3D-model anu disadiakeun rupa-rupa layanan awan. Ngan parusahaan Gudang 3D jeung Sketchup nawiskeun 2,7 juta sampel. Ulah tetep di pihak na industri fashion. RS Print ngagunakeun sistem anu ukuran tekanan tina Soles, pikeun nyitak insoles individu. Désainer anu experimenting kalawan bikinis, sapatu jeung dresses.

prototyping gancang

Dina prototyping gancang ngarti kreasi produk prototipe dina waktos shortest mungkin. Ieu salah sahiji aplikasi utama aditif téknologi manufaktur. Prototipe - mangrupakeun jenis produk diperlukeun ngaoptimalkeun bentuk bagian evaluasi miboga ergonomics, kamampuhan verifikasi assembly jeung correctness sahiji solusi perenah. Éta pisan sababna naha ngurangan hirup manufaktur bagian signifikan bisa ngurangan waktu pangwangunan. Ogé, prototipe bisa model dirancang pikeun aerodinamika na hydrodynamic nguji atawa fungsionalitas verifikasi enclosures rumah tangga jeung alat médis. Loba purwa dijieun salaku model desain éksplorasi jeung nuances dina konfigurasi, kelir sarta ngawarnaan jeung saterusna. D. Pikeun prototyping gancang migunakeun murah 3D-printer.

produksi gancang

Téknologi aditif dina industri boga prospek hébat. Produksi skala leutik produk kalawan géométri rumit sarta bahan husus umum di shipbuilding nu, rékayasa listrik, bedah reconstructive sarta ubar dental, industri aerospace. budidaya langsung produk logam anu ngamotivasi ku expediency ékonomi, sakumaha ieu mode produksi éta kirang ongkosna mahal. Kalawan ngagunakeun téknologi aditif sangkan awak bisa dipake PLTMH na shafts, implants na prostheses, suku cadang keur mobil jeung kapal udara.

Ngembangkeun manufaktur gancang sarta nyumbang ka jadi pinunjul dina jumlah bahan bubuk logam aya. Mun dina 2000 aya 5-6 tipe powders, ayeuna eta nawarkeun rupa-rupa, jumlah ka puluhan lagu tina baja struktural kana logam mulia tur superalloys.

Ngajangjikeun sarta aditif téhnologi dina rékayasa mékanis, dimana maranéhna bisa dipaké di pabrik parabot na parabot pikeun ngahasilkeun runtuyan - inserts pikeun mesin suntik molding, molds, témplat.

Ultimaker 2 - nu pangalusna 3D-printer di 2016

Dina pamadegan majalah chip, nu dilakukeun nguji sarta dibandingkeun karakteristik somah of 3D-printer, printer pangalusna 2016 modél Ultimaker aya 2 pausahaan Ultimaker, Reniforce RF1000 parusahaan Conrad na Replicator Desktop 3D parusahaan printer MakerBot.

Ultimaker 2+ dina modél ningkat na ngagunakeun téknologi simulasi ku fusing. 3D-printer béda ketebalan pangleutikna lapisan 0,02 mm, hiji itungan waktos alit, percetakan béaya rendah (2600 rub per 1 kg bahan). Fitur konci:

• ukuran tina chamber digawé - 223 x 223 x 305 mm;
• beurat - 12,3 kg;
• Ukuran sirah - 0,25 / 0,4 / 0,6 / 0,8 mm;
• maot hawa - 180-260 ° C;
• Lapisan resolusi - 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 microns;
• Print Speed - 8-24 mm ³ / s;
• precision xyz - 12,5-12,55 microns;
• bahan - PLA, ABS, CPE diaméterna 2,85 mm;
• Software - Cura;
• jenis file dirojong - STL, OBJ, AMF;
• konsumsi kakuatan - 221 W;
• harga - 1895 euro, sarta modél base 2495 euro ngalegaan.

Numutkeun pedaran customer, printer nu geus lampu masang sarta make. Celebrating resolusi luhur, ranjang timer nyaluyukeun, rupa-badag tina bahan dipaké, pamakéan software open source. Kalemahan kaasup printer nu muka rarancang printer, nu bisa ngahasilkeun nundutan ti bahan panas.

Printer LulzBot Mini 3D

Dina review ngeunaan majalah PC Magazine Ultimaker 2 na Replicator Desktop 3D printer ogé diasupkeun luhureun tilu, tapi di dieu di tempat munggaran ieu LulzBot printer Mini 3D printer. spésifikasi na téh saperti kieu:

• ukuran tina chamber digawé - 152 x 152 x 158 mm;
• Beurat - 8,55 kg;
• maot hawa - 300 ° C;
• ketebalan lapisan - 0.05-0.5 mm;
• Print Speed - 275 mm / s dina jangkungna lapisan 0,18 mm;
• bahan - PLA, ABS, hips, PVA, PETT, poliéster, nilon, polycarbonate, PETG, PCTE, PC-ABS, sarta diaméter batur 3 mm.
• Software - Cura, OctoPrint, BotQueue, Slic3r, Printrun, MatterControl jsb;.
• konsumsi kakuatan - 300 W;
• harga - $ 1 250.

Sciaky EBAM 300

Salah sahiji pangalusna mesin industri aditif manufaktur nyaeta EBAM 300 pausahaan Sciaky. Éléktron beam gun ngabalukarkeun lapisan logam dina laju nepi ka 9 kg per jam.

• ukuran tina chamber digawé - 5791 x 1219 x 1219 mm;
• tekanan tina chamber vakum - 1x10 ^-4 Torr;
• konsumsi kakuatan - nepi ka 42 kW dina tegangan 60 kV;
• téhnologi - Tonjolan;
• bahan - titanium jeung titanium alloy, tantalum, inconel, tungsten, niobium, stainless steel, aluminium, baja, alloy tambaga-nikel (70/30 sarta 30/70);
• jumlah maksimum - 8605,2 liter;
• harga - 250 rébu pérak AS ..

téknologi aditif dina Rusia

mesin industri-grade di Rusia teu dihasilkeun. Bari ngan keur dimekarkeun dina "Rosatom", nu MSTU puseur laser. Bauman Universitas "STANKIN" Polytechnic University of St. Petersburg, Federal Universitas Urals. "Voronezhselimmash", ngahasilkeun atikan jeung domestik 3D-printer "Alpha", ieu ngembang tutuwuhan aditif komérsial.

Kaayaan anu sarua jeung suplai. Pamingpin ngembangkeun powders jeung formulasi bubuk di Rusia aya VIAM. Aranjeunna dihasilkeun bubuk pikeun téknologi aditif nu dipaké di restorasi of wilah turbin, ku urutan tina Permian "mesin pesawat». Kamajuan téh jeung di Sadaya-Rusia Institute of alloy lampu (roda). Kamajuan nu puseur rékayasa béda sakuliah Féderasi Rusia. "Rostec", Ural Cabang tina Rusia Akademi Élmu, UFU ngakibatkeun ngembangkeun maranéhanana. Tapi tetep maranéhna teu bisa papanggih malah hiji paménta leutik 20 ton bubuk per taun.

Dina hal ieu, Pamarentah maréntahkeun Kamentrian Atikan, Departemen Pamekaran Ékonomi, Departemen Perindustrian, Kementerian Komunikasi, Rusia Akademi Élmu, Fano, "Roscosmos", "Rosatom", "Rosstandart" lembaga ngembangkeun pikeun nyieun ngembangkeun program ngagabung jeung panalungtikan. Pikeun eta diusulkeun ka allocate tambahan jatah APBD, sakumaha ogé mertimbangkeun kamungkinan ko-pembiayaan di expense tina Dana Karaharjaan Nasional na sumber lianna. Disarankeun pikeun ngarojong téhnologi produksi anyar, di Vol. H. adisi, MERs, "Rosnano" Dana "Skolkovo", nu agénsi ékspor "EXIAR", "Vnesheconombank". pamaréntah ogé digambarkeun ku Departemen Industri na Trade baris nyiapkeun bagian tina program kaayaan keur ngembangkeun sarta perbaikan saing industri.