Aditif Teknologi: gambaran, definisi, lan aplikasi fitur ratings. teknologi aditif ing industri

teknologi 3D-printing dipuntepangaken ing taun 1986, nalika perusahaan 3D Systems dikembangaké printer khusus pisanan - mesin stereolithography, kang digunakake digunakake ing industri nimbali. Mesin pisanan padha banget larang lan pilihan saka materi kanggo nggawe model ana winates. Perkembangan saka printing telung dimensi wiwit karo pangembangan teknologi desain (CAD), petungan lan simulasi (CAE) lan mesin (CAM). Lan dina iku angel kanggo nemokake area produksine, kang ora bakal digunakake 3D-printer :. Digunakake kanggo gawé bagean pesawat, wahana, segara, pribadi, prostheses lan ditanem, perhiasan, lan sapiturute prospek jelas - teknologi aditif ing mangsa cedhak bakal dadi prioritas teknologi Engineering .

Ing negara anjog ing donya sing aktif melu ing 3D-racing. Dadi, ing 2012, Yangstoune, Ohio, dibukak ing National Institute Innovation Manufaktur aditif NAMII - tengah pisanan teknologi aditif limalas diprodhuksi ing Amerika Serikat. Machine park Institute wis 10 mesin aditif, telu kang mesin paling majeng kanggo nggawe bagean logam.

Terminologi lan klasifikasi

Pet teknologi aditif kanggo gabungke bahan objek data saka lapisan 3D-model dening lapisan. Iki beda saka Techniques Manufaktur subtractive conventional nggambarake mesin - materi njabut saka workpiece.

teknologi aditif diklasifikasikaké:

• dening bahan (Cairan, sawetoro, polymeric, logam powder);
• dening ngarsane Laser;
• dening cara gantosipun construction lapisan (efek termal, mepe karo ultraviolet utawa cahya katon, komposisi Binder);
• dening cara saka tatanan saka lapisan.

Ana rong cara kang mbentuk lapisan. Pisanan iku platform pisanan wis diwutahake ing materi wêdakakêna, iku partitioned utawa roller piso kanggo nggawe malah lapisan saka kekandelan dikarepake bahan. Nanging ana Milih Processing laser wêdakakêna utawa cara liyane saka partikel wêdakakêna saka senyawa (leleh utawa gluing) miturut bagean saiki CAD-model. Construction Plane punika panggah, lan sawetara saka wêdakakêna tetep wutuh. Proses iki disebut sintesis Milih uga Milih laser sintering, yen senyawa saka alat laser sing. Cara kaping kalih kapérang ing Deposition langsung saka materi ing energi titik summing.

Organisasi ASTM, kang develops standar industri, mbagi teknologi 3D-aditif menyang 7 kategori.

1. Extruding materi. Ing mbangun titik extruder preheated panganan materi tempel, sing dicampur saka Binder lan bubuk logam. model Crude dibangun diseleh ing pawon kanggo mbusak Binder lan Sinter wêdakakêna - ing cara sing padha kaya mengkono ing teknologi tradisional. teknologi aditif iki dipun ginakaken wonten ing merek dagang MJS (Multiphase Jet solidification, multiphase jet solidification), FDM (nggabungke Deposition Modeling, simulasi dening layerwise Fusing), FFF (nggabungke Filamen Pengolahan, cara produksi fusing filamen).
2. Uyuh materi. Contone, ing lilin Polyjet utawa teknologi photopolymer kanggo sirah multi-jet wis Applied kanggo construction titik. teknologi aditif iki uga disebut Multi jetting Material.
3. Binder sprinkling. Iki kalebu jet teknologi Ink-Jet-injeksi ing construction saka zona ora model materi, agen Binder (Manufaktur aditif teknologi ExOne).
4. Senyawa saka bahan sheet. Bangunan materi iku film Polymer, logam foil, kertas lan liya-liyane. Iku digunakake, contone, ing teknologi ultrasonik aditif Fabrisonic. piring logam tipis sing gandheng bebarengan dening ultrasonik, sawise kang keluwihan logam dibusak dening panggilingan. teknologi aditif wis dipigunakaké magepokan karo subtractive.
5. Photopolymerization perlu. teknologi nggunakake bahan modeling Cairan - resin photopolymer. Conto punika perusahaan SLA-teknologi Sistem 3D lan DLP-teknologi perusahaan Envisiontec, Digital cahya Procession.
6. Leleh saka materi ing lapisan wis kawangun. Digunakake ing AMG-teknologi, nggunakake minangka sumber laser energi utawa sirah termal (SHS perusahaan Blueprinter).
7. energi langsung summing nganti panggonan construction. Material lan energi panganan kanggo titik leleh ing construction bebarengan. Awak digunakake minangka kepala apa, dilengkapi sistem kanggo nyediakke energi lan materi. Energy rawuh ing bentuk balok klempakan saka elektron (Sciaky) utawa laser Beam (Pom, Optomec,). Kadang sirah dipasang ing "tangan" robot nao iki.

Klasifikasi iki luwih wuwus bab intricacies saka teknologi aditif saka sing gedhe-gedhe sadurungé.

Babagan aplikasi

pasar teknologi aditif ing dinamika pembangunan ahead saka industri. Sawijining dina taunan wutah kira-kira ing 27%, miturut perusahaan IDC prakiraan sing dening 2019 bakal kanggo jumlah 26,7 milyar dolar dibandhingake 11 milyar ing 2015

Nanging, ing pasar AT wis durung kanggo mbukak potensial untapped ing prodhuksi barang konsumen. Nganti 10% saka perusahaan saka cahya saka produksi barang migunakaken ing Stamping sawijining. Lan akeh perusahaan wis dijupuk babagan pasar iki. Nanging isih 90% dadi menyang produksi, supaya nggawe aplikasi kanggo Manufaktur kanthi cepet saka produk bakal arah utama perkembangan industri ing mangsa.

Ing 2014, ing babagan teknologi Stamping cepet ing pasar saka aditif sanajan melorot, iku tetep paling - 35%, nuduhake produksi tansaya cepet lan ngrambah 31% nuduhake ing tumitah pribadi tetep tetep ing 25%, liyane wis nyumbang kanggo dening riset lan pendidikan.

Miturut sektor ekonomi, aplikasi AT-tech mbagekke minangka nderek:

• 21% - produk konsumen lan elektronik;
• 20% - mobil;
• 15% - medicine, kalebu Dentistry;
• 12% - aeronautics lan industri papan Manufaktur;
• 11% - produksi liya saka produksi;
• 8% - peralatan militer;
• 8% - tatanan;
• 3% - construction.

Pemain amatir lan profesional

AT-tech pasar dipérang dadi amatir lan profesional. pasar Amatir kalebu 3D-printer lan pangopènan, kang kalebu layanan, Consumables, lunak, lan dibangun kanggo pecandu individu, pendidikan lan gambaran saka gagasan lan nggampangake komunikasi ing tataran dhisikan pembangunan bisnis anyar.

Professional 3D-printer sing larang lan cocok kanggo Reproduksi lengkap. Padha duwe sawijining konstruksi, kinerja, akurasi, linuwih, bahan model sawetara lengkap. Iki mesin sing luwih rumit lan mbutuhake pangembangan skills khusus kanggo bisa karo piranti piyambak, karo bahan model lan software. Biasane, ing operator mesin dadi pakar profesional ing teknologi aditif karo pendidikan technical luwih.

Teknologi aditif ing 2015

Miturut laporan Wohlers Report 2015, 1988 lan 2014, 79.602 industri 3D-printer wis diinstal donya. . Sanalika 38,1% saka piranti biaya luwih saka 5 ewu dolar AS saka USA, 9.3% - Japan 9.2% - kanggo China, lan 8,7% - Jerman. Liyane donya sing adoh ahead saka pemimpin. Saka 2007 kanggo 2014 volume taunan saka dodolan printer desktop tambah saka 66 kanggo 139 584 Unit. Ing 2014, 91,6% saka dodolan nyumbang kanggo desktop 3D-printer, lan 8,4% - kanggo aplikasi industri Manufaktur aditif, MediaWiki saka kang, Nanging, nyumbang kanggo 86,6% saka total, utawa 1,12 milyar dolar AS Absolute istilah. mesin Desktop contented 173,2 yuta dolar AS lan 13,4%. Ing 2016, sales sing samesthine kanggo tuwuh kanggo $ 7.3 milyar, ing 2018 - 12,7 milyar, ing 2020 pasar bakal tekan $ 21,2 milyar.

Miturut Wohlers, FDM-teknologi kemenangan, roto 300 merek donya, saben dina nambah modifikasi anyar. Sawetara wong sing didol mung lokal, supaya iku banget angel, yen ora mokal, kanggo golek informasi bab sawetara merek diprodhuksi saka 3D-printer. Karo kapercayan kita bisa ngomong sing nomer ing pasar mundhak karo saben dina maringaken. Ana bhinéka gedhe ing ukuran lan teknologi digunakake. Contone, perusahaan Berlin mrodhuksi ageng BigRep FDM-printer disebut BigRep ONE.2 ing rega 36 ewu. Euro, saged printing obyek nganti 900 x 1055 x 1100 mm kanthi resolusi 100-1000 microns, karo loro extruders lan kemampuan kanggo nggunakake macem-macem bahan.

Industry - kanggo

Industri aviation wis nandur modal akeh banget ing produksi aditif ing. Nggunakake teknologi aditif bakal ngurangi konsumsi bahan ngginakaken ing produksi bagean dening 10 kaping. Kaajab sing GE Aviation Company tahunan bakal nerbitaké 40 ewu. Injectors. Lan Airbus dening 2018 perusahaan iki arep print nganti 30 ton saka bagean saben sasi. Perusahaan cathetan wujud proses ing karakteristik bagean diprodhuksi ing cara dibandhingaké tradisional. Iku nguripake metu sing krenjang, kang dirancang kanggo mbukak 2.3 ton, ing kasunyatan, bisa tahan kathah nganti 14 ton nalika ngurangi bobot dening setengah. Kajaba iku, perusahaan nerbitaké rincian sheet aluminium lan konektor bahan bakar. Pesawat Airbus wis 60 ewu. Potongan, dicithak ing 3D-printer Stratasys Fortus Company. perusahaan industri aerospace uga nggunakake teknologi Manufaktur aditif. Antarane wong-wong mau: Bell Helicopter, BAE Systems, Bombardier, Boeing, Embraer, Honeywell Aerospace, Umum Dynamics, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Rolls-Royce lan SpaceX.

Digital teknologi aditif wis digunakake ing Pabrik macem-macem barang konsumen. Company materialize, layanan nyediakake aditif Manufaktur, sama karo Hoet Eyeware ing Pabrik kaca tingal niksa sesanti lan kacamata. 3D-model sing kasedhiya macem-macem layanan maya. Mung perusahaan Warehouse 3D lan SketchUp kurban 2.7 yuta conto. Ora tetep ing partai lan industri fashion. RS Print migunakake sistem sing ngukur meksa saka soles, kanggo print insoles individu. Desain sing lagi èkspèrimèn kanthi bikinis, sepatu lan ageman.

Stamping cepet

Ing Stamping cepet ngerti nitahaken saka produk rancangan ing wektu cedhak bisa. Iku salah siji saka aplikasi utama aditif teknologi Manufaktur. Prototype - jinis produk dibutuhake kanggo ngoptimalake wangun saka bagean evaluasi saka ergonomics, Kapabilitas verifikasi Déwan lan bener saka solusi tata. Sing kok abang urip Manufaktur bagean Ngartekno bisa nyuda wektu pembangunan. Uga, rancangan bisa dadi model dirancang kanggo aerodinamis lan hydrodynamic testing utawa fungsi verifikasi enclosures saka kluwarga lan peralatan medical. Akeh prototype digawe minangka model desain eksplorasi karo nuansa ing konfigurasi, werna lan maringi warno lan ing. D. Kanggo Stamping cepet migunakake inexpensive 3D-printer.

produksi kanthi cepet

Teknologi aditif ing industri duwe prospek gedhe. produksi ukuran cilik produk mawi géomètri Komplek lan bahan tartamtu umum ing damel kapal ing, engineering daya, surgery reconstructive lan medicine dental, industri aerospace. budidoyo Direct produk logam motivasi dening expediency ekonomi, minangka iki mode produksi ana kurang larang regane. Kanthi nggunakake teknologi aditif nggawe badan apa turbin lan shafts, ditanem lan prostheses, spare parts kanggo montor lan pesawat.

Pangembangan Manufaktur cepet lan nyumbang menyang Tambah pinunjul ing nomer saka bahan bubuk logam dhuwur. Yen ing 2000 ana 5-6 jinis serbuk, saiki iku nawakake macem saka sudhut, jumlah kanggo puluhan trek saka baja struktural logam larang regane lan superalloys.

Janjeni lan aditif teknologi teknik mesin, ngendi padha bisa digunakake ing Pabrik pribadi lan Piranti kanggo produksi seri - sisipan kanggo mesin injeksi ngecor, cetakan, cithakan.

Ultimaker 2 - paling 3D-printer ing 2016

Ing mratelakake panemume, majalah CHIP, kang dilakokaké testing lan dibandhingake karakteristik brayat 3D-printer, printer paling 2016 model Ultimaker 2 perusahaan Ultimaker, Reniforce RF1000 perusahaan Conrad lan Replicator Desktop 3D perusahaan Printer MakerBot.

Ultimaker 2+ ing model ningkataké migunakake teknologi simulasi dening fusing. 3D-printer bedo kekandelan cilik lapisan saka 0,02 mm, itungan wektu cilik, printing kurang biaya (2600 samubarang kang angel saben 1 kg saka materi). Fitur Key:

• ukuran kamar apa - 223 x 223 x 305 mm;
• bobot - 12,3 kg;
• ukuran sirah - 0.25 / 0,4 / 0,6 / 0,8 mm;
• mati suhu - 180-260 ° C;
• lapisan résolusi - 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 microns;
• Print Speed - 8-24 mm ³ / s;
• tliti XYZ - 12,5-12,55 microns;
• materi - PLA, ABS, CPE diameteripun 2.85 mm;
• Software - Cura;
• jinis-jinis file didhukung - STL, OBJ, AMF;
• konsumsi daya - 221 W;
• rega - 1895 euro, lan model basa 2495 euro lengkap.

Miturut reviews customer, printer iku cahya kanggo nginstal lan nggunakake. Pengetan resolusi dhuwur, amben poto-ngatur, macem-macem gedhe saka materi sing digunakake, nggunakake software open source. Cacat kalebu printer mbukak desain printer, kang bisa kasil Burns saka materi panas.

Printer LulzBot Mini 3D

Ing review saka majalah PC Magazine Ultimaker 2 lan Replicator Desktop 3D Printer uga ngetik ndhuwur telu, nanging ing kene Panggonan kapisan yaiku LulzBot printer Mini 3D Printer. specifications minangka nderek:

• ukuran kamar apa - 152 x 152 x 158 mm;
• Bobot - 8,55 kg;
• mati suhu - 300 ° C;
• kekandelan lapisan - 0.05-0.5 mm;
• Print Speed - 275 mm / s ing dhuwur saka lapisan 0,18 mm;
• materi - PLA, ABS, hips, PVA, PETT, polyester, nilon, polycarbonate, PETG, PCTE, PC-ABS, lan diameter wong 3 mm.
• Software - Cura, OctoPrint, BotQueue, Slic3r, Printrun, MatterControl etc;.
• konsumsi daya - 300 W;
• rega - $ 1 250.

Sciaky EBAM 300

Salah sijine mesin industri paling apik ing produksi aditif yaiku EBAM 300 perusahaan Sciaky. Senapan elektron-beam digunakake lapisan logam kanthi kecepatan nganti 9 kg saben jam.

• Ukuran ruangan sing digunakake yaiku 5791 x 1219 x 1219 mm;
• Tekanan ruang vakum yaiku 1x10 ^-4 Torr;
• Konsumsi daya - nganti 42 kW kanthi tegangan 60 kV;
• Teknologi - ekstrusi;
• Bahan - titanium lan titanium alloy, tantalum, inconel, tungsten, niobium, stainless steel, aluminium, baja, tembaga-nikel paduan (70/30 lan 30/70);
• Volume maksimum 8605.2 liter;
• Harga - 250 ribu dolar AS.

Teknologi aditif ing Rusia

Mesin industri kelas ing Rusia ora diprodhuksi. Saiki, mung perkembangan ing "Rosatom", pusat laser MSTU. Bauman, Universitas Stankin, Universitas Politeknik Petersburg, Universitas Federal Ural. "Voronezhselimmash", sing ngasilake printah 3D pendidikan lan omah tangga "Alpha", ngembangake instalasi aditif industri.

Kahanan sing padha karo habis pakaryan. Pimpinan ing perkembangan bubuk lan komposisi bubuk ing Rusia yaiku VIAM. Padha gawé wêdakakêna kanggo teknologi aditif, digunakake ing ndandani bilah turbin, ditugasake dening Perm Aviadvigatel. Perkembangan uga ing All-Russian Institute of Light Alloys (VILS). Perkembangane ditindakake dening maneka pusat teknik ing saindhenging Federasi Rusia. Rostekh, Cabang Ural saka Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, UrFU ngembangake rancangane dhewe. Nanging wong-wong ora bisa ngilangi permintaan cilik 20 ton bubuk saben taun.

Ing salebeting punika, pamarentah paring dhawuh babagan Kementrian Pendidikan, Kemahasiswaan Perekonomian, Kementerian Perindustrian, Kementerian Komunikasi, RAS, FAO, Roskosmos, Rosatom, Rosstandart, lembaga pembangunan kangge damel program riset lan pengembangan. Kanggo ngrampungake, diajukake kanggo nyedianake alokasi anggaran tambahan , uga kanggo nimbang kemungkinan pembiayaan bareng dana saka NWF lan sumber liyane. Dianjurake kanggo ndhukung teknologi produksi anyar, kalebu aditif, RVC, Rosnano, dana Skolkovo, ekspor agensi Exar, Vnesheconombank. Kajaba iku, pamarentah, diwakili dening Kementerian Perindustrian lan Perdagangan, bakal nyiapake bagean saka program negara kanggo ngembangake lan nambah daya saing industri.