5 инновационных вариантов использования 3D-печати на металле

Согласно отчету Wohlers за последний год, объемная печать на металле быстро выросла. Хотя не все промышленные приложения подходят для этой технологии, есть несколько случаев, когда металлическая 3D-печать вполне может быть правильным производственным выбором. Большая свобода проектирования, сложность и меньшая стоимость:эти и другие преимущества демонстрируют, как инвестиции в технологии 3D-печати металлом могут помочь компаниям производить инновационные продукты. Сегодня мы рассмотрим области применения 3D-печати металлом, которые уже доказали свою пригодность для этого метода производства.

Медицинское оборудование

Медицинская промышленность давно использует 3D-печать для создания прототипов и 3D-моделей для хирургического планирования. Огромные разработки в области биомедицинской и медицинской 3D-печати также сделали реальностью перспективу более персонализированного ухода. Здесь металлическая 3D-печать становится самостоятельной, предоставляя специалистам в области здравоохранения экономичный способ производства индивидуальных, одноразовых медицинских устройств . , такие как имплантаты и зубные протезы, которые уникально адаптированы к анатомии пациента.

Создание таких сложных и замысловатых устройств не всегда доступно с помощью традиционных подходов, таких как литье или механическая обработка, не в последнюю очередь из-за высокой стоимости производства. С другой стороны, 3D-печать металлом уникально подходит для задачи создания очень сложных деталей в небольших объемах, что делает ее экономически жизнеспособной альтернативой для медицинских приложений.

Ряд биосовместимых металлов, таких как титан, кобальт-хромовые сплавы, тантал, а также драгоценные металлы, такие как золото, серебро и платина, уже можно использовать для 3D-печати медицинских устройств. Показательный пример:благодаря 3D-печати на металле австралийский нейрохирург смог изготовить титановый спинномозговой имплант, чтобы облегчить нервную боль пациента. Имплант был разработан с учетом анатомии пациента, в то время как стандартная замена не смогла бы облегчить боль таким же образом.

Что касается стоматологии, то можно сказать, что 3D-печать металлом может использоваться для создания небольших партий стоматологических деталей с индивидуальными требованиями. Argen - одна из компаний, которая специализируется на цифровых стоматологических технологиях и использует металлические сплавы в порошковой форме для изготовления индивидуальных реставраций зубов по запросу. В этом случае.

Детали самолета

Металлическая 3D-печать стала огромным благом для аэрокосмической промышленности, особенно потому, что эту технологию можно использовать для создания легких металлических компонентов, тем самым повышая эффективность. Некоторые компоненты самолетов уже могут быть напечатаны на 3D-принтере из металла, включая рабочие колеса, теплообменники, форсунки и гильзы камеры сгорания. Хотя эти критически важные для полета компоненты, что неудивительно, должны пройти строгие процедуры сертификации, многие из них уже установлены на самолетах. Например, титановые кронштейны, напечатанные на 3D-принтере, используются на серийных коммерческих самолетах Airbus A350 XWB. Boeing также собирается установить на свой 787 Dreamliner конструкционные титановые компоненты, напечатанные на 3D-принтере.

GE - еще одна компания, которая является пионером в области 3D-печати металлом. В дополнение к своим знаменитым топливным форсункам, напечатанным на 3D-принтере, компания также создает GE Catalyst, усовершенствованный турбовинтовой двигатель, более трети компонентов которого производятся с использованием 3D-печати и различных металлов. Благодаря новому подходу к проектированию инженеры GE смогли сделать компонент более эффективным . за счет сокращения количества отдельных частей с 855 до 12. Эта новая конструкция может помочь снизить расход топлива двигателем на 20% и увеличить мощность на 10%.

Ювелирные изделия

Ювелирная промышленность уже максимально использует 3D-печать металлом, чтобы воплотить в жизнь уникальные и ранее невообразимые дизайны. Однако, помимо дизайнерских новшеств, преимущества использования 3D-печати металлом включают более быстрое выполнение заказа, сокращение отходов материалов (что особенно полезно в случае дорогостоящих драгоценных металлов) и возможность выделиться на высококонкурентном рынке.

Ювелирная компания Boltenstern, например, использовала EOS PRECIOUS M 080 для создания своей коллекции украшений «Embrace», напечатанных на 3D-принтере из золота и платины. Используя эту технологию, Boltenstern смог создать ранее недостижимый уровень настройки и сложности дизайна. Аналогичным образом часовая компания Montfort использовала высокоточную технологию струйной обработки металлической связки для создания стальных циферблатов для своей коллекции часов «Strata», добиваясь очень сложных геометрических форм, невозможных при использовании традиционных технологий производства.

Запасные части



Для таких отраслей, как нефтегазовая или оборонная промышленность, управление часто ограничиваемыми поставками замена запчастей в удаленных и оффшорных точках - серьезная проблема. Случаи задержек с поставками, особенно в случае особо удаленных мест. К счастью, 3D-печать может помочь трансформировать цепочку поставок запасных частей благодаря способности производить детали поблизости или в месте их использования. Перспектива 3D-печати металлических деталей по запросу также может помочь снизить дорогостоящие складские расходы.

Кроме того, 3D-печать также может использоваться в тех случаях, когда нет существующих версий детали. В этом случае 3D-печать, наряду с обратным проектированием, может быть использована для экономичного производства копий устаревших деталей.

Инструменты

Как ни странно, 3D-печать металлом также ценится для создания вспомогательных инструментов. Ключевым элементом производственного процесса является полость формы, заполненная расплавленным материалом, который охлаждается и затвердевает, чтобы соответствовать конфигурации полости.

Традиционно пресс-формы фрезеруются на станках с ЧПУ и могут подвергаться многократным изменениям конструкции, что занимает несколько недель, прежде чем будет получен окончательный дизайн. Во время этого процесса тратится много материала, что приводит к этапу настройки, который требует больших затрат и времени. Однако с помощью 3D-печати металлом формы для литья под давлением могут изготавливаться гораздо более экономично:технология использует материал только там, где это необходимо, сокращая отходы материала, позволяя более частые изменения конструкции и более короткие сроки выполнения работ.

Кроме того, Используя аддитивное производство, инженеры могут создавать формы для литья под давлением с улучшенной функциональностью. Это может быть достигнуто за счет интеграции охлаждающих каналов более сложной формы в конструкцию. Равномерная теплопередача внутри формы помогает достичь более высоких характеристик охлаждения. Поставщик пресс-форм Conformal Cooling Solutions использует роботизированную систему наплавки и материалы из инструментальной стали (углеродистой и легированной стали) для 3D-печати литьевых форм с конформными каналами. Используя эту технологию, компания сокращает время цикла на 25%, одновременно улучшая качество деталей.

3D-печать металлом:когда это верное решение?

Как правило, 3D-печать металлом является идеальной технологией для производства сложных деталей на заказ, которые сложно или очень дорого создать с использованием традиционных методов производства. Несмотря на относительно недавнюю эволюцию 3D-печати, 3D-печать металлических деталей уже показала большие перспективы для широкого спектра приложений и отраслей.

Подробнее о 3D-печати металлом

Все, что вам нужно знать о струйной обработке металлических связующих

Подробное руководство по 3D-печати на металле

Создание легких деталей с помощью 3D-печати из металла