Технология и процессы 3D-печати на металле:подробный обзор

Наступила четвертая промышленная революция

За последние 300 лет человечество стало очень хорошо производить детали в больших масштабах. Первые три промышленные революции представили заемные средства для повышения производительности на порядки. Первая промышленная революция привела к появлению энергии пара, вторая привела к концепции экономичной сборочной линии, а третья революция принесла вычислительную мощность и автоматизацию. Сейчас мы переживаем четвертую промышленную революцию, когда цифровое производство снова открывает возможности для увеличения производственных мощностей. Но есть проблема:производство небольших объемов деталей, особенно с высокой вариабельностью, по-прежнему остается сложной задачей. Ограничивающим фактором снова является один-единственный человек, который необходим для настройки, фиксации, программирования и запуска специальных частей. Все промышленные достижения до этого момента не могли обеспечить такой же эффект в этих одноразовых сценариях.

Прочтите наше Руководство по металлическому дизайну

Решение проблемы одной детали

Откройте для себя функциональную 3D-печать от Markforged. Впервые появилась альтернатива традиционным методам производства, позволяющая получать детали со свойствами, подходящими для конечного использования. Внедрение процесса 3D-печати металлом ADAM открыло проблему, которая веками преследовала производителей:как эффективно производить отдельные детали? Производство мелкосерийных деталей с большим количеством деталей идеально подходит для технологии 3D-печати металлом, потому что все препятствия, которые ранее мешали традиционному производству (установка, крепление, программирование и т. Д.), В значительной степени устранены. Теперь сложным производственным графиком можно управлять удаленно с помощью облачного программного решения, управляя парком принтеров в разных регионах. Мы вступаем в эру распределенного производства с 3D-печатью во многом так же, как дискретные вычисления произвели революцию в мире более 20 лет назад.

Металлическая 3D-печать не новость и, конечно же, не была изобретена Markforged - так почему именно сейчас? Процесс 3D-печати металлом ADAM представляет собой революционный технологический прогресс, который снижает входной барьер в 10 раз по сравнению с другими технологиями металлической печати. Это означает, что стоимость оборудования меньше, требования к оборудованию меньше, и, что более важно, детали, произведенные с помощью этой технологии, также значительно дешевле. С такими материалами, как нержавеющая сталь 17-4 PH, инструментальная сталь A2, инструментальная сталь H13, а вскоре и Inconel 625 и титан 6Al-4V, легко понять, почему эта технология привлекает внимание в отрасли. Производственные компании теперь обращаются к технологиям добавления металлов в дополнение к инструментам, приспособлениям, функциональному прототипированию и мелкосерийному производству деталей. Никогда не было так просто производить единичные металлические детали.

Получите бесплатную металлическую открывалку для бутылок, напечатанную на 3D-принтере

Как работает процесс ADAM

Процесс печати металлом ADAM основан на 50-летней практике литья металлов под давлением (MiM). Вместо использования формы (которая сама по себе требует значительного времени и усилий для производства), в процессе ADAM вместо этого используется 3D-принтер для достижения начальной геометрии зеленого состояния. Это достигается методом печати методом FFF (Fused Filament Fabrication) или методом экструзии с использованием специальной нити, состоящей из металлических частиц и двух связующих веществ. После того, как деталь напечатана, ее помещают в смывку растворителем, где пассивно удаляется часть связующего. Эта стадия стирки является периодическим процессом, поэтому можно обрабатывать сразу несколько деталей. Когда деталь полностью промыта, на что указывает целевое уменьшение массы, ее помещают в печь. Эта печь будет работать в автоматическом режиме и будет повышать температуру, чтобы сначала выгореть оставшийся связующий агент, а затем полностью спекать частицы металла вместе. Стоит отметить, что печь также является периодическим процессом, поэтому можно запускать несколько частей (одной и той же металлургии) одновременно. Конечным результатом является готовая к использованию металлическая деталь, которая при необходимости может быть подвергнута дальнейшей постобработке.

Однако не все детали подходят для процесса 3D-печати металлом ADAM. В конце концов, это инструмент, и некоторые инструменты лучше подходят для определенных задач (например, токарный станок или фрезерный станок). Технологии накладывают ограничения по размеру и геометрии, которых необходимо придерживаться, чтобы производить качественные детали. Наиболее подходящие детали разрабатываются с учетом технологического процесса - эту практику чаще всего называют DfAM (Дизайн для аддитивного производства). Прекрасным примером этого является корпус привода Stanley Black &Decker, показанный ниже. Когда пользователи работают в соответствии с рекомендациями, процесс ADAM лучше всего подходит для производства металлических деталей для инструментальной оснастки для поддержки участков аддитивного производства, мелкосерийных и смешанных деталей, а также функциональных прототипов.

Четвертая революция и будущее производства

Четвертая промышленная революция цифрового производства уже меняет производственный ландшафт. Внедрение дискретной 3D-печати металлом позволяет компаниям решить извечную проблему экономичного массового производства мелкосерийных изделий. Процесс 3D-печати металлом ADAM от Markforged является самой дешевой и простой в использовании технологией металлической печати на рынке для удовлетворения этой потребности. Комплексное предложение от Markforged, включая программное обеспечение мирового уровня и полный спектр возможностей материалов инженерного класса, включая пластмассы, композиты и металлы, означает, что клиенты могут решать широкий спектр проблем, которые их традиционно преследовали.

Если вы хотите узнать больше о процессе 3D-печати металла ADAM и принтере Metal X от Markforged, запросите демонстрацию продукта на нашем веб-сайте.