Сравнение технологий 3D-печати на металле

США. Пример использования армии

Производство нитей с металлическим сплавлением (экструзия связанного порошка)

Metal FFF - это самая доступная и безопасная технология аддитивного производства металлов на рынке сегодня.

Как работает Metal FFF

В этом процессе используется связанное порошковое сырье, изготовленное из металлических материалов для литья под давлением (металлический порошок, связанный воскообразными полимерами). Здесь используется система удаления вяжущего и печь для спекания.

Metal FFF - это трехэтапный процесс. Он использует связанный порошок и спекание , высокоэнергетический процесс, при котором детали, напечатанные на 3D-принтере с использованием металлического порошка, полностью превращаются в твердый металл:

Дифференциаторы

• Доступность . Владение металлическим принтером FFF требует значительно меньших затрат на владение и эксплуатацию, чем на другие металлические принтеры.

• Безопасность. Металлическая нить для 3D-принтера, состоящая из связанного порошка, относительно безопасна в использовании, а машины можно эффективно использовать с минимальным обучением и СИЗ.
• Высокая доходность по первой части. Это достигается за счет использования процесса объемного спекания, который вызывает меньше внутренних напряжений, чем избирательное спекание.
• Широкий доступ к материалам. В будущем есть потенциал для еще более широкой совместимости с будущими состояниями. Металлические типы промышленных 3D-принтеров могут включать экзотику и сплавы.

Рекомендации

• Не оптимизирован для твердых деталей. Обычно машины печатают детали с заполнением с закрытыми ячейками. Хотя металл FFF может печатать твердые детали, это может привести либо к увеличению времени печати, либо к ограничению разнообразия деталей, которые могут быть изготовлены.
• Детали формы, близкие к сетке. В то время как детали могут быть подвергнуты последующей обработке для достижения жестких допусков, если это необходимо, процесс металлической FFF обычно позволяет печатать детали почти чистой формы.

Текущий прогноз

Metal FFF стремительно развивается, а машины по-прежнему становятся более производительными и надежными. Новые функции постоянно расширяют базу приложений. Многие отрасли промышленности находят применение в самых современных областях применения металлической FFF.

Долгосрочная перспектива

По мере того, как металл FFF продолжает развиваться, все больше материалов и возможностей будут продолжать диверсифицировать области применения, для которых может использоваться технология. Металлические принтеры FFF станут обычным явлением на производственных предприятиях благодаря своей доступности, доступности и универсальности при 3D-печати металлических деталей сложной конструкции.

Powder Bed Fusion

Как работает Powder Bed Fusion

Лазер, установленный на портале, отслеживает траекторию данного слоя, точно сплавляя металлический порошок.

1. Система распределения порошка проталкивает новый слой рыхлого порошка на формирующую часть.

2. Лазер расплавляет следующий слой, и процесс повторяется.

3. После печати детали очищаются от порошка и обрабатываются по мере необходимости.

Дифференциаторы

• Может печатать специализированные детали . Это включает в себя сверхсложные геометрические формы, большие детали и большие полностью плотные детали.
• Зрелая технология. В результате существует большой выбор материалов и несколько игроков отрасли, предлагающих широкий выбор машин.

Рекомендации

• Цена. Наплавление на порошковой основе остается дорогостоящим, и цена на металлические 3D-принтеры для этой технологии обычно превышает 500 тысяч долларов на приобретение и установку.
• Операции. Требуется наличие квалифицированного оператора, значительного изолированного пространства на производственном этаже, а также дорогостоящих средств индивидуальной защиты (СИЗ) и модификации оборудования. Это увеличивает стоимость 3D-печати металлом.
• Обращение к изысканным деталям. Сложные металлические детали, напечатанные на 3D-принтере, потребуют множества итераций, чтобы получить успешную и точную печать. В процессе возникают внутренние напряжения, которые могут привести к растрескиванию и деформации. Однако высококачественные детали можно напечатать после ввода параметров печати и проектирования.

Текущий прогноз

Порошковая наплавка остается лидером на рынке 3D-печати металлом. Есть небольшое количество ведущих игроков отрасли с расширенными возможностями, а также класс новых участников, пытающихся занять определенную нишу или предложить более конкурентоспособное по стоимости решение. Отрасли, известные своими сверхспециализированными высокопроизводительными приложениями, первыми начали внедрять сплавление в порошковых слоях, включая аэрокосмическую, автомобильную и медицинскую.

Долгосрочная перспектива

Ожидается, что более широкое распространение приведет к еще большему количеству инновационных применений технологии плавления в порошковой подложке. По мере того, как все больше отраслей начнут использовать эту технологию 3D-печати металлом, появятся более разнообразные приложения. Повышенная конкуренция поможет управлять более доступными машинами.

Распыление связующего

При струйной очистке связующего используются специальные жидкие полимерные связующие для формирования деталей путем склеивания рыхлых металлов. В результате этого процесса создаются слегка связанные детали, которые можно спекать партиями. Распыление вяжущего - это новая технология, имеющая большой потенциал и развивающаяся технология, на которую стоит обратить внимание.

Как это работает

При струйной печати связующего используется двухэтапный процесс, включающий сыпучий порошок и спекание после печати:

1. В процессе 3D-печати металлом струйная печатающая головка точно наносит специальное связующее на слой металлического порошка. После того, как каждый слой напечатан, машина наносит сверху больше порошка аналогично расплавлению порошкового слоя, повторяя процесс печати и распределения до тех пор, пока детали не будут построены.
2. Хрупкие детали сначала тщательно очищаются от порошка, а затем спекаются, сжигая связующее и сплавляя их вместе в полностью металлические части.

Дифференциаторы

• Высокая скорость печати. Процесс печати очень быстр и позволяет изготавливать множество деталей одновременно.
• Точность . Высокоточные струйные головки хорошо подходят для создания сложных деталей и замысловатых элементов.

Рекомендации

• Безопасность и обращение. Использование рассыпчатого порошка вызывает опасения по поводу безопасности и обращения с ним.
• Цена. Минимальная стоимость приобретения - не менее 300 тысяч долларов. Цены могут вырасти до 2 миллионов долларов.
• Частичная пористость. Не было доказано, что этот процесс имеет надежные и воспроизводимые механические свойства в широком масштабе.
• Размер детали и конструктивные ограничения. До сих пор многое неизвестно о размере и сложности деталей, которые могут эффективно производить машины для струйной обработки вяжущего.
• Долговечность зеленых деталей. После печати прочность металла, напечатанного на 3D-принтере, очень низкая, что потенциально может повлиять на производительность и ограничения деталей.
• Повторяемость. Можно ли с помощью этой технологии точно и многократно печатать металлические детали на 3D-принтере - это вопрос без ответа.

Текущий прогноз

Распыление вяжущего все еще является развивающейся технологией, и только несколько производителей работают в этом космосе. В то время как крупные игроки инвестируют в технологию, реальных пользователей не так много.

Долгосрочная перспектива

Некоторые отраслевые аналитики предсказывают, что струйное распыление связующего может стать будущим массового производства при 3D-печати функциональных деталей из металла. Однако эти прогнозы зависят от того, найдут ли производители ответы на ключевые технические вопросы, стоящие перед процессом.

Загрузите наши бесплатные руководства по 3D-печати из металла

• Основы 3D-печати на металле
• Глубокое погружение в печать FFF в металле
• Приложения для 3D-печати на металле