Металлическое аддитивное производство: трансформация производства для авиакосмики и не только

Аддитивное производство (3D-печать) охватывает мир промышленной автоматизации.

Вместо создания форм и удаления материала, производители теперь могут просто добавлять слои материала для изготовления изделий при более низкой стоимости и с меньшими отходами. Металлическое аддитивное производство (металлическая 3D-печать) в частности набирает популярность, особенно в таких отраслях, как авиакосмика.

По недавнему отчету AMPOWER, рынок металлического аддитивного производства ожидает рост на 27,9% к 2024 году. С металлическим аддитивным производством компании могут изготовить прочную, высоко сложную металлическую деталь с меньшим материалом и усилием, чем традиционными процессами.

Чтобы suivre тенденциям отрасли, вот ваш краткий гид по металлическому аддитивному производству.

Металлическое аддитивное производство: объяснение

В отличие от конвенционального производства, требующего форм и обрезки, аддитивное производство строит изделия снизу вверх с использованием сложного 3D-печатающего оборудования. Базовый процесс происходит в пяти шагах:

1. Создание цифровой модели
2. Подготовка к печати: выпрямление, редактирование размеров отверстий, добавление поддержек и т.д.
3. Нарезка 3D-модели на слои
4. Печать детали слой за слоем
5. Постобработка в конечный продукт

Хотя процесс остается в целом тем же, существует несколько способов печати изделий с металлическим аддитивным производством. Вот несколько самых распространенных:

• Порошковое слоевое сплавление — металлический порошок размещается на столе, и высокоэнергетические электронные лазеры точно сплавляют порошок слой за слоем для создания конечного изделия
• Металлический джеттинг — металлический материал плавится и наносится прямо на стол. Жидкий металл быстро остывает, и новые слои добавляются до завершения изделия
• Печное сплавление сплава — металлический порошок соединяется с жидким связующим агентом. По мере добавления слоев связующего агента конечный продукт принимает форму

Каждый тип может создавать множество деталей из широкого спектра материалов. Популярные металлические материалы: никелевые сплавы (Inconel 718, Inconel 625), нержавеющая сталь, алюминий, медь.

Плюсы и минусы металлического аддитивного производства

Много преимуществ, но не идеально для каждого типа производства. Краткий гид:

Преимущества

• Снижение требований к пространству и затратам на хранение деталей за счет способности производить детали по запросу локально
• Меньше отходов без необходимости обрезать или резать детали из больших материалов, что также снижает производственные затраты
• Быстрое производство новых продуктов без создания форм
• Быстрое прототипирование ускоряет разработку продуктов и дает конкурентное преимущество
• Сборка не требуется. Детали могут печататься целиком без сборки множества частей
• Конструирование высоко сложных деталей с минимальными усилиями или навыками

Недостатки

• Медленное время построения — аддитивное производство не идеально для больших производственных партий
• Более высокие первоначальные затраты с более дорогим оборудованием
• Размер изделия ограничен ограничениями системы. Потребительские принтеры обычно имеют столы меньше кубического фута

Хотите узнать больше об аддитивном производстве? Посмотрите блоги Spatial: 3D-печать для аддитивного производства — что нужно знать Процесс SLS в аддитивном производстве

Применение металлического аддитивного производства

Изначально металлическое аддитивное производство использовалось в основном для прототипирования. Производители могли быстро проектировать и печатать тестовые изделия перед инвестициями в формы и оборудование для крупных серий. По мере развития технологии и удешевления, оно было принято широким спектром отраслей.

Авиакосмическая отрасль — один из главных пользователей. Авиакосмические компании используют аддитивное производство для проектирования и изготовления высоко сложных металлических деталей, невозможных конвенциональными методами.

Благодаря меньшим отходам авиакосмические производители могут снизить вес без жертвы структурной целостности — критично при проектировании воздушных судов.

Медицинская отрасль также использует аддитивное производство для создания уникальных инструментов и приборов для специфических процедур. Медицинские работники больше не ждут проектирования и изготовления инструментов производителем. Они могут создать точные инструменты за долю времени — при гораздо более низкой стоимости, внутри компании для помощи в сложных процедурах.

Оптимизация производства с металлическим аддитивным производством

Металлическое аддитивное производство может не заменить конвенциональные процессы, но предлагает значительные преимущества для производителей во многих отраслях.

Если вы заинтересованы в ускорении металлического аддитивного производства, поговорите с экспертами Spatial. Более 35 лет мы помогаем производственным бизнесам разрабатывать 3D-программные приложения для оцифровки рабочего процесса с нашими SDK 3D-моделирования и экспертизой.

Свяжитесь с нами, чтобы узнать, как Spatial может поднять ваш производственный процесс и оцифровать рабочий процесс.