Генеральный директор MELD Manufacturing Нэнси Хардвик о революции в аддитивном производстве металлов

Производственная корпорация MELD внедряет радикально новую технологию, позволяющую 3D-печать металлов без плавления. После десяти лет разработки вместе с Aeroprobe, весной 2018 года компания MELD выделилась в дочернюю компанию и в апреле 2018 года представила свою крупномасштабную машину B8. Модель B8 бросает вызов традиционной 3D-печати металла с порошковым слоем, используя твердотельный процесс изготовления, основанный на сварке трением с перемешиванием. Связывая металл трением и давлением, а не теплом, MELD открывает множество уникальных преимуществ.

Видение производства MELD

MELD — это малый бизнес, принадлежащий женщинам, основанный в прошлом году в Вирджинии. В 2018 году он получил престижную награду R&D 100 — международный конкурс, на котором отмечаются 100 самых инновационных продуктов по всему миру. Наша миссия — произвести революцию в производстве и обеспечить возможность ремонта того, что не подлежит ремонту. В отличие от многих компаний-производителей, специализирующихся исключительно на создании деталей, подход MELD охватывает выбор материалов, аддитивное производство и постпроизводственный ремонт, что позволяет конструкторам создавать детали с нуля для достижения оптимальных характеристик.

Как работает технология MELD

Основная инновация MELD — это твердотельный процесс. В отличие от традиционных методов AM, при которых плавится металл, MELD использует вращающийся полый инструмент для приложения экстремального давления и трения как к исходному материалу, так и к основному материалу. Это пластически деформирует материалы, позволяя им «перемешиваться» друг с другом — процесс аддитивного трения-перемешивания. Зернистая структура измельчена, что обеспечивает превосходную прочность, коррозионную стойкость и ударную усталость. Поскольку процесс происходит ниже температуры плавления, MELD может обрабатывать порошки, хлопья, крошку и твердые бруски без строгих спецификаций материалов — в отличие от многих систем AM, которым требуется запатентованное сырье.

MELD работает в открытой атмосфере, что устраняет необходимость в вакууме или защите инертным газом. Это снижает затраты, повышает безопасность и делает процесс экологически чистым. Это также позволяет плавно масштабировать детали большого размера, что критически важно для таких применений, как ремонт кораблей, космических кораблей и мостов, без ограничений, налагаемых системами с закрытой камерой.

Потребление энергии низкое, поскольку не используются лазеры, а скорость осаждения высокая. Готовые детали имеют полную плотность, что позволяет исключить такие этапы последующей обработки, как горячее изостатическое прессование (HIP) или спекание.

Сравнение MELD с другими методами АМ металлов

Каждая металлическая технология АМ имеет свою нишу. Отличительными особенностями MELD являются его твердотельная природа, возможность работы под открытым небом и беспрецедентная универсальность материалов. Он может создавать или ремонтировать очень большие детали, наносить износостойкие или баллистические покрытия и модифицировать существующие компоненты. Низкотемпературный процесс приводит к минимальному остаточному напряжению, что особенно ценно для деталей аэрокосмической и автомобильной промышленности, требующих точной геометрии и структурной целостности.

MELD также позволяет создавать сплавы на месте и изготавливать композиты с металлической матрицей, что является преимуществом для быстрого прототипирования новых составов материалов. Более того, технология доказала способность перерабатывать машинные чипы в готовые детали, подтверждая свою экологичность.

Влияние 3D-печати металлом на отрасль

Аддитивное производство металлов обеспечивает экономию средств, повышение производительности, сокращение логистики и возможность ремонта компонентов на месте. Эти преимущества применимы практически ко всем отраслям, где в производстве используется металл. Гибкость MELD, позволяющая работать с широким спектром материалов и размеров деталей, делает его особенно привлекательным для различных секторов, от аэрокосмической до энергетической.

Текущее состояние и перспективы аддитивного производства

Мы находимся на заре новой эры, переходя от Индустрии 4.0 к Индустрии 5.0. В ближайшие пять лет произойдет переход от быстрого прототипирования к комплексному проектированию материалов и оптимизации производительности на стадии проектирования. Оценивая и адаптируя свойства материала, такие как локальная пластичность или прочность, прямо на этапе разработки концепции, мы можем раскрыть весь потенциал АМ.

Основные проблемы на пути более широкого внедрения

Самым большим препятствием является отсутствие собственного опыта. Многие компании доверяют разработку стратегии AM людям, чьи основные обязанности лежат в другом месте. Для ускорения внедрения необходимы преданные внутренние лидеры и стратегическое распределение ресурсов.

Размер компании и опыт AM

Размер не определяет возможности. Маленькие фирмы могут действовать быстро и принимать смелые решения, тогда как более крупные организации могут бороться с инерцией. Важнейшим фактором является способность принимать изменения и быстро внедрять решения AM.

Начало работы с 3D-печатью металлом

Начните с оценки размера продукта, требований к материалам и критериев производительности. Сопоставьте их с возможностями доступных процессов AM. После освоения основ возможности снижения затрат, времени и веса расширяются в геометрической прогрессии. Образование и практический опыт — лучшие движущие силы интереса.

Что ждет производство MELD

MELD ориентируется на «Индустрию 5.0», объединяя материаловедение, машиностроение и электротехнику, а также индивидуализацию дизайна. Предстоящие инициативы включают в себя создание более крупной машинной платформы, сертифицированную программу обучения операторов и исследовательский консорциум для ускорения инноваций.

Женщины в 3D-печати

На недавнем мероприятии «Женщины в производстве», организованном Volvo Trucks, я подчеркнула, что женщины привносят в работу смелость, сотрудничество и стойкость. Инклюзивная культура MELD призывает всех, кто хочет воспользоваться шансом, присоединиться к этой преобразующей технологии.

Чтобы узнать больше о компании MELD Manufacturing, посетите meldmanufacturing.com .