3d принтер по алюминию. Причины перехода на объемную печать из металла. Свеженапечатанные детали методом Direct metal laser sintering

В настоящее время 3d печать металлом рассматривается, как одна из наиболее перспективных технологий, которая в недалеком будущем может вытеснить современные методы прототипирования.

Исследователи усердно работают над тем, чтобы в ближайшее время принтеры, печатающие металлом, появились на строительных площадках, в металлургической промышленности и на пищевом производстве.

Вам не кажется, что создатели «Терминатора» смогли предугадать будущее?

Только представьте, как изменится наш мир в лучшую сторону, если каждый из нас сможет наладить производство металлических сооружений и конструкций у себя дома.

Говорить о перспективах металлопечати можно бесконечно, но для начала лучше подробнее разобраться с тем, что представляют собой современные 3D принтеры для печати металлом.

Еще недавно литье, рассматривалось как единственный недорогой и выгодный с экономической точки зрения метод изготовления трехмерных металлоконструкций.

С появлением FDM принтеров его гегемония несколько пошатнулась, однако в начале двухтысячных годов мало кто верил в то, что технология трехмерной печати эволюционирует до такой степени, что на повестке дня встанет вопрос о комплексном реформатировании металлургийной промышленности.

Принцип послойного выращивания объемного объекта изначально использовался только при создании аппаратов, работающих с пластиком и глиной.

Прошло немало времени, прежде чем появился 3d принтер по металлу, способный оказать достойную конкуренцию традиционным методам металлопроизводства.

Технологии 3д печать металлом:

На данный момент существует всего несколько технологий, которые используются для печати металлом: лазерные 3d принтеры и струйные. Обе они подразумевают аккуратное и постепенное наслаивание «чернил» слой за слоем для построения заданной фигуры. Тем не менее, инженеры нашли сразу несколько способов, позволяющих вырастить твердый объект на платформе построения.

Селективное лазерное спекание

Технология SLS, также известная под названием Direct metal laser sintering, позволяет создавать металлические объекты из плавкого порошка – металлической глины. Впервые данный материал был показан в 1990 году в Японии. Тогда его использовали для лепки примитивных форм. В промышленности применять его стали лишь спустя десять лет после открытия.

Металлоглина изготавливается из смеси металлической стружки, органического связующего вещества и воды. При обжигании связующее вещество и вода выгорают, что превращает металлический порошок в монолитный объект.

Свеженапечатанные детали методом Direct metal laser sintering:

Для обработки металлоглины SLS-принтеры используют лазер. Порошок наносится на поверхность платформы ровным слоем, после чего разглаживается специальным валиком.Затем лазерное излучение корректирует слой металлоглины так, как это запрограмированно в шаблоне.

Процесс повторяется раз за разом, пока фигура не приобретет нужные размеры. Печать проходит в специальной камере с бескислородной средой, в которой постоянно поддерживается высокая температура. Технология SLS-печати наглядно продемонстрирована на видеоролике, представленном ниже:

Инженеры утверждают, что изделия, изготовленные с помощью селективного лазерного спекания, превосходят металлические заготовки, созданные традиционным методом, по таким параметрам, как пористость и прочность.

Что интересно, промышленный лазерный 3D принтер уже используются такими гигантами, как General Electric Aviation.

Электронно-лучевая плавка

Технология EBM по сути, практически не отличается от SLS/DMLS печати металлом. Единственное отличие электро-лучевой плавки заключается в том, что вместо лазерного луча, металлоглина плавится при помощи направленных электроимпульсов.

Использование электронных пучков высокой мощности, действующих в вакууме, обеспечивает более высокую детализацию печатных объектов. Это объясняется тем, что корректировка электронного луча осуществляется не за счет движения печатной головки, а с помощью манипуляции магнитными полями, то есть на гораздо более точном уровне.

Промышленный 3D принтер Arcam Q10:

Использование электромагнитных компонентов вместо лазерных линз делает EBM принтеры более рентабельными в сравнении с лазерным оборудованием. Кроме того, они обеспечивают более высокую производительность. Посмотреть, как работает аппарат данного типа можно на видео:

Стоит сразу сказать, что вышеназванные технологии далеки от своего предела и могут стать еще лучше. Несмотря на то, что конструкторы используют высокоточное оборудование, которое превосходит традиционные методы обработки металла, при проектировании макетов печатных изделий приходится учитывать усадку от 8% до 30%. Это объясняется физическими свойствами «чернил».

Помимо этого, не стоит забывать, что EBM и SLS/DMLS машины комплектуются германиевыми и алмазными линзами, сложными электромагнитными приспособлениями и посеребренными или позолоченными зеркалами, из-за чего стоимость оборудования делает его покупку рентабельной только для крупных промышленных центров.

Струйное моделирование методом наплавления

Технология FDM или fused deposition modeling используется преимущественно в принтерах, работающих с пластиком, воском и смолами.

Принцип работ устройств, использующих данную технологию достаточно прост: расплавленный материал выдавливается через экструдер на охлажденную платформу построения, где он застывает, слой за слоем формируя нужный объект. 3d печать из металла способом наплавления рассматривается как самый простой из доступных ныне методов печати металлом. Конечно, она не лишена недостатков.

Несмотря на обилие «чернил», доступных в виде металлоглины (медь, сталь, железо, бронза, серебро и золото), существующие FDM оборудование не способно печатать металлические объекты с высокой четкостью и детализацией.

Среди устройств, работающих по схожему принципу, можно выделить The Mini Metal Maker.

Ниже прилагается видео, на котором детально продемонстрирован процесс печати металлом с помощью данного аппарата:

Вполне возможно, что 3d принтер металл в обозримом будущем появится в доме каждого желающего. Об этом говорит стремительное развитие отрасли: уже сегодня такие промышленные киты, как General Electric, Mitsubishi, Boeing, General Motors и Lockheed Martin используют на производстве EBM и SLS/DMLS принтеры.
В компаниях уверяют, 3D печать помогает им экономить значительные денежные суммы и существенно расширить возможности конвейерного производства комплектующих.

Вряд ли компании 3D Systems и Arcam, которым принадлежит первенство в данной сфере, смогут оставаться монополистами на рынке долгое время и диктовать потребителям свои цены.

В 2015 году истекает большинство патентов, что согласно базовым законам рыночной конкуренции сделает «домашние фабрики» по производству металлоконструкций доступными для бытового использования.

Вот дизайн второй детали. Я нарисовал две формы в Illustrator-е и придал им глубину в OpenSCAD. Очень быстро и легко. Теперь у меня есть 3D модели, пора их напечатать!

Процесс печати первой детали на моем Ultimaker (ускоренная съемка).

Получившаяся деталь в руке.

Печать второй детали.

Вторая напечатанная деталь в руке.

Проверка как обе детали совмещаются.

Литники и воздуховоды прикреплены, всё готово для заливки формовочной массы.

Формовочная масса - 50% мелкого песка и 50% гипс.

После добавления воды и тщательного перемешивания я использовал домашний вакуумный упаковщик для продуктов, чтобы избавиться от пузырьков воздуха в формовочной смеси.

Вторая деталь готова к формовке!

Первая деталь заливается!

Деталь полностью погружена в смесь - надеюсь всё получится.

Обе формы установлены для просушки.

Через пару часов я поместил формы в печь на средний жар.

Моя новая маленькая печь. Быстро разогревается для 10 фунтов (~4.5кг) или менее расплавленного алюминия. В 2 раза больше, когда разгорится.

Формы хороши и прожарены. После разогрева до примерно 1200F (650C) у пластика нет ни шанса. После извлечения я продул формы сжатым воздухом, чтобы выдуть любые остатки пепла.

Все еще горячие формы помещены в сухой песок. Он служит нескольким целям:

• дополнительная поддержка, так как формы - достаточно хрупкие
• изолирует формы и удерживает тепло при застывании
• позволит мне установить расширители для литников(смотри ниже). Расширитель дает дополнительное давление при литье, а также работает как стояк, который остается расплавленным и обеспечивает дополнительный металл в то время, как отливка застывает и сжимается

Мои расширители литников - это просто обрезанные алюминиевые банки. Отлично работает!

После плавления алюминия с небольшой добавкой меди в тигле, удаления шлака - время заливать!

Как классно! Похоже формы заполнились идеально. Теперь тяжелая часть - ждать достаточно долго пока металл остынет, чтобы я узнал получились детали или нет.

Отлично! Детали прямиком из песка, только литники и воздуховоды отрезаны.

Я нарезал центральное отверстие мелким 14мм метчиком. Похоже все замечательно соединяется.

Мне нравятся детали на отливке - можно увидеть все линии от 3D-печати, их ширина всего 0.2мм.

Момент истины - подходят ли к раме? ДА! Я сделал пластиковую деталь, чтобы она идеально подходила к раме, затем напечатал ее еще раз с увеличением размера в 102%. Когда алюминий остывает он усаживается в точности на 2%.

Центр черного нипеля - это место откуда будет выходить сфокусированный луч CO2 лазера. Трубка - для сжатого воздуха, чтобы сдувать дым на пути лазера (так называемый air-assist).

Похоже я смогу этому найти хорошее применение!

Черная дыра в центре - это фокусирующая линза.

Я так рад, что части подошли к раме идеально без дополнительной обработки и даже без напильника!

Это первый тест моего лазера. Примерно на 60% мощности. Мгновенно прожигает дерево.

[email protected]

От переводчика:
Jeshua Lacock сделал замечательное, фактически пошаговое, руководство методики литья алюминия с пластиковых моделей напечатанных на 3D принтере. Для интересующих в практическом аспекте - на сайте instructables.com есть много рецептов

Разработана инновационная методика 3D печати , которая позволяет создавать высокопрочные детали на , применяя сплавы алюминия. Основа данного метода состоит в смешивании наночастиц с сырьем, что дает возможность вызвать кристаллизацию высокого уровня и предупредить возникновение разного рода трещин в изготавливаемых деталях при их затвердевании.

Исследователями по данной методике являются ученые из лаборатории HRL. Целью проделанной работы является создание легких, но высокопрочных деталей усложненных параметров для авиакосмической промышленности и использования. Данное исследование тщательно описано в интернет газете NATURE.

Развитие как отдельной производственной отрасли все больше становится популярным и дает возможность создавать уже не только прототипы изделий, а и самостоятельные сложной конструкции детали. Уже активно используются не только агрегаты, которые печатают изделия из полимерного сырья, но и 3Д принтеры, которые обрабатывают сырье металлического состава. Но по причине низких кристаллизационных способностей металлов в процессе обработки на 3Д принтере их по сей день было трудно использовать как сырье для создания изделий с точными и высокими характеристиками.

Ученые из Америки смогли адаптировать общеизвестные алюминиевые сплавы высокой прочности для 3Д печати . Соответствие прочности и плотности указанных сплавов равно 7075 и 6061. При использовании алюминиевых сплавов абсолютно без добавок их кристаллизация проходит на довольно таки низком уровне, что вызывает образование различного рода зернистостей (возникают продолговатые и дендритные зерна). Расплав, который остается между зернами при остывании теряет объемы и затвердевает, из-за этого в материале возникают полости и трещины.

Чтобы избежать таких погрешностей в создании деталей ученые пришли к тому, что частицы со сплава алюминия необходимо засыпать какими-то более мелкими элементными частичками значительно меньших размеров. Для достижения качественного и максимально результативного выбора мелких частиц авторам пришлось перебрать большое количество материалов. Основополагающими задачами поиска было минимальное расхождение в периодах и типах решеток, термическая и динамическая стабильность в сплаве и доступность материала. Итоговым выбором остался гидрид циркония, который в процессе плавления образует Al3Zr.

Большая часть этих частиц на поверхности порошковых крупинок являются кристаллизационными центрами. Таким образом, происходит возникновение мелких зерен с равными осями, которые закрывают пустоты и создают однородную массу без просветов и воздушных полостей. Итоговое созданное изделие получается с максимально хорошими показателями качества и характеристиками без полостей и трещин. Напечатанные детали имеют маленькую массу и высокую прочность. Ученые отмечают, что в скором будущем будет возможность создавать детали из других металлических материалов, которые будут обладать таким же качеством.

Еще раньше эти же исследователи разработали возможность печати на 3Д принтере термостойкой керамики, выдерживающей нагрев до 1700 о С.

Купить пластик для 3D принтера алюминий по лучшей в Москве цене от производителя с мировым именем с доставкой по России можно в нашем интернет магазине. Продуктовая линейка включает достойный выбор наиболее востребованной в любительском и профессиональном моделировании нити ABS и PLA в больших и малых катушках, что позволит вам рационально использовать выделенные денежные средства и оптимизировать затраты по каждому конкретному проекту. Заказать пластик для 3D принтера алюминий удобнее всего на сайте, но в случае возникновения любых вопросов наши специалисты также проконсультируют вас.

Пластик для 3D принтера (алюминий)

На нашем сайте вы можете купить множество различных филаментов, в том числе и пластик для 3D принтера (алюминий). Интернет магазин предлагает 2 вида материалов - PLA и ABS.

PLA пластик алюминий для 3D печати

Материал является одним из самых востребованных биопластиков на основе полиактида. Характеризуется улучшенными механическими и экологическими свойствами. ПЛА пластик для принтера (алюминий) абсолютно безопасен для здоровья человека, а при работе с материалом на 3D оборудовании издает чуть заметный сладкий запах.

Печать возможна даже при низких температурах без подогрева рабочей площадки. Материал с легкостью поддается механической обработке, обладает низкой усадкой. Не рекомендуется использование 3D моделей во влажной среде.

ABS пластик алюминий для 3D печати

На нашем сайте вы можете выбрать нужный диаметр пластиковой нити, идеально подходящий для экструдера вашего принтера. В каталоге товаров имеются в наличии катушки 1 кг и 0, 75 кг с диаметром пластиковой нити 2, 85 мм и 1, 75 мм.

Наш интернет магазин занимается продажей ABS пластика (алюминий) классического вида. Данный тип филамента идеально подойдет для освоения мира аддитивного производства. Работать с пластиком можно при невысоких температурах, а готовые детали с легкостью поддаются обработке механическим способом.

Производитель пластика (алюминий) для 3D печати

На нашем сайте представлен ассортимент пластиков (алюминий) от российской компании PrintProduct. Фирма производит расходники для 3D оборудования и является надежным поставщиком, отвечающим за свою продукцию не только в России, но и в зарубежных странах. В ассортимент товаров компании входит большое количество различных видов пластика - около 30 наименований. Компания PrintProduct обладает собственной лабораторией, что способствует расширению возможностей производства и бесподобному качеству расходных материалов.

Партнерами компании являются крупные производственные организации в разных отраслях, медицинские учреждения, научные предприятия и др. Компания уже внесла огромный вклад в историю развития аддитивного производства и день за днем продолжает повышать свой профессиональный уровень.

Купить пластик (алюминий) по лучшей цене от отечественного производителя PrintProduct вы можете прямо сейчас, оформив заказ за пару минут.

Быстрый фильтр

PLA

HIPS

3D печать из алюминия проиходит путем спекания алюминиевого порошка вместе с лазером для производства металлических деталей, которые одинаково хороши, как обработанные модели.

3D-печатный алюминий не похож на традиционный блестящий измельченный алюминий. Вместо этого он имеет матовый серый отдел с слегка более грубой и менее определенной поверхностью. Тонкий блеск, который вы заметите, вызван наличием кремния в сплаве.

Типичное иcпользование

Алюминий подходит для сильных, легких и точных металлических деталей. Приложения варьируются от запасных частей до компонентов автомобилей RC, гаджетов и даже ювелирных изделий.

Цены на печать алюминием

Цена основана на

• Объем модели : объем вашей модели используется для расчета стоимости материала (мм³)
• Масса модели : объем масса модели (г)
• Ориентация . То, как ваша модель позиционируется на платформе печати, повлияет на создание поддержки и, следовательно, на цену.

Если вы заказываете две или более копии модели, цена автоматически уменьшается, потому что подготовка нескольких копий может быть выполнена более эффективно.

Уровень сложности печати настолько высок, что наши специалисты смогут сообщить точную цену, только после получения макета детали или габаритов.

Технология печати алюминием

Металлическая 3D-печать - также известная как Direct Metal Laser Sintering (DMLS) и Select Laser Plting (SLM) - это лазерная технология, использующая порошковые металлы.

Подобно лазерному спеканию, мощный лазер селективно связывает частицы на порошковом слое, в то время как машина распределяет ровные слои металлического порошка. Структуры поддержки автоматически генерируются и создаются одновременно в одном материале и впоследствии удаляются вручную.

После завершения, часть подвергается термообработке.

Дополнительная информация

Можно создавать непрямоугольные, органично сформированные объекты, которые не могут быть получены каким-либо другим процессом.

Поскольку опоры необходимо удалить вручную, некоторые доказательства удаленных структур поддержки могут остаться на вашей модели.

Любые «нависающие» структуры (например, нижняя сторона таблицы) или углы меньше 35 ° будут иметь тенденцию быть менее привлекательными с этим процессом.

Идеальная форма для этого процесса - это сетка. Легко спроектировать и обеспечить наилучшие результаты