Инновационный способ 3D-печати металлом
6 декабря 2022
Фото предоставлено Top 3D Group

Сделано в России – 3D-печать металлами на отечественном оборудовании

Top 3D Group представляет инновационный способ 3D-печати металлом, который стал возможен благодаря технологии SLM (селективного лазерного плавления). Что это такое? Печать деталей происходит путём выборочного послойного расплавления материала лазером, для чего нужен лишь металлический порошок и CAD-модель детали. Подробнее рассказываем в статье.

Инновационный способ 3D-печати металлом
Фото предоставлено Top 3D Group

Процесс изготовления деталей

Шаг 1 — создание CAD-модели
Основа для каждого проекта — CAD-модель. Сам процесс трёхмерной печати начинается с проектирования. Таким образом, чтобы замысел конструктора превратился в реальность, необходимо построить его 3D-модель в CAD-системе. Напечатать объект получится только после сохранения модели. Для этого в мире трёхмерной печати ввели специальный формат — .stl, который уже стал стандартом.

Шаг 2 — слайсинг
В комплект большинства 3D-принтеров входят собственные программы — слайсеры. Они загружают созданные в CAD-системе файлы формата .stl. Для этого модель нужно разместить в пространстве печати (на одной платформе можно печатать сразу множество объектов). А уже там задать параметры процесса и поделить 3D-объект на слои. В результате работы слайсера оператор получит g-код, в котором отражены все характеристики печати.

Шаг 3 — печать
На этом этапе аппарат послойно печатает изделие, циклически повторяя операции. Как это происходит? В рабочую область подаётся тонкий слой металлического порошка (рабочая зона заполняется инертным газом для обеспечения взрывобезопасности процесса печати). Дальше его частички свариваются, создавая ванну расплава, под воздействием лазерного излучения на тех частях поверхности, которые заложены в компьютерной модели. Как только машина пропечатает один слой, рабочая платформа автоматически опустится на его толщину (30-50 мм), и технологический процесс повторится снова. Так, слой за слоем по высоте и выполняется синтез готовой детали.

Шаг 4 — постобработка
После печати из камеры построения оператор удаляет рабочий порошок, который не был задействован в процессе. Его, кстати, можно использовать повторно, если предварительно просеять. А деталь с подложкой построения ставится в камеру термической обработки для отпуска изделия. Если необходимо, деталь можно доработать на станках с ЧПУ. Для этого процесса предусмотрена регламентируемая величина допуска.

Для печати металлами специалисты обычно используют мелкодисперсный сферический порошок различной фракции. Размер его частиц напрямую влияет на качество и возможность печати тем или иным методом. Для технологии SLM преимущественно используются порошки с фракционным составом 10-55 мкм. Такой размер является оптимальным для получения деталей высокого качества, которые в некоторых отраслях не требуют последующей фрезерной обработки.

Современные системы печати металлами могут производить детали из таких материалов, как титан, алюминий, сталь, различные тугоплавкие и никельсодержащие сплавы.

Ценность технологии SLM
SLM-печать металлами, как одна из передовых и хорошо изученных технологий, позволяет получать детали из отечественных порошков высокого качества за короткий промежуток времени.

За последнее время в России сформировалась серьёзная научная база по изучению, внедрению и стандартизации как самих систем печати, так и ответственных деталей для различных отраслей промышленности.

Инновационный способ 3D-печати металлом
Фото предоставлено Top 3D Group

Среди преимуществ технологии:

  • создание металлических изделий высокой точности и плотности;
  • создание функциональных неразборных многоэлементных изделий;
  • печать деталей со сложной внутренней структурой и каналами охлаждения
  • (от 40 мкм);
  • создание изделий из сложнообрабатываемых материалов с минимальными потерями сырья;
  • сокращение цикла НИОКР за счёт построения сложных изделий без изготовления дорогостоящей оснастки;
  • уменьшение массы изделий благодаря построению изделий с внутренними полостями.
Инновационный способ 3D-печати металлом
Фото предоставлено Top 3D Group

Где используются подобные установки?

Системы селективного лазерного плавления применяют следующие отрасли: авиационная, аэрокосмическая, машиностроительная, оборонная промышленность, медицина и стоматология.

Предприятия оборонной и энергетической отрасли всё чаще рассматривают развитие собственных аддитивных центров для выполнения внутренних задач. Согласно данным, приведённым в отчёте Ассоциации развития аддитивных технологий, в которую входят такие корпорации, как «Росатом», «Ростех», «Роскосмос», SLM-технология является самой востребованной АТ в России и имеет самый высокий потенциал роста.

SLM-системы полезны и для изготовления новых уникальных продуктов и изделий, где критическим фактором является уменьшение веса или создание высокоэффективной формы конечного продукта. Детали изначально проектируются инженером в соответствии с аддитивными методами производства. Такой подход позволяет получать изделия, которые невозможно изготовить иначе.

Опыт наших коллег из 3DLAM показывает, что даже простые компоненты можно перепроектировать таким образом, чтобы повысить их эффективность без существенного усложнения производственного цикла, увеличения стоимости для конечного заказчика при уменьшении сроков поставок.

Инновационный способ 3D-печати металлом
Фото предоставлено Top 3D Group

Почему АТ незаменимы при импортозамещении

В текущей геополитической ситуации развитие отечественной компонентной базы в области АТ имеет ключевое значение. Импортозамещение невозможно без получения прототипов и опытных образцов в кратчайшие сроки даже при отсутствии технической документации на заменяемое изделие. Именно АТ в целом и SLM в частности могут помочь отраслям промышленности быстро создать компонентную базу конечных изделий и запчастей, пока производства переходят на новых поставщиков оборудования для получения серийных изделий.

3D-принтер
Изображение предоставлено Top 3D Group

На чём печатают в России? К кому присматриваться?

Несмотря на наличие в России производственной базы порошковой металлургии
и источников излучения, разработки серийных систем печати металлами начались относительно недавно. Первые SLM-системы российского производства серийно начали выпускаться в конце 2010-х годов и сейчас набирают популярность среди отечественных потребителей.

Наша компания работает на рынке аддитивных технологий более 7 лет и, зная большинство производителей отрасли, мы выбрали для себя ключевого партнёра в лице команды 3DLAM.

Системы печати этого производителя уже зарекомендовали себя как надёжный инструмент бизнеса и производства.

В линейке 3DLAM представлено несколько типов размеров систем печати, начиная с цилиндрической платформы диаметром 90 мм, заканчивая платформами размером 315 мм в диаметре и 400 мм в высоту. Данный подход производителя позволяет нам как интегратору найти оптимальное технологическое решение для ТЗ заказчика.

Наши основные заказчики подобных систем 3DLAM MINI & MID — это образовательные учреждения, конструкторские бюро и зуботехнические лаборатории. Потребители 3DLAMmaxi — отрасли авиации, двигателестроения, ракетостроения и инструментальной промышленности.

При относительно невысокой стоимости принтеры компании 3DLAM справляются
с большинством задач на производстве. Создание технологической оснастки, точных изделий для стоматологии и компонентов мелкого приборостроения теперь может занимать гораздо меньше времени.

На правах рекламы

Top 3D Group логотип

Top 3D Group
www.top3dgroup.ru, www.top3dshop.ru
+7 (499) 322-23-19
prom@top3dgroup.com

Этот материал опубликован в журнале
Промышленные страницы №6, 2022.
Смотреть другие статьи номера
Автоматизация
Рекомендуем
Подпишитесь на дайджест «Промышленные страницы»
Ежемесячная рассылка для специалистов отрасли
Популярное на сайте
Бизнес-кейсы
Индустрия 4.0
Подпишитесь на Телеграм-канал