Lisand Technology: kirjeldus, mõiste ja kohaldamine pakub hinnangust. Lisand tehnoloogiate tööstuses

3D-trükkimine tehnoloogia võeti kasutusele 1986. aastal, kui ettevõtte 3D Systems arendas esimese erilist printer - Stereolithography masin, mida kasutatakse laialdaselt kaitsetööstuse. Esimene masinad olid väga kallid ja materjali valikul loomiseks mudeleid oli piiratud. Kiire areng kolmemõõtmeline trükkimine algas areng disaini tehnoloogia (CAD), arvutused ja simulatsioonid (CAE) ja mehaaniline (CAM). Ja täna on raske leida tootmise alal, mis ei oleks kasutatud 3D-printerid :. Kasutage neid toota osade õhusõidukite, kosmosesõidukite, allveelaevad, tööriistad, proteesid ja implantaadid, ehted jne väljavaade on ilmne - lisandite tehnoloogia lähitulevikus on prioriteediks masinaehituse tehnoloogia .

Juhtivaid riike maailmas aktiivselt kaasatud 3D-võidusõit. Niisiis, aastal 2012, Yangstoune, Ohio, avatud National Innovation Instituut lisaaine tootmise NAMII - esimene keskus lisand tehnoloogiate viisteist toodetud Ameerika Ühendriikides. Machine Park Instituut juba 10 lisand masinad, millest kolm on kõige arenenum masinad luua metallosi.

Terminoloogia ja liigitus

Sisuliselt lisandite tehnoloogia on kombineerida materjale luua andmeobjektidena 3D-mudeli kiht kihi. See on tavalisest erinev lahutava tehnikat tähendab töötlemine - materjali eemaldamise tooriku.

Lisandite tehnoloogia on klassifitseeritud:

• poolt kasutatavad materjalid (vedelik, tahked osakesed, polümeersete Metallist pulber);
• kohalolust laseri;
• meetodiga, millega määratakse kindlaks kihtidest (termiline toime, kiiritamist ultraviolettkiirguse või nähtava valguse, sideainekompositsioonis);
• meetodil, mida moodustumist kiht.

On kaks võimalust moodustada kihi. Esimene neist on, et esimene platvormi valatakse pulbri materjali, siis jagatakse või rull noaga luua ühtlane kiht soovitud materjali paksus. See tekib selektiivne laser pulbri töötlemise või mõnel teisel meetodil pulbriga ühendi osakestele (sulamine või liimimine) vastavalt kehtivale sektsioonis CAD-mudeleid. Ehitus reisid on muutunud, ja mõned pulber jääb puutumata. Seda protsessi nimetatakse selektiivne süntees samuti laserpaagutamine, kui ühendi näitaja on laser. Teine meetod seisneb otseses ladestumine materjali summeerimisvahend punkt energiat.

Organisatsioon ASTM, mis arendab tööstuse standardid, jagab 3D-lisand tehnoloogia 7 kategooriates.

1. Presside materjali. Konstrueerimisel baas eelkuumutatud ekstruuderisse toidetud pasta materjali segust sideainet ja metallpulber. Disainitud puhastamata mudeli asetatakse ahju eemaldamiseks sideainet ja paakumine pulbrina - samamoodi nagu see juhtub traditsioonilistes tehnoloogiaid. Seda lisandit tehnoloogiat rakendatakse vastavalt kaubamärkide MJS (Multiphase Jet Tahkestumispunkt, mitmefaasilise jet tahkestumise), FDM (sulatatud sadestamine Modeling, simulatsiooni põhinevast kihiliselt sulandavat), FFF (sulatatud Filament Fabrication, tootmisviis kinnistamist filamendid).
2. Pihustamine materjalist. Näiteks Polyjet vaha või photopolymer tehnoloogia multi-jet peas kantakse punktini ehitus. Seda lisandit tehnoloogiat nimetatakse ka Multi pihustustemperatuurini Materjali.
3. Piserdus- sideainet. Nendeks jet Ink-Jet-sissepritsetehnoloogiaga ehitamisel vööndid ei modelleerida materjali, sideainest (lisaaine tootmistehnoloogia ExOne).
4. Ühendi lehtmaterjalid. Ehitusmaterjal on polümeerkile metallilehte, paberi ja teised. Seda kasutatakse näiteks ultraheli tehnoloogiat lisaaine Fabrisonic. Õhuke metallplaati kokkukleepunud ultraheliga, misjärel metalli ülemäärast eemaldatakse freesimise teel. Lisand tehnoloogiat kasutatakse koos lahutava.
5. Fotopolümerisatsiooni vann. Tehnoloogia kasutab vedel modelleerimine materjalid - photopolymer Vaik. Näiteks on SLA-tehnoloogia ettevõte 3D Systems ja DLP-tehnoloogia Envisiontec firma Digital Light Rongkäik.
6. Sulamine materjali eelnevalt moodustatud kiht. Kasutatud SLS-tehnoloogia, kasutades energiaallikana laser või termopea (SHS firma Blueprinter).
7. Otsene energia summeerida koha ehitus. Materjali ja energia suunatakse sulamistemperatuuri ehitamiseks samaaegselt. Keha kasutatakse tööpäeva pea, mis on varustatud süsteemiga varustamiseks energia ja materjali. Energia tuleb vormis kontsentreeritud elektronkiire (Sciaky) või laserkiirega (POM, Optomec,). Vahel pea on kinnitatud "käsi" robot.

See liigitus on palju räägib Hienoudet lisaaine tehnoloogia kui eelmised.

Kasutusalad

lisandite tehnoloogia turul dünaamika arengu ees teistes tööstusharudes. Selle keskmine aastane kasv hinnanguliselt 27%, vastavalt IDC firma hinnangul aastaks 2019 ulatub 26,7 miljardi dollarini võrreldes 11 miljardi 2015. aastal

Kuid AT turul on veel esile kasutamata potentsiaal tarbekaupade tootmine. Kuni 10% ettevõtete toodangu väärtus tarbitud kaupade tema prototüübi. Ja paljud ettevõtted on juba teinud selles turusegmendis. Aga ülejäänud 90% läheb tootmise, nii rakenduste loomise kiireks toodete valmistamisel on peamine suund arengule selles valdkonnas tulevikus.

2014, osa kiire prototüüpimine tehnoloogia turul lisaaine kuigi vähenenud, jäi see kõrgeim - 35%, osakaal toodang kasvas kiiresti ja jõudis 31% osakaal vahendite loomist jäi jäi 25%, ülejäänud on seletatav teaduse ja hariduse.

Majandussektorite AT-tech rakenduste jaotatud järgmiselt:

• 21% - tarbekaupade ja elektroonika;
• 20% - auto;
• 15% - meditsiinis, sealhulgas hambaarstitööst
• 12% - aeronautika ja kosmoseuuringud töötleva tööstuse;
• 11% - tootmiseks tootmisvahendeid;
• 8% - sõjavarustust;
• 8% - moodustumine;
• 3% - ehitus.

Amatööridele ja spetsialistid

AT-tech turul jaguneb amatöör ja professionaalne. Amateur turg hõlmab 3D-printerid ja nende hooldus, mis sisaldab teenuse tarbekaubad, tarkvara ja on mõeldud üksikute entusiastide, haridus ja visualiseerimine ideid ja hõlbustada kommunikatsiooni arengu algstaadiumis uute äri.

Professional 3D-printerid on kallis ja sobivad laiendatud paljunemist. Neil on suur ala, täitmine, täpsuse, usaldusväärsuse, laiendatud valikut mudeli materjale. Need masinad on palju keerulisem ja nõuab arendamist erilisi oskusi, et töötada seadmed ise, mudeli ning tarkvara. Tavaliselt seadme kasutaja saab professionaalne ekspert lisand tehnoloogiate tehnilise kõrghariduse.

Lisandite tehnoloogia 2015. aastal

Aruande kohaselt Wohlers aruanne 2015 1988 ja 2014 79602 tööstuse 3D-printerid Maailmas on paigaldatud. . Samal ajal 38,1% seadmete kallim kui 5 tuhat USA dollarit on USA, 9,3% - Jaapan, 9,2% - Hiina ja 8,7% - Saksamaa. Välismaailm on kaugel ees juhid. Alates 2007. aastast kuni 2014. aasta iga-aastase müügimahu Lauaprinterid suurenenud 66-139 584 ühikut. 2014. aastal 91,6% müügist moodustas töölaua 3D-printerid ja 8,4% - tööstuslike rakenduste lisaaine tootmise, kasum, millest aga moodustasid 86,6% kogu, 1,12 miljardit USA dollarit absoluutarvudes. Lauaarvutites rahul 173200000 USA dollarit ja 13,4%. Aastal 2016, müük kasvab kuni $ 7,3 miljardi, in 2.018-12700000000 2020. aastal turule jõuab $ 21200000000.

Vastavalt Wohlers, FDM-tehnoloogia valitseb keskmiselt umbes 300 marki üle maailma iga päev lisades uusi muudatusi. Mõned neist müüakse ainult kohapeal, nii et see on väga raske, kui mitte võimatu, leida teavet arvu toodetud margid 3D-printerid. Enesekindlalt saame öelda, et nende arv turul suureneb iga päevaga. On suur mitmekesisus suurus ning kasutatavad tehnoloogiad. Näiteks Berliini firma toodab tohutu BigRep FDM-printer nimega BigRep ONE.2 hinnaga 36 tuhat eurot. Euro, mis on võimeline esemetele kuni 900 x 1055 x 1100 mm, mille resolutsioon on 100-1000 mikronit, kahe extruders ja võime kasutada erinevaid materjale.

Tööstus - eest

Lennundus suuri investeeringuid tootmise lisaaine. Kasutamine lisaaine tehnoloogia vähendab tarbimist materjalide kulutatud tootmise osades 10 korda. On oodata, et GE Aviation Company aastal avaldab 40000. Pihustid. Ja Airbus 2018 firma pidi printida kuni 30 tonni varuosade kuus. Ettevõte märgib olulisi edusamme omadused valmistatud osad nii võrreldes traditsiooniliste. Selgus, et sulg, mis oli mõeldud 2.3 tonni lasti, tegelikult talub koormusele kuni 14 tonni, vähendades samal ajal kaalu poole. Lisaks äriühing avaldab üksikasjad alumiiniumplekist ja kütuse pistikud. Airbus lennukid on 60 tuhat krooni. Pieces, trükitud 3D-printer Stratasys Fortus Company. Teised firmad kosmosetööstus kasutavad samuti lisaaine tootmise tehnoloogia. Nende hulgas: Bell Helicopter, BAE Systems, Bombardier, Boeing, Embraer, Honeywell Aerospace, General Dynamics, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Rolls-Royce ja SpaceX.

Digitaalne lisaaine tehnoloogia on juba valmistamisel kasutatud eri tarbekaupu. Firma realiseerunud, pakkudes teenuseid lisaaine tootmise, koostööd Hoet Eyeware valmistamiseks klaasi nägemise korrigeerimiseks ja päikeseprillid. 3D-mudelid on varustatud erinevaid pilve teenuseid. Ainult ettevõtte 3D Warehouse ja SketchUp pakkuda 2,7 miljonit proove. Ära jäävad pool ja moetööstus. RS Prindi kasutab süsteemi, mis mõõdab rõhu tald, printida üksikuid sisetallad. Disainerid katsetavad bikinis, kingad ja kleidid.

kiire prototüüpimine

Vastavalt kiire prototüüpimine mõista prototüüpide loomiseks tooteid võimalikult lühikese aja jooksul. See on üks peamisi rakendusi lisaaine tootmise tehnoloogiaid. Prototype - on teatud tüüpi toodet vaja optimeerida kuju osa oma hinnangu ergonoomika, koost vastavustõendamise suutlikkust ja õigsuse paigutus lahendusi. See on põhjus, miks vähendada tootmise osad elu võib oluliselt vähendada arengu ajal. Ka prototüüp võib olla eeskujuks mõeldud aerodünaamiline ja hüdrodünaamiline katsetamine või kontrollimise funktsiooni kaitsed kodu- ja meditsiinitehnika. Paljud prototüüpe loodud ettevalmistav disaini mudelid nüansse konfiguratsiooni, värvid ja värvained ja nii edasi. D. kiire prototüüpimine kasutab odav 3D-printerid.

kiire tootmise

Lisand tehnoloogia tööstuses on suured võimalused. Väiksemad kaupade tootmise keeruka geomeetria ja konkreetsete materjalide levinud laevaehituse, energeetika, rekonstruktiivkirurgia ja stomatoloogia, kosmosetööstus. Otsene kasvatamise metalltoodete motiiviks majanduslikust otstarbekusest, kuna see tootmisviis oli vähem kulukaks. Kasutades lisand tehnoloogiad tööorganid turbiinid ja võllid, implantaadid ja proteesid, varuosad autodele ja lennukeid.

Kiirete tootmine ja aidanud oluliselt suurenenud arvu saadaval metallist pulber materjalid. Kui 2000. aastal oli 5-6 liiki pulbreid, nüüd pakub laia valikut, summa kümnete lugusid tariraudu väärismetallide ja supersulamite.

Paljulubavad ja lisandite tehnoloogia masinaehituses, kus neid saab valmistamiseks kasutatud tööriistu ja tööriistad seeriatoodangu - vahelehtede survevalu masinad, vormid, mallid.

Ultimaker 2 - parim 3D-printer 2016. aastal

Arvates CHIP ajakirja, mis läbi katsetamise ja võrreldes omadused majapidamises 3D-printerid, parim printerid 2016 mudel Ultimaker on 2 ettevõtet Ultimaker, Reniforce RF1000 firma Conrad ja Replicator Desktop 3D Printer firma MakerBot.

Ultimaker 2+ oma parema mudel kasutab simulatsiooni tehnoloogia kinnistamist. 3D-printer erineb väikseim paksus 0,02 mm, väike ajaarvestus, odav trükkimise (2600 rublani 1 kg materjali). Key Features:

• suurus tööruumis - 223 x 223 x 305 mm;
• kaal - 12,3 kg;
• Pea suurus - 0,25 / 0,4 / 0,6 / 0,8 mm;
• die temperatuur - 180-260 ° C;
• ettepanek kiht - 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 mikronit;
• Trükikiirus - 8-24 mm ³ / s;
• täpsus XYZ - 12,5-12,55 mikronit;
• materjali - PLA, ABS, CPE läbimõõt 2,85 mm;
• Tarkvara - Cura;
• Toetatud failitüübid - STL, OBJ, AMF;
• Võimsustarve - 221 W;
• hind - 1895 eurot ja baasmudel 2495 euro ulatuses.

Vastavalt klientide ülevaateid, printer on kerge paigaldada ja kasutada. Tähistame kõrge resolutsiooniga, isereguleeriv voodi, suur valik kasutatud materjali, kasutada avatud lähtekoodiga tarkvara. Puudusteks on printeri avada printeri disain, mis võib põhjustada põletusi kuuma materjali.

LulzBot Mini 3D Printer

Arvustuses ajakirja PC Magazine Ultimaker 2 ja Replicator Desktop 3D Printer kanda ka esikolmikusse, kuid siin esiteks oli printer LulzBot Mini 3D Printer. Selle kirjeldused on järgmised:

• suurus tööruumis - 152 x 152 x 158 mm;
• Kaal - 8,55 kg;
• die temperatuur - 300 ° C;
• kihi paksus - 0,05-0,5 mm;
• Trükikiirus - 275 mm / s kõrgusel 0,18 mm paksuse kihina;
• materjali - PLA, ABS, puusad, PVA, pett, polüester, nailon, polükarbonaat, PETG, PCTE, PC-ABS ja teised läbimõõt 3 mm.
• Tarkvara - Cura, OctoPrint, BotQueue, Slic3r, tiraazi, MatterControl jne.;
• Võimsustarve - 300 W;
• hind - $ 1 250.

Sciaky EBAM 300

Üks parimaid tööstuslikke söödalisandi tootmise masinaid on EBAM 300 firma Sciaky. Elektronkiirega relvad rakendavad metallikihte kiirusel kuni 9 kg tunnis.

• Töökambri suurus on 5791 x 1219 x 1219 mm;
• Vaakumkambri rõhk on 1x10 ^-4 Torr;
• Energiatarve - kuni 42 kW pingel 60 kV;
• Tehnoloogia - ekstrusioon;
• Materjal - titaan ja titaani sulamid, tantaal, sisetükk, volfram, nioobium, roostevaba teras, alumiinium, teras, vask-nikli sulam (70/30 ja 30/70);
• Maksimaalne helitugevus on 8605,2 liitrit;
• Hind - 250 tuhat dollarit.

Lisanditehnoloogiad Venemaal

Venemaa tööstusklassi masinaid ei toodeta. Seni on ainult arengud "Rosatom", laserkeskus MSTU. Bauman, Stankini ülikool, Peterburi polütehniline ülikool, Uural Federal University. "Voronezhselimmash", mis toodab haridus- ja leibkonna 3D-printereid "Alpha", arendab tööstuslikku lisandit.

Sama olukord tarbekaupadega. Venemaa pulbrite ja pulberkompositsioonide arendamise juht on VIAM. Nad toodavad Perm Aviadvigatel tellitud lisanditehnoloogiate pulbrit, mida kasutatakse turbiini labade parandamiseks. Edusammud on ka All-Vene Valgusallikate Instituudis (VILS). Arengut teostavad erinevad insenerikeskused kogu Vene Föderatsiooni territooriumil. Rostekh, Venemaa Teaduste Akadeemia Uurali harukontor, arendavad UrFU oma disainilahendusi. Kuid nad ei suuda rahuldada isegi väikest nõudlust 20 tonni pulbrit aastas.

Sellega seoses tegi valitsus haridusministeeriumile, majandusarengu ministeeriumile, tööstusministeeriumile, kommunikatsiooniministeeriumile, RAS-le, FAO-le, Roskosmosile, Rosatomile, Rosstandardile arendusasutused, et luua kooskõlastatud uurimis- ja arendustegevuse programm. Selleks tehakse ettepanek eraldada täiendavaid eelarveeraldisi, samuti kaaluda võimalust kaasrahastada NWFi ja teiste allikate vahendeid. Soovitatav on toetada uusi tootmistehnoloogiaid, sealhulgas lisaained, RVC, Rosnano, Skolkovo fond, ekspordiagent Exar, Vnesheconombank. Tööstus- ja kaubandusministeerium esindab ka valitsuse tööstuse konkurentsivõime arendamise ja arendamise riiklikku programmi.