3D-печать по металлу Статья

Время чтения: 3.5 минуты

3D печать по металлу является одним из перспективных направлений в авиационной и космической промышленности. Так, НАСА выпустило турбонасос для ракетного двигателя, в котором на 40% меньше деталей, чем у аналогичного насоса, сделанного традиционным способом. А корпорация Boeing, используя 3D печать изготовила уже более 20 тысяч деталей для своих самолетов.

Технологии, применяемые для 3D по металлу

SLM

Преимуществами данного метода является возможность создания изделий со сложной внешней и внутренней геометрией, в том числе со внутренними полостями, не нужна дорогостоящая оснастка. Кроме того, до 99% порошка, который был не задействован при построении можно использовать повторно.

Рабочая область – камера, заполненная азотом или аргоном в зависимости от материала порошка. Допустимое содержание кислорода не более 0,15%.

Сначала 3D модель разделяется на слои, информация поступает в машинное ПО в виде STL- файла. Сам процесс создания изделия состоит из множества повторяющихся циклов: нанесение слоя порошка на плиту построения – сканирование сечения лазерным лучом – опускание платформу на величину, которая соответствует ширине слоя.

SLS

Объекты создаются из металлической глины - порошка из смеси металлической стружки, воды и связующего вещества. Под воздействием высокой температуры вода и связующее вещество испаряется, а порошок становится монолитным объектом.

Для обработки металла используется лазер. Порошок наносится тонким слоем на платформу и выравнивается. Затем на него направляется луч лазера, который корректирует металлоглину в соответствии с шаблоном. Данная процедура повторяется много раз, до полного выплавления детали.

Изделия, изготовленные путем лазерного спекания по прочности и пористости превосходят детали, сделанные традиционным методом.

EBM

По своей технологии электронно-лучевая плавка аналогична селективно лазерному спеканию. Единственным отличием является то, что вместо лазера используются электроимпульсы.

Принтеры, работающие по технологии EBM имеют высокую производительность и более рентабельны. Но, учитывая, что в них используются дорогостоящие алмазные линзы, посеребренные и позолоченные зеркала, такие принтеры могут позволить себе только крпные мировые промышленные центры.

Материалы для печати

• Титан - Самый популярный материал при 3d печати металлических изделий. Одновременно очень прочный и легкий. Используется в медицине, космической промышленности и автомобилестроение. Единственный минус- в состоянии порошка материал взрывоопасен, поэтому применяется в среде Аргона.
• Нержавеющая сталь - Сталь, в составе которой есть никель и кобальт. Используется в тяжелой промышленности. Материал прочный и упругий.
• Инконель - Сплав, который производится компаний Special Metals Corporation. Жаропрочный материал, в основе которого хром и никель. Применяется в химической, нефтяной, аэрокосмической промышленности (например из него делаются «черные ящики»).
• Алюминий - Порошок взрывоопасен, применяется в среде инертного газа Аргона. Материал один из самых популярных, благодаря легкости и универсальности.
• Кобальт-Хром - Основное применение – медицина. Из данного материала делаются мосты, протезы, коронки. Высокая удельная прочность.
• Медь - Для прямой печати металлом медь и её сплавы (латунь и бронза) почти не используются. Основное применение – литье с использованием выжигаемых моделей в декоративно-прикладном искусстве.
• Железо - В чистом виде в крупной промышленности применяется редко, в основном, как добавка к PLA-филаменту.
• Драгоценные металлы (золото, серебро, платина) - С драгметаллами работают большинство 3D принтеров по металлу, основной недостаток – высокая стоимость материала. Используются при производстве ювелирных изделий, медицине, электронике.

Автор:

Гладских Анна, контент-редактор