Аддитивное производство: Что нужно знать

Описание

Аддитивное производство, известное как 3D-печать, позволяет создавать сложные компоненты слой за слоем, обеспечивая точность, эффективность и универсальность использования материалов.

Содержание

Аддитивное производство, также известное как 3D-печать, совершает революцию в различных отраслях промышленности - от аэрокосмической и автомобильной до здравоохранения. Аддитивное производство позволяет изготавливать сложные детали непосредственно по цифровым моделям из последовательных слоев материала. В отличие от традиционного производственного процесса, при котором материал удаляется из больших блоков или форм, аддитивное производство создает более сложные конструкции с меньшими потерями материала и гораздо более коротким временем производства.

Основными технологиями аддитивного производства являются сплавление порошка, прямое энергетическое осаждение, экструзия материала, струйное нанесение связующего и стереолитография. Сплавление порошкового слоя, особенно широко применяемое в промышленности, где требуются высокопроизводительные металлические компоненты, в основном опирается на сферические металлические порошки. Особые характеристики порошков, такие как гранулометрический состав, текучесть и чистота, напрямую влияют на качество и производительность конечного печатного изделия.

Сферические металлические порошки

Сферические металлические порошки необходимы в процессах аддитивного производства, таких как селективное лазерное плавление (SLM) и электронно-лучевое плавление (EBM). Их сферическая форма обеспечивает беспрепятственный поток и равномерное осаждение слоев, что необходимо для получения однородных деталей без дефектов. При распылении газа, плазменном распылении или плазменном вращающемся электроде в основном образуются такие порошки. Все эти процессы позволяют получать порошки с различными характеристиками, которые можно использовать в определенных областях применения.

Титановые сплавы, алюминиевые сплавы, нержавеющие стали, кобальтохромовые сплавы и суперсплавы на основе никеля являются широко используемыми материалами в аддитивном производстве. Титановые и кобальтохромовые сплавы находят широкое применение в медицинских имплантатах благодаря своей биосовместимости и прочности, а суперсплавы на основе никеля - в аэрокосмических деталях благодаря своей высокой жаропрочности.

Сравнительная таблица материалов для аддитивного производства

Выбор правильного материала имеет большое значение для успешного аддитивного производства. Ниже приведена сравнительная таблица, в которой указаны основные свойства и типичные области применения широко используемых в аддитивном производстве металлов:

Эта таблица поможет инженерам и конструкторам выбрать материалы в соответствии с требованиями конкретного применения, сбалансировав такие свойства, как прочность, коррозионная стойкость, вес, и отраслевые потребности. Для получения дополнительной информации обратитесь к Stanford Advanced Materials (SAM).

Аддитивное производство предлагает значительные преимущества, включая быстрое создание прототипов, массовую кастомизацию и сокращение времени выхода на рынок. Промышленность все больше полагается на эти технологии для производства деталей, которые ранее были невозможны или экономически нецелесообразны при использовании традиционных методов.

Часто задаваемые вопросы

Часто задаваемые вопросы

В каких отраслях аддитивное производство наиболее выгодно?

Аэрокосмическая, автомобильная, медицинская, стоматологическая и оборонная отрасли получают наибольшие преимущества от аддитивного производства благодаря его способности легко создавать сложные и индивидуальные детали.

Почему в аддитивном производстве используются сферические металлические порошки, а не другие?

Сферические металлические порошки обладают лучшей текучестью и плотностью упаковки, что обеспечивает равномерное наслоение и лучшие механические свойства конечных изделий.

С какими проблемами обычно сталкивается аддитивное производство?

Типичными проблемами являются выбор материалов, равномерное качество печати, требования к постобработке и воспроизводимость сложных конструкций.

Является ли аддитивное производство экономически выгодным по сравнению с традиционными методами?

Аддитивное производство, вероятно, будет более экономически выгодным для малосерийного производства, изготовления деталей на заказ и сложных геометрических форм, но потенциально менее экономичным для массового производства деталей из запасов.

Можно ли использовать аддитивное производство для крупносерийного производства?

В то время как аддитивное производство сильно в прототипировании и мелко- и среднесерийном производстве, последние инновации расширили его границы и позволили наладить крупносерийное производство в зависимости от сложности детали и выбора материала.