Появление технологии металлических 3D-принтеров изменило способы создания долговечных, полезных и очень детализированных элементов. От аэрокосмической и автомобильной промышленности до медицинских имплантатов и специальных инструментов - этот творческий процесс преобразует современное производство.

В следующей статье мы рассмотрим механизм металлический 3D-принтерГде она используется, в чем ее сравнение с традиционными методами и пластиковой 3D-печатью, а также причины, по которым металлическая 3D-печать является вариантом номер один для создания прототипов и производства.

Что такое металлический 3D-принтер и как он работает?

Металлический 3D-принтер основан на использовании технологии аддитивного производства для изготовления металлических изделий путем наслоения металлических порошковых материалов или проволочного сырья и их спекания с помощью лазеров, электронных пучков или любых других источников тепла. Эта технология позволяет создавать объект, а не вычитать из куска материала, что уменьшает количество отходов и увеличивает свободу проектирования.

Согласно исследованию, стоимость мирового рынка металлических 3D-принтеров в 2023 году составила более $4,5 миллиарда, и, по прогнозам Grand View Research, в период между 2023 и 2030 годами он будет расти с темпом CAGR 19,5%.

Работа металлической 3D-печати 

Для изготовления металлов используются различные виды технологий 3D-печати, но наиболее распространенными являются следующие:

1. Прямое лазерное спекание металлов (DMLS)

Лазер избирательно плавит металлический порошок и слой за слоем формирует определенный твердый объект.

2. Селективное лазерное плавление (SLM)

Как и DMLS, он полностью сплавляет металлический порошок, что часто используется в аэрокосмической промышленности.

3. Электронно-лучевое плавление (EBM)

Вместо лазера используется электронный луч, при этом требуется вакуумная среда.

Такие процессы отличаются от Моделирование методом наплавленного осажденияОбычно используется в пластиковой 3D-печати, где термопластичные нити расплавляются и наплавляются.

Преимущества использования трехмерных принтеров

Ниже перечислены некоторые преимущества использования 3D-принтеров.

1. Гибкость конструкции

Сложные геометрические формы и внутренние каналы просты в изготовлении, но сложны в традиционном производстве.

2. Сокращение отходов

Используется необходимый материал, а не так, как в случае с Обработка на станках с ЧПУ, который удаляет материал.

3. Производство по требованию

Создавайте компоненты по требованию, чтобы сократить складские запасы и время выполнения заказа.

4. Более прочные детали

Использование таких металлов, как титан, алюминий, нержавеющая сталь и инконель, обеспечивает высокую прочность и жаростойкость.

Отрасли, в которых используются металлические 3D-принтеры

• Аэрокосмическая промышленность: Изготовленные на заказ легкие компоненты, способные выдерживать экстремальные условия.
• Автомобиль: Быстрое создание прототипов и изготовление компонентов на заказ для высокопроизводительных автомобилей.
• Медицина: Имплантаты и хирургические инструменты были разработаны с учетом индивидуальных особенностей пациентов.
• Промышленная оснастка: Это подразумевает изготовление нестандартных штампов, пресс-форм и деталей в короткие сроки и с высокой точностью.

Металлическая 3D-печать против пластиковой 3D-печати.

FDM или стереолитография Процесс производства может быть использован обоими способами, но пластиковая 3D-печать чаще используется для создания прототипов и учебных моделей.

Если вы выбираете между этими двумя вариантами, подумайте, что должен делать конечный продукт. Для функциональных деталей конечного использования металлический принтер как правило, является более выгодной инвестицией.

Популярные материалы для 3D-печати в металлургической промышленности

Некоторые из материалов для 3D-печати, которые чаще всего используются в металлических приложениях, включают в себя:

• Титан (Ti6Al4V): Легкий и биосовместимый

• Нержавеющая сталь: Экономичный и устойчивый к коррозии

• Инконель: Отличная термостойкость

• Алюминий: Легкий и прочный

• Кобальт-хром: Подходит для зубных и ортопедических имплантатов.

Эти материалы позволяют 3D-принтеру из металла производить детали, способные выдерживать высокие температуры, давление и коррозионная среда.

Какой металлический 3D-принтер лучше всего подходит для ваших нужд?

Выбирая металлический 3d-принтер, примите во внимание:

• Объемы строительства
• Совместимость материалов
• Требования к точности
• Возможности постобработки
• Поддержка программного обеспечения

Промышленные пользователи могут выбрать машины DMLS или SLM, а исследовательские институты и небольшие производители - компактные машины с ограниченным объемом производства.

Будущее металлической 3D-печати

Хотя аддитивное производство металлов или Технология 3D-принтеров ное, светлое будущее ждет металл в технологии 3D-принтеров. Оптимизация дизайна с помощью искусственного интеллекта, ускоренный цикл печати и улучшенная перерабатываемость материалов сделают широкое внедрение таких решений более вероятным во многих отраслях промышленности.

В отчете Wohlers Report 2024 говорится, что рост в сфере металлического AM (аддитивного производства) составил 25% в годовом исчислении, а технологии 3D-печати в настоящее время используются в 75% производственных процессов аэрокосмических производителей.

Окончательный вердикт

Таким образом, можно с уверенностью сказать, что появление металлического 3D-принтера - это поворотный момент в современном производстве. Благодаря непревзойденной прочности материалов, свободе дизайна и возможности применения во многих отраслях промышленности эта технология больше не является будущим: она уже здесь.

Хотя пластиковая 3D-печать и моделирование методом наплавленного осаждения по-прежнему остаются основными способами создания недорогих прототипов, печать на металле - очевидный лидер в производстве будущих высокопроизводительных деталей. Независимо от того, занимаетесь ли вы производством, проектированием или инновациями, внедрение технологий 3D-печати с помощью надежного металлического 3D-принтера может навсегда изменить ваш подход к производству и развитию.

Вопросы и ответы

1. В чем разница между пластиковыми и металлическими 3D-принтерами?

Металлический 3D-принтер требует подачи металлического порошка или проволоки; в случае пластикового принтера используются нити, такие как PLA или ABS. Металлические принтеры позволяют создавать более прочные конечные детали.

2. Какова стоимость 3D или другого принтера?

Стоимость всех типов принтеров однозначно зависит от типа, размера и опций принтера.

3. Можно ли иметь дома металлический 3D-принтер?

Мы не рекомендуем использовать эти принтеры в домашних условиях из-за их стоимости, размеров и требований безопасности. В основном они используются в промышленных или профессиональных условиях.

4. В каких отраслях наиболее выгодна металлическая 3D-печать?

Технология металлических 3D-принтеров широко используется в аэрокосмической, автомобильной, медицинской и промышленной инструментальной промышленности.

5. Нужна ли постпечатная обработка после печати?

Да, так обычно и бывает, когда речь идет о последующей обработке (примеры - термообработка, механическая обработка, удаление наростов) для улучшения механических свойств и качества поверхности.