3D-печать металлом: лазерные и металлические порошковые принтеры, которые мы видели на IMTS

На прошлой неделе я был на Международной выставке производственных технологий (IMTS), и это было невероятно. Это магазин игрушек для машинистов, в котором представлены лучшие достижения промышленной автоматизации. Но одна из самых крутых тенденций, которую я обнаружил на выставке, — это методы 3D-печати из металла. Самое приятное то, что многие из огромных машин, представленных на выставке, действительно работают!

Вероятно, лучше называть это аддитивным производством, потому что фактические методы могут значительно отличаться от методов вашего 3D-принтера. Ниже вы найдете примеры трех различных подходов к этому процессу. У меня было отличное интервью с компанией, занимающейся 3D-печатью металла с использованием сопла, часто называемого плакированием. Есть демонстрационное видео порошковой печати с использованием лазеров. И метод, в котором связующие используются в качестве промежуточного этапа на пути к окончательной металлической детали. Давайте взглянем!

Было здорово встретиться с Тимом Беллом, который демонстрировал этот огромный конус реактивного двигателя на стенде BeAM Machines. Сам конус был выточен из нержавеющей стали как самый быстрый и экономичный способ его изготовления. Изогрида была напечатана на внешней поверхности этого конуса, структуры, которая обычно изготавливается из большей части методом вычитания.

BeAM использует подход на основе сопла, который переносит металлический порошок в потоке газообразного аргона. Когда он выходит из кончика сопла, мощный лазер плавит материал. Тим упомянул, что в этом процессе, вероятно, можно использовать любой материал, который можно сваривать лазером. Сюда входят титановые сплавы, сталь, никелевые сплавы и кобальтовые сплавы. Они также работают над алюминием.

Добавление к существующей детали — это действительно здорово, но, конечно, вы также можете распечатать целые объекты, подобные показанным здесь. Тим упомянул, что печать всего конуса реактивного двигателя из INCONEL 625 (никель-хромового сплава) была бы непомерно дорогой.

У BeAM не было работающей машины, но была одна компания, демонстрирующая лазерную наплавку, так что давайте посмотрим на это.

Очень здорово видеть эти машины в действии на выставочной площадке. Вот машина для лазерной наплавки от OR Lasertechnology, которая продемонстрировала наращивание спирали на прутковой заготовке. Я снял видео, на котором видно, как порошок выходит из сопла до того, как загорается лазер. Как только это произойдет, вращение приспособления и линейное движение насадки образуют спираль.

Машина была не слишком большой, размером с холодильник. Вы можете увидеть, как выглядит готовый стержень. Я считаю, что этот был отполирован, чтобы придать законченный вид.

На стенде Toshiba не было машины для лазерной наплавки, но они привезли с собой несколько образцов деталей. Здесь вы можете увидеть, как они были изготовлены, а затем обработаны до допусков.

Этот принтер Renishaw оснащен четырьмя лазерами мощностью 500 Вт. Да, два киловатта лазера в этой сравнительно небольшой машине! На видео, которое я снял, показано, как лазерный балет плавит слой металлического порошка. В конце находится портал, который устанавливает новый слой на место для следующей итерации.

Печатный коллектор, представленный на выставке, просто фантастический. Я бы не смог отличить его от лазерной печати. Он сделан из титана, и на печать двух составляющих его частей ушло около 40 часов. Детали, которые выходят из этой машины, необходимо подвергнуть пескоструйной очистке — возможно, именно поэтому они не выглядят напечатанными на 3D-принтере — а титановые детали, подобные этой, необходимо подвергнуть термоотверждению.

Компания Renishaw также продемонстрировала дельта-бота, который они создали в качестве контрольной системы для проверки характеристик деталей. Демонстрация разрешения просто поражает воображение, а работа в таких масштабах иллюстрирует необходимость подтверждения точности получаемых деталей.

У 3D Systems была большая машина для прямой печати металлом, которая используется в аэрокосмической и медицинской технике. (Купите свое индивидуальное бедро здесь!) Он не работал, но я прекрасно рассмотрел печатную платформу и объяснил, как она работает.

Центральная часть стола погружается в машину при печати каждого слоя, и порошок засыпается с обеих сторон. Лазер установлен сверху и направлен вниз. Детали печатаются на плоту, который прилегает к станине. Это служит шаблоном для этапов постобработки, после чего деталь удаляется с помощью электроэрозионной обработки.