Additive Technology: Beschreiwung, Definitioun, an Applikatioun Fonctiounen Bewäertungen. Additive Technologien an Industrie

3D-Dréckerei Technik war 1986 agefouert, wann d'Firma 3D Wunnengen déi éischt speziell Dréckerspäicher entwéckelt - stereolithography Maschinn, deen op der Säit Industrie oft benotzt ginn. Déi éischt Maschinnen goufen ganz deier an der Wiel vun Material fir d'Schafung vun Modeller gouf limitéiert. D'rapid Entwécklung vun dräi-zweedimensional Dréckerei ugefaang mat der Entwécklung vun Design Technik (CAD), Berechnungen a Simulatioun (CAE) an machining (CAM). An haut ass et schwéier e Beräich vun Produktioun ze fannen, déi 3D-Dréckeren net benotzt hun géif :. Benotzt hinnen Deeler vum Fliger, Raumschëff, fannt Dir, Handwierksgeschir, prostheses an implants ze produzéieren, Bijouen, etc. Perspektiv ass kloer - additive Technologie an der nächster Zukunft wäerten eng Prioritéit ginn vun mechanesch Déifbau Technik .

Den Haaptfiguren Länner vun der Welt sinn an der 3D-Racing aktiv Équipe. Sou, an 2012, Yangstoune, Ohio, opgemaach der National Innovation Institut additive Fabrikatioun NAMII - déi éischt Zentrum vun additive Technologien vun fofzéng an den USA produzéiert. Machine Park Institut ass scho 10 vun additive Maschinnen, dräi vun deenen sinn déi fortgeschratt Maschinnen Metalldeeler erausgewäsch ze schafen.

Terminologie an Klassifikatioun

D'Essenz vun additive Technologie ass Material ze kombinéieren Daten Objeten aus 3D-Modell Layer vun futti ze schafen. Dat ass anescht wéi konventionell subtractive Fabrikatioun Techniken zousätzlech machining - Stoppen Material aus der workpiece.

Additive Technologie ass séiert:

• vum Material benotzt (flësseg, particulate, polymeric, Metal Pudder);
• vun der Präsenz vun der Laser;
• vun der Method vun der Layer Bau (thermesch Effekt, irradiation mat violett oder siichtbar Liicht, de Binder Zesummesetzung) Bauer;
• vun der Method vun der Équipe vun der futti.

Et ginn zwou Méiglechkeeten vun engem Layer grënnen. Déi éischt ass, datt déi éischt Plattform op der Pudder Material Ooffahrten matt ass, ass et Eruewerungspolitik oder Aachterbunnen Messer en och futti vun gewënschte deck vun Material ze schafen. Et existeiert selektiv Laser Pudder Veraarbechtung oder aner Method vun Pudder Deelchen vun Massa (Schmelze oder gluing) laut den aktuellen Rubrik vun CAD-Modeller. Bau Fliger ass dropp, an e puer vun de Pudder bleift intakt. Dëse Prozess ass selektiv Synthes souwéi selektiv Laser sintering genannt, wann e Facettenaen vun der Outil engem Laser ass. Déi zweet Method besteet am direkte Oflagerung vum Material am summing Punkt Energie.

Organisatioun ASTM, déi Industrie Standarden entwéckelt, trennt déi 3D-additive Technologie an 7 Kategorien.

1. Extruding Material. Am Bau Punkt vun virgehëtzten extruder es der Paste Material, eng Mëschung aus Binder an Metal Pudder. Gebaut Brutto Modell ass an engem Schmelzhäre Faarwe Binder an sinter Pudder ze läschen - an déi selwecht Art a Weis wéi et an traditionell Technologien geschitt. Dëst additive Technologie ass ënner der Jael MJS (Multiphase Jet Solidification, multiphase Jet solidification) ëmgesat, FDM (Method Oflagerung mosselen, Simulatioun vun layerwise fusiounsfäeg), FFF (Method Filament Fabrication, Produktioun Method fusiounsfäeg Filamenter).
2. Ënnerdaach Material. Zum Beispill, an Polyjet Faarwen oder photopolymer Technologie fir Multi-Jet Kapp ass zu engem Punkt Konstruktioun applizéiert. Dëst additive Technik ass och Multi jetting Material genannt.
3. Netz Binder. Dozou gehéiert Jet Ink-Jet-Sprëtz Technologie an de Bau vun der Zone Modell net Material, eng Binder Agent (additive Fabrikatioun Technologie ExOne).
4. Facettenaen vun Blat Materialien. Baumaterial ass e Polymer Film, Metal zentraalt Ziel, Pabeier an anerer. Et benotzt gëtt, zum Beispill, am ultrasonic Technologie additive Fabrisonic. Dënn Metal Placke si zesumme vun Ultraschall Bearbechtung, nodeems déi iwwerschësseg Metall vun milling geläscht ass. Additive Technologie ass an verzweifelt subtractive benotzt.
5. Photopolymerization Bad. Der Technologie benotzt Flëssegkeete haut kennt Materialien - photopolymer resin. E Beispill ass de SLA-Technologie Firma 3D Systemer an DLP-Technologie Envisiontec Firma, Digital Light uféiert.
6. Melting vun Material an enger Pre-geformt futti. Benotzt am Lines-Technik, mat als Quell vun Energie Laser oder thermesch Kapp (SHS Firma Blueprinter).
7. Direkten Kräfte der Plaz vun Konstruktioun summing weider. Material an Energie fir seng Schmelze Punkt am Bau gläichzäiteg es. De Kierper ass als schaffen Kapp benotzt, mat engem System equipéiert fir Energie a Matière Ravitaillements. Energie kënnt an der Form vun enger Konzentratioun hëlze vun Elektronepueren (Sciaky) oder Laser hëlze (Pom, Optomec,). Heiansdo ass de Kapp op der "Hand" vun der Roboter schéi.

Dës Klassifikatioun ass vill méi Gespréicher iwwer d'intricacies vun additive Technologien wéi virdrun mannste.

Felder vun Applikatioun

additive Technologie Maart an der Dynamik vun Entwécklung viraus aner Industrien. Hir Moyenne jäerlechen Wuesstem op 27% geschat, no hannendrun Firma geschat, datt vun 2019 bis 26,7 Milliarden Dollar am Verglach zu 11 Milliarden an 2015 Montant gëtt

Allerdéngs huet d'OP Maart nach de ongenotztent Potential an der Produktioun vun Konsument Wueren ze opzeweisen. Bis zu 10% vun de Betriber vun der Valeur vun der Produktioun vun Wueren an hir prototyping verbrannt. A ville Betriber schonn dëse Maart Segment geholl. Mä déi reschtlech 90% geet an Produktioun, esou Programmer fir rapid Fabrikatioun vun Produkter schafen wäert den Haaptgrond Richtung Entwécklung vun dëser Industrie an Zukunft ginn.

2014, obwuel den Undeel vun rapid prototyping Technologien am Maart vun additive ofgeholl, blouf et den héchste - 35%, gewuess d'Deelen vun Produktioun schnell an erreecht e 31% deelen an der Schafung vun Instrumenter nach bei 25% blouf, ass de Rescht vun der Fuerschung an der Ausbildung virgesin fir.

Duerch wirtschaftlech Sekteuren, verdeelt den OP-Tech Uwendungen wéi follegt:

• 21% - Konsument Produiten an elektronesch;
• 20% - Auto;
• 15% - Medezin, dorënner Si kréie;
• 12% - Loft- a Weltraum Fabrikatioun Industrie;
• 11% - Produktioun vun der heescht vun der Produktioun;
• 8% - militäresch Ausrüstung;
• 8% - Formatioun;
• 3% - Bau.

Amateurs a professionell

BEI-Tech Maart ass an Amateur a berufflech ënnerdeelt. Amateur Maart ëmfaasst 3D-Dréckeren an hiren Ënnerhalt, deen Service gehéieren, consumables, Software, an ass fir eenzel begeeschteren, Ausbildung an visualization vun Iddien an erliichtert Kommunikatioun an der éischter Etapp vun der Entwécklung vun neie Betrib entworf.

Berufflech 3D-Dréckeren sinn deier an sinn fir verlängert Reproduktioun gëeegent. Si hunn e groussen Deel vum Bau, gielt vum Richtegkeet, Zouverlässegkeet, verlängert Rei Modell Materialien. Dës Maschinnen sinn vill méi komplizéiert a verlaangen d'Entwécklung vun speziell Fäegkeeten mat den Apparater selwer ze schaffen, mat Modell Material a Software. Typesch, gëtt de Bedreiwer vun der Maschinn eng berufflech Expert op additive Technologien mat héich technesch Ausbildung.

Additive Technology zu 2015

No de Rapport Wohlers Verknëppung 2015, 1988 an 2014 79 602 Industrie vun 3D-Dréckeren goufen weltwäit installéiert. . Gläichzäiteg 38,1% vun den Apparater kascht méi wéi 5 dausend Dollar aus den USA, 9,3% sin - fir Japan, 9,2% - zu China, an 8.7% - an Däitschland. Rescht vun der Welt sinn wäit Supporter vun der Cheffen. Vun 2007 bis 2014 huet den alljährlechen Volume vun Ofsaz vun Desktop Dréckeren vun 66 bis 139 584 Unitéiten. An 2014, 91,6% vun Ofsaz fir Desktop 3D-Dréckeren virgesin, an 8.4% - fir industriell Applikatiounen vun additive Fabrikatioun, aus deem de Gewënn, virgesin awer, fir 86,6% vun den Total, oder 1,12 Milliarden US Dollar absolute Konditiounen. Desktop Maschinnen Konkretes 173,2 Milliounen US Dollar a 13,4%. An 2016, erwaarden mer Ofsaz Wuesstem ze $ 7.3 Milliarden, an 2018 - 12,7 Milliarden, an 2020 de Marché wäert $ 21,2 Milliarden erreechen.

No Wohlers, FDM-Technologie schounen, averaging weltwäit iwwer 300 Marken, all Dag iwwerdribblen nei Ännerungen. E puer vun hinnen sinn nëmmen lokal verkaaft, also et ass ganz schwéier, wann net onméiglech, Informatiounen iwwert d'Zuel vun hiergestallt Marken vun 3D-Dréckeren ze fannen. Mat Vertraue kann mir soen, datt hir Zuel op de Maart mat all laanschtgoungen Dag vergréissert. Et ass eng grouss Diversitéit vun Gréisst an der benotzt Technologien. Zum Beispill, e grousse BigRep FDM-Dréckerspäicher der Berlin Firma BigRep ONE.2 bei engem Präis vun 36 dausend. Euro erwisen vun Dréckerei Objete bis zu 900 x 1055 x 1100 mm mat enger Opléisung vun 100-1000 däin, mat zwee extruders an d'Spiller drop agestallt fir verschidde Materialien genannt produzéiert.

Industrie - fir

Der Loftfaart Industrie ass Investitioun déif an der Produktioun vun der additive. D'Benotzung vun additive Technologien gëtt de Konsum vu Materialien op der Produktioun vun Deeler vun 10 mol ass reduzéieren. Et gëtt erwaart, datt GE Aviation Company wäert jäerlech 40 dausend publizéieren. Stoppmaschinnen. An Airbus vun 2018 huet sech d'Firma elo bis zu 30 Tonnen vun Deeler pro Mount ze drécken. D'Firma Notize de wesentleche Fortschrëtt am Charakteristiken vun hiergestallt Deeler vun esou enger Aart a Weis wéi zu traditionell Verglach. Et war eraus datt d'erhéijen, déi fir 2,3 Tonnen Laascht entworf gouf, an Tatsaach, haten bis zu 14 Tonnen zwou Saache gläichzäiteg kann während sengem Gewiicht vun Halschent reduzéieren. Zousätzlech, publizéiert d'Gesellschaft Detailer vun Al Blat a Bensin kommentéieren. D'Airbus Fligere huet 60 dausend. Stécker, gedréckt der 3D-Dréckerspäicher Stratasys Fortus Company. Aner Entreprisen Raumfaarttechnik Industrie benotzt och additive Fabrikatioun Technologie. Dorënner: Bell Helikopter Bae Systemer, Fliiger, Boeing, Embraer, HONEYWELL Dofir, Generaldirekter Dynamik, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Mercedes-Royce an SpaceX.

Digital additive Technologien sinn schonn an der Fabrikatioun vun verschiddenen Konsument Wueren gebraucht. Betrib huelen, déi Servicer additive Fabrikatioun, kooperéiere mat Hoet Eyeware an der Fabrikatioun vun Brëller fir Visioun Korrektur a Sonnebrëll. 3D-Modeller sinn eng Rei vun Wollek Servicer gëtt. Nëmmen d'3D Warehouse an Sketchup d'Firma Offer 2,7 Milliounen Echantillon. Net an der Partei bleiwen an der Moud Industrie. RS Drécken benotzt engem System, datt den Drock vun der Fousssuel Mesuren, eenzel insoles ze drécken. Auteuren Experimentéiere mat zë, Schong a kleet.

rapid prototyping

Ënner rapid prototyping verstoen der Kreatioun vun Prototyp Produiten an dem Korrespondent méiglech Zäit. Et ass eent vun den Haapt Uwendungen vun additive Fabrikatioun Technologien. Prototyp - ass en Typ vun Produit néideg der Form vun deem Deel vun hirer Evaluatioun vun Ergonomie, Versammlung kënnen Kënnen an der Richtegkeet vun Layout Léisungen ze optimiséieren. Dat ass firwat d'Reduktioun vum Liewen Fabrikatioun Deeler vill Entwécklung Zäit reduzéieren kann. Och, kann de Prototyp e Modell fir aerodynamic an Eidechs Testen oder kënnen Funktionalitéit enclosures vu Stot an medezinesch Equipement entworf ginn. Vill Prototype als Wa Design Modeller mat den Nuancen an der Konfiguratioun hunn, Faarwen a gemoolt an sou op. D. Fir rapid prototyping benotzt gënschtegsten 3D-Dréckeren.

rapid Produktioun

D'additive Technologie an der Industrie hunn super Perspektiven. Kleng Skala Produktioun vun Produite mat komplexe Geometrie a vun spezifesch Material gemeinsam am shipbuilding, Muecht Déifbau, reconstructive Agrëff an Zänn Medezin, Raumfaarttechnik Industrie. Direkten ubauen vun Metal Produiten ass duerch wirtschaftlech expediency motivéiert, wéi dës Modus vun Produktioun manner deier war. Mat der Benotzung vun additive Technologien maachen schaffen Kierper Wandkraaftanlage an shafts, implants an prostheses, Ersatzstécker fir Autoen a Fligere.

Der Entwécklung vun rapid Fabrikatioun an dréit zu engem groussen Erhéijung vun der Zuel vun sinn Metal Pudder Materialien. Wann am Joer 2000 waren et 5-6 Zorte vu powders, elo bitt se eng breet Palette, Betrag ze zéngdausende vu Gleiser aus strukturell Stolindustrie zu wäertvollt Metaller a superalloys.

Versprécht a additive Technologie an als Ingenieur, wou se an der Fabrikatioun vun Instrumenter benotzt gin kann an Instrumenter fir Serie Produktioun - Text fir Sprëtz molding Maschinnen, molds, Skeletter.

Ultimaker 2 - déi bescht 3D-Dréckerspäicher an 2016

An der Meenung vun wëssen Magazin, déi lafend gehaal an am Verglach d'Charakteristiken vun Stot vun 3D-Dréckeren, beschte Dréckeren 2016 Modell Ultimaker sinn 2 Firmen Ultimaker, Reniforce RF1000 Firma Conrad an Replicator Büro 3D Dréckerspäicher Firma MakerBot.

Ultimaker 2+ a senger verbessert Modell benotzt Technologie Simulatioun vun fusiounsfäeg. 3D-Dréckerspäicher Ënnerscheed klengste Layer deck vun 0,02 mm, eng kleng Zäit berechent, héich Käschten Dréckerei (2600 reift pro 1 kg Material). Schlëssel ass näischt geschitt:

• der Gréisst vun der schaffen Chamber - 223 x 223 x 305 mm;
• Gewiicht - 12,3 kg;
• Kapp Gréisst - 0,25 / 0,4 / 0,6 / 0,8 mm;
• stierwen Temperatur - 180-260 ° C;
• Resolutioun Layer - 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 däin;
• Drécken Speed - 8-24 mm ³ / s;
• Präzisioun XYZ - 12,5-12,55 däin;
• Material - Pla, ABS, CPE Duerchmiesser 2,85 mm;
• Software - Pleşa;
• Ënnerstëtzt Fichier Zorte - STL, OBJ, AMF;
• Power Konsum - 221 W;
• Präis - 1895 euro, an der Basis Modell 2495 euro verlängert.

No Client Kritik, ass de Dréckerspäicher Liicht ze installéieren an benotzen. Feiere héich Opléisung, Self-ugepasst Bett, enger grousser Villfalt vu Material benotzt, de Gebrauch vun Open Source Software. D'Nodeeler och de Dréckerspäicher der Dréckerspäicher Design oppen, déi am Burns aus waarm Material Resultat kann.

LulzBot Mini 3D Dréckerspäicher

An Iwwerpréiwung vun der Zäitschrëft PC Magazine Ultimaker 2 an Replicator Büro 3D Dréckerspäicher koum och déi drei, mee hei an der éischter Plaz huet sech d'Dréckerspäicher LulzBot Mini 3D Dréckerspäicher. Seng Spezifikatioune sinn wéi follegt:

• der Gréisst vun der schaffen Chamber - 152 x 152 x 158 mm;
• Gewiicht - 8,55 kg;
• stierwen Temperatur - 300 ° C;
• Layer deck - 0.05-0.5 mm;
• Drécken Speed - 275 mm / s op enger Héicht vun 0,18 mm futti;
• Material - Pla, ABS, Hips, Wäissläim, PETT, polyester, Nylon, polycarbonate, PETG, PCTE, PC-ABS, an anerer Duerchmiesser vun 3 mm.
• Software - Pleşa, OctoPrint, BotQueue, Slic3r, Printrun, MatterControl etc;.
• Power Konsum - 300 W;
• Präis - 1 250 $.

Sciaky EBAM 300

Ee vun de beschte industrielle Maschinnen additive Fabrikatioun EBAM 300 Entreprisen Sciaky ass. Elektronen hëlze Pistoul bewierkt d'Metal Schichten bei enger Vitesse vu bis zu 9 kg pro Stonn.

• der Gréisst vun der schaffen Chamber - 5791 x 1219 x 1219 mm;
• den Drock vun de Staubsauger Chamber - 1x10 ^-4 Torr;
• Muecht Konsum - bis zu 42 kW bei enger Volt 60 kV;
• Technik - extrusion;
• Material - Titan an Alliagen souzesoen, DP DIKRICH, inconel, Wolfram, Niob, STAINLESS Stol, Al, Stol, Koffer-Néckel durchgang (70/30 a 30/70);
• déi maximal Betrag - 8605,2 Liter;
• Präis - 250 dausend Dollar ..

Additive Technologien an Russland

Industrie-Schouljoer Maschinnen an Russland sinn net produzéiert. Iwwerdeems nëmmen am "Rosatom" entwéckelt, d'Laser Zentrum MSTU Wiesen. Bauman University "STANKIN" Polytechnic Universitéit St. Petersburg, den hëlzene Federal Universitéit. "Voronezhselimmash", produzéiert pädagogescher a Gewalt 3D-Dréckeren "Alpha", ass eng kommerziell additive Planz entwéckelen.

Déi selwecht Situatioun mat Ëmgeréits. De Leader vun der Entwécklung vun powders an Pudder Formuléierungen an Russland ass VIAM. Si produzéiert de Pudder fir additive Technologien an der Restauratioun vun turbine Blades benotzt ginn, vun Uerdnung vun der Permian "Fligere Motore». Fortschrëtt ass an der All-Russesch Institut vun Liichtjoer Alliagen (Rieder). Entwécklungen sinn verschidden Déifbau Zentren uechter der russescher Federatioun. "Rostec", Ural Branch vun Russesch Akademie vun de Wëssenschaften, der UFU hir Entwécklung. Mä awer sinn se och eng kleng Nofro vun 20 Tonnen vun Pudder pro Joer ze treffen net kënnen.

An dësem virleien, gesot d'Regierung der Edukatiounsministère, Ministère fir déi wirtschaftlech Entwécklung, Ministère fir Industrie, Ministère vun Kommunikatiouns, Russesch Akademie vun de Wëssenschaften, Fanø, "Roscosmos", "Rosatom", "Rosstandart" Entwécklung Institutiounen eng koordinéiert Programm Entwécklung a Fuerschung gedoe. Fir ass et proposéiert zousätzlech ze léinen Budget allocations, wéi och d'Méiglechkeet vun Co-Finanzement op Käschte vun der National Wuel Fund an aner Quellen ze betruecht. Et ass recommandéiert déi nei Produktioun Technik, an färdeg. H. Zousätzlech, MERs, "Rosnano" Fonds "Skolkovo", d'Exportatioun Agence "EXIAR", "Vnesheconombank" ze ënnerstëtzen. D'Regierung ass och vun der Industrie an Trade Ministère vertruede gëtt eng Sektioun vun der Staat Programm fir d'Entwécklung a Verbesserung vun industriell Kompetitivitéit preparéieren.