Katkı Teknolojisi: açıklama, tanım ve uygulama derecelendirmelerini bulunmaktadır. sanayide Katkı teknolojiler

stereolitografi makinesi, yaygın savunma sanayinde kullanılmaktadır - şirketi 3D Systems ilk özel yazıcıyı geliştirdi zaman 3D baskı teknolojisi, 1986 yılında tanıtıldı. İlk makineler çok pahalı ve modellerin yaratılması için malzeme seçimi sınırlıydı. Üç boyutlu baskı hızlı gelişim tasarım teknolojisi (CAD), hesaplamalar ve simülasyon (CAE) ve işleme (CAM) gelişmesi ile başladı. Ve bugün 3D-yazıcıları kullanılmış olmazdı üretimin bir alanı bulmak zordur :. umudu açıktır uçak, uzay aracı, denizaltılar, araçlar, protezler ve implantlar, takı vb parçaları üretmek için bunları kullanın - katık teknolojisi yakın gelecekte bir öncelik olacak makine mühendisliği teknolojisinin .

dünyanın önde gelen ülkeleri aktif 3D-yarış olarak katılıyor. ABD'de üretilen onbeş katkı teknolojilerinin ilk merkezini - Yani, 2012 yılında, Yangstoune, Ohio, Ulusal İnovasyon Enstitüsü katkı üretim NAMII açtı. Makine parkı Enstitüsü zaten metal parçaları oluşturmak için en gelişmiş makinelerdir üçü katkı makineleri, 10 sahiptir.

Terminoloji ve sınıflandırma

katkı teknolojisi özü tabakası ile 3D modeli katmanından veri nesneleri oluşturmak için malzeme birleştirmektir. iş parçası kaldırma materyal ve - Bu işleme ima geleneksel eksiltici imalat tekniklerinden farklıdır.

Katkı teknoloji sınıflandırılır:

• kullanılan malzeme (sıvı, parçacık halinde, polimer, metal tozu) ile;
• lazer varlığıyla;
• (Ultraviyole veya görünür ışık, bağlayıcı bileşim ile termal etki, ışınlama) tabakası yapı sabitleme yöntemi ile;
• örtünün oluşum yöntemi ile.

Bir katmanı oluşturan iki yolu vardır. Önce bir platform toz malzeme üzerine dökülmesi, malzemenin istenen kalınlıkta bir tabaka halinde oluşturmak için bölümlenmiş veya silindir bıçak. Bu CAD-modellerin mevcut bölümüne göre seçici lazer tozu işleme sürecinde veya bileşik (erime veya yapıştırma) ve toz parçacıklarının başka bir yöntem ortaya çıkar. İnşaat Düzlem değişmez ve toz bazı sağlam kalır. aletin bir bileşiği, bir lazer ise, bu işlem, seçici sentez hem de selektif lazer sinterleme olarak adlandırılır. İkinci yöntem, toplama noktası enerji maddenin doğrudan birikimi oluşur.

endüstri standartları geliştirir Organizasyon, ASTM, 7 kategoriye 3D-katkı teknoloji böler.

1. malzeme Ekstrüzyon. Önceden ısıtılmış ekstrüderin noktası oluşturulmasında macun malzemesinin, bağlayıcı madde ve metal tozu karışımı beslenir. Dahili ham modeli bağlayıcı ve sinter tozu kaldırmak için bir fırına yerleştirilir - aynı şekilde geleneksel teknolojilere olduğu gibi. Bu katkı teknolojisi ticari Mjs (fazlı jet Katılaşma, çok fazlı püskürtme katılaştırma) altında uygulanır, FDM (erimiş birikim modelleme, layerwise eritme ile simülasyon), FFF (Fused Filament İmalatı, üretim yöntemi, filamanların birleştirilmesi).
2. malzemenin püskürtülmesi. Örneğin, çoklu püskürtme kafası için PolyJet mum veya fotopolimer teknolojisinde bir nokta yapı uygulanır. Bu katkı teknolojisi ayrıca Çoklu jeti Malzeme denir.
3. Yağmurlama bağlayıcı. Bu malzeme, bir bağlayıcı madde (katkı maddesi üretim teknolojisi ExOne) modeli olmayan bölümünün yapımı jet Ink-Jet enjeksiyon teknolojisini içerir.
4. tabaka malzemelerin bileşik. yapı malzemesi bir polimer film, bir metal folyo, kağıt ve diğerleri olup. Ultrasonik katık Fabrisonic, örneğin, kullanılır. İnce metal levhalar fazla metal öğütme ile uzaklaştırılmasından sonra, ultrason ile birbirine kaynaklanmıştır. Katkı teknoloji çıkarmalıya ile bağlantılı olarak kullanılır.
5. Fotopolimerizasyon banyosu. Foto-polimer reçine - teknoloji sıvı modelleme malzemeler kullanmaktadır. Bir örnek SLA-teknoloji şirketi 3D Sistemleri ve DLP teknolojisi Envisiontec şirketi, Dijital Işık Alayı olduğunu.
6. önceden oluşturulmuş bir tabaka içindeki malzemenin erime. Enerji lazer veya termal kafa (SHS firması ozalitçi) kaynağı olarak kullanılarak, SLS-teknoloji kullanılır.
7. Yapım yere özetliyor doğrudan enerji. Malzeme ve enerji eş zamanlı olarak inşaat erime noktasına beslenir. vücut enerji ve malzeme vermek için bir sistem ile donatılmış bir çalışma kafası olarak kullanılır. Enerji elektron (Sciaky) ya da lazer ışınının (POM, Optomec) konsantre edilmiş bir ışın şeklinde gelir. Bazen kafa robotun "el" üzerine monte edilmiştir.

Bu sınıflandırma öncekilerden daha katkı teknolojilerinin karışıklıklar hakkında çok daha sohbetlerimizdi.

Uygulama alanları

Önümüzdeki diğer sektörlerde gelişme dinamiğinde katkı teknolojisi pazarı. Onun ortalama yıllık büyüme,% 27 olarak tahmin IDC şirketine göre 2019 yılında 2015 yılında 11 milyar kıyasla 26,7 milyar dolara ulaşacaktır tahmin

Ancak, AT pazar tüketim mallarının üretiminde potansiyele ortaya çıkarmak için henüz bulunmuyor. Kadar malların üretiminin değerinin şirketlerin% 10'u kendi prototip tüketilen. Ve birçok şirket zaten bu pazar segmenti almış. Ama kalan% 90 üretim gider, böylece ürünlerin hızlı üretim için uygulamaları oluşturmak gelecekte bu sektörün gelişiminin ana yönü olacak.

dinlenme araştırma ve eğitim lara aittir,% 35 üretim payı hızla büyüdü ve araçların oluşturulması% 31'lik bir paya ulaşmıştır kalmıştır% 25 seviyesinde kalmıştır - 2014 yılında, azalmış olmasına rağmen katkı piyasasındaki hızlı prototipleme teknolojileri oranı en yüksek kalmıştır.

aşağıdaki gibi ekonomik sektörler itibarıyla, AT teknoloji uygulamaları dağıtılan:

• % 21 - tüketim ürünleri ve elektronik;
• % 20 - araba;
• % 15 - hekimliği dahil ilaç;
• % 12 - havacılık ve uzay üretim endüstrisi;
• % 11 - üretim araçlarının üretimi;
• % 8 - askeri teçhizat;
• % 8 - formasyonu;
• % 3 - yapı.

Amatörler ve profesyoneller

AT-tech pazar amatör ve profesyonel ayrılmıştır. Amatör pazar 3D-yazıcı ve hizmet sarf, yazılım içerir ve bireysel meraklıları, eğitim ve fikir görselleştirme için tasarlanmış ve yeni iş geliştirme ilk aşamada iletişimi kolaylaştırmak onların bakımını içerir.

Profesyonel 3D-yazıcılar pahalıdır ve uzun üreme için uygundur. Bunlar inşaat, performans, doğruluk, güvenilirlik ve uzun mesafeye modeli malzemelerin geniş bir alana sahiptir. Bu makineler çok daha karmaşıktır ve model malzeme ve yazılım ile, kendileri cihazlarla çalışmak için özel becerilerin gelişimine gerektirir. Tipik olarak, makinenin operatör yüksek teknik eğitim ile katkı teknolojiler üzerinde profesyonel uzman haline gelir.

2015 yılında Katkı Teknolojisi

Raporda Wohlers Raporu 2015, 1988 ve 2014 göre, 3D-yazıcıların 79602 sektöründe dünya çapında kuruldu. . Çin'e ve% 8.7 - - Japonya, 9.2% için - Almanya'ya Aynı zamanda cihazların% 38.1% 9,3, en fazla 5 bin ABD doları ABD'den gelmektedir mal oldu. Dünyanın geri kalanı çok ilerisinde liderlerinin vardır. 2007 yılından itibaren 2014 masaüstü yazıcıların satış yıllık hacmi 139 584 adede 66 yükselmiştir. 2014 yılında, satışların% 91.6 masaüstü 3D-yazıcılar ve 8.4% oluşturmaktadır - katkı imalat endüstriyel uygulamalar için, kar hangi Ancak toplamın% 86.6 veya 1120000000 dolar sorumluydu mutlak terimler. Masaüstü makineleri 173200000 dolar ve 13.4% memnun etti. 12700000000, 2020 yılında pazar $ 21200000000 ulaşacak - 2016 yılında satış 2018 yılında, 7.3 milyar $ kadar büyümesi beklenmektedir.

Wohlers'i göre, FDM teknolojisi dünya çapında yaklaşık 300 marka, yeni değişiklikler ekleyerek her gün ortalama hüküm sürer. Bazıları sadece yerel satılmaktadır, bu nedenle 3D-yazıcıların imal markaların sayısı hakkında bilgi bulmak çok zor, hatta olanaksızdır. güvenle biz piyasada sayıları her geçen gün arttığını söyleyebiliriz. boyutlarında büyük çeşitlilik ve kullanılan teknolojiler vardır. Örneğin, Berlin şirketi 36.000. Euro arasında bir fiyata BigRep ONE.2 denilen büyük bir BigRep FDM-yazıcı üretir, baskı yapabilen iki ekstrüder içeren 100-1000 mikron çözünürlükle ve farklı materyaller kullanma yeteneği ile 900 x 1055 x 1100 mm'ye kadar itiraz ediyor.

Endüstri - için

havacılık endüstrisi katkı üretiminde yoğun yatırım yapıyor. katkı teknolojilerinin kullanımı 10 kat parçaların üretiminde harcanan malzeme tüketimini azaltacaktır. GE Havacılık Şirketi yılda 40 bin. Enjektör yayınlayacak beklenmektedir. Ve Airbus 2018 şirket ayda parçaların en fazla 30 ton yazdırmak için gidiyordu. şirket geleneksel kıyasla şekilde imal edilen parçaların özelliklerine önemli ilerleme kaydetmektedir. Bu yarı yarıya ağırlığını azaltırken 2.3 ton yük için tasarlanmış braket, aslında, 14 tona kadar yükleri kadar dayanabilir ortaya çıktı. Buna ek olarak, şirket alüminyum levha ve yakıt konnektörleri ayrıntılarını yayınladı. Airbus uçak 3D-yazıcı Stratasys Fortus Firma baskılı, 60000. Adet vardır. Diğer şirketler havacılık endüstrisi de katkı üretim teknolojisini kullanıyor. Bunlar arasında: Bell Helikopter, BAE Systems, Bombardier, Boeing, Embraer, Honeywell Aerospace, General Dynamics, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Rolls-Royce ve SpaceX.

Dijital katkı teknolojiler zaten çeşitli tüketim mallarının üretiminde kullanılmaktadır. Şirket Materialise sağlayan hizmetler görme düzeltimi ve gözlükler için gözlük üretiminde Hoet Eyeware ile işbirliği, üretim katkı. 3D-modelleri bulut çeşitli hizmetler verilmektedir. Sadece şirketin 3D Atölyesi ve Sketchup 2,7 milyon örnekleri sunuyoruz. parti ve moda endüstrisinde durmayın. RS Baskı bireysel tabanlık yazdırmak için, taban basıncını ölçen bir sistem kullanır. Tasarımcılar bikiniler, ayakkabı ve elbiselere denemeler yapıyoruz.

hızlı prototip

hızlı prototipleme altında en kısa sürede prototip ürünlerin yaratılmasını anlıyoruz. Bu katkı üretim teknolojilerinin ana uygulamalarından biridir. Prototip - ergonomi, montaj doğrulama yetenekleri onun değerlendirmesinin bir parçası şeklini ve düzenini çözümlerin doğruluğunu optimize etmek için gerekli ürün türüdür. Yani üretim parçaları yaşamın azalması önemli ölçüde geliştirme zamanı azaltabilir nedeni budur. Ayrıca, prototip ev ve tıbbi malzeme aerodinamik ve hidrodinamik test veya doğrulama işlevi muhafazaları için tasarlanmış bir model olabilir. yapılandırma, renk ve renklendirme ve hızlı prototipleme için böyle devam eder. D. nüansları keşif tasarım modelleri olarak oluşturulan birçok prototipler ucuz 3D-yazıcılar kullanır.

hızlı üretim

sanayide katkı maddesi teknolojisi harika umutları var. Bileşik geometri ve spesifik gemi yapımında yaygın malzemelerin ürünlerin Küçük ölçekli üretim elektrik mühendisliği, rekonstrüktif cerrahi ve diş hekimliği, havacılık endüstrisi. Bu gibi metal ürünlerin doğrudan ekimi, ekonomik çıkar motive olan üretim yöntemi daha az pahalıdır. katkı teknolojilerinin kullanımı ile çalışma organları türbinleri ve şaftları, implantlar ve protezler, araba ve uçaklar için yedek parça olun.

hızlı imalat geliştirilmesi ve mevcut metal toz malzemelerin sayısında önemli bir artışa katkıda bulunmuştur. 2000 yılında tozlarının 5-6 çeşit olsaydı, şimdi gelen parça onlarca geniş bir yelpazede, miktar sunuyor yapısal çelik değerli metallerin ve süper alaşımlar.

bu araçlar üretiminde kullanılabilen makine mühendisliği, umut verici ve katkı teknolojisi ve enjeksiyon makineleri, kalıp, şablonlar için ekler - seri üretim için aletler.

Ultimaker 2 - 2016 yılında en iyi 3D-yazıcı

test yapılmış ve 3D-yazıcıların hane özelliklerini karşılaştırıldığında CHIP dergisi görüşüne göre, en iyi yazıcılar 2016 modeli Ultimaker 2 şirket Ultimaker, Reniforce RF1000 şirketi Conrad ve Çoğaltıcı Masaüstü 3D Yazıcı şirketi MakerBot vardır.

ilerletmesi modelinde Ultimaker 2+ kaynaştırarak simülasyon teknolojisini kullanır. 3D-yazıcı 0,02 mm'lik küçük tabaka kalınlığının, küçük bir zaman hesaplaması, düşük maliyetli baskı (malzeme 1 kg başına 2600 RUB) farklıdır. Temel Özellikler:

• çalışma haznesinin boyutu - 223 x 223 x 305 mm;
• ağırlık - 12.3 kg;
• baş boyutu - 0.25 / 0.4 / 0.6 / 0.8 mm;
• sıcaklık die - 180-260 ° C;
• çözünürlük tabaka - 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 mikron;
• Baskı Hızı - 8-24 mm ³ / sn;
• Hassas XYZ - 12,5-12,55 mikron;
• Malzeme - PLA, ABS, CPE çapı 2.85 mm;
• Yazılım - Cura;
• Desteklenen dosya türleri - STL, OBJ, AMF;
• Güç tüketimi - 221 W;
• fiyat - 1895 euro ve genişletilmiş taban modeli 2495 euro.

müşteri yorumları göre, yazıcı yüklemek ve kullanmak için ışıktır. Kutlayan yüksek çözünürlüklü, kendinden ayarlı yatak, kullanılan malzeme çok çeşitli, açık kaynak yazılım kullanımı. dezavantajları yazıcı sıcak malzemeden yanıklara neden olabilir yazıcı tasarımı, açık bulunmaktadır.

LulzBot Mini 3D Yazıcı

dergisi PC Magazine Ultimaker 2 ve Çoğaltıcı Masaüstü 3D incelerken Yazıcı ayrıca ilk üçe girmiş, ama burada ilk etapta yazıcı LulzBot Mini 3D Yazıcı oldu. Bunun da özellikleri şunlardır:

• çalışma haznesinin boyutu - 152 x 152 x 158 mm;
• Ağırlık - 8.55 kg;
• sıcaklık die - 300 ° C;
• tabaka kalınlığı - 0.05-0.5 mm;
• Baskı hızı - 275 mm / 0.18 mm kalınlığında bir yükseklikte s;
• Malzeme - PLA, ABS, HIPS, PVA, PETT, polyester, naylon, polikarbonat, PETG PCTE PC-ABS, ve 3 mm diğerleri çapı.
• Yazılım - Cura, OctoPrint, BotQueue, Slic3r, Printrun, MatterControl vb;.
• Güç tüketimi - 300 W;
• fiyat - 1 $ 250.

Sciaky EBAM 300

En iyi endüstriyel makinelerden biri imalat EBAM 300 firma Sciaky olduğunu katkı. Elektron ışını tabancası saatte 9 kg kadar bir hızda metal tabakalara yol açar.

• çalışma haznesinin boyutu - 5791 x 1219 x 1219 mm;
• Vakum odasının basınç - 1x10 ^-4 Torr;
• Güç tüketimi - 60 kV bir voltajda 42 kW'a kadar;
• teknolojisi - ekstrüzyon;
• Malzeme - titanyum ve titanyum alaşımları, tantal, inkonel, tungsten, niobiyum, paslanmaz çelik, alüminyum, çelik, bakır-nikel alaşımı (70/30 ve 30/70);
• maksimum miktar - 8605,2 litre;
• fiyat - 250 bin dolar ..

Rusya'da Katkı teknolojiler

Rusya'da sanayi tipi makineler üretilmez. Yalnızca "Rosatom", lazer merkez MSTU geliştiriliyor iken. Bauman Üniversitesi "Stankin" St. Petersburg Politeknik Üniversitesi, Urallar Federal Üniversitesi. eğitim ve yerli 3D-yazıcıları "Alfa" üreten "Voronezhselimmash", ticari bir katkı tesisi geliştirmektedir.

malzemeleri ile aynı durum. Rusya'da tozlar ve toz formülasyonların geliştirilmesi lideri VIAM olduğunu. katkı teknolojileri Permiyen "uçak motorları» emriyle, türbin kanatlarının restorasyonunda kullanılan için Onlar tozu üretti. İlerleme ve hafif alaşımların Tüm Rusya Enstitüsü (TEKERLEKLİ) de. Gelişmeler Rusya Federasyonu boyunca farklı mühendislik merkezleri bulunmaktadır. "Rostechnologii", Rus Bilim Akademisi Ural Branch, UFU gelişimini kurşun. Ama yine de yılda tozu 20 ton hatta küçük talebi karşılamak mümkün değildir.

Bu bağlamda, Hükümet koordineli bir program geliştirme ve araştırma kurmak Milli Eğitim Bakanlığı, Ekonomik Kalkınma, Sanayi Bakanlığı, Ulaştırma Bakanlığı, Rusya Bilimler Akademisi, Fano, "Roscosmos" Bakanlığı, "Rosatom", "Rosstandart" geliştirme kurumları talimat verdi. ek ayrılması öngörülmüştür için bütçe paylarında, yanı sıra Ulusal Refah Fonu ve diğer kaynaklardan pahasına eş-finansman olasılığı dikkate. Vol, yeni üretim teknolojisini desteklemek için tavsiye edilir. H. Toplama, mers, "Rosnano" Fon "Skolkovo", ihracat ajansı "EXIAR", "Vnesheconombank". Hükümet ayrıca endüstriyel rekabet geliştirilmesi ve iyileştirilmesi için devlet programının bir bölümünü hazırlayacak Sanayi ve Ticaret Bakanlığı tarafından temsil edilmektedir.