Adicia Teknologio: priskribon, difino kaj apliko enhavas rangigoj. Adicia teknologiojn en industrio

3D-preso teknologio estis prezentita en 1986, kiam la entrepreno 3D Systems evoluigis la unuan specialan presilon - stereolithography maŝino, kiu estas vaste uzata en la militindustrio. La unuaj maŝinoj estis tre multekosta kaj la elekto de materialo por la kreo de modeloj estis limigita. La rapida disvolviĝo de la tridimensia impreso komencis kun la disvolviĝo de dezajno teknologio (CAD), kalkuloj kaj simulado (CAE) kaj maŝinanta, aparatanta (CAM). Kaj hodiaŭ estas malfacile trovi areon de produktado, kiu ne uzis 3D-printiloj :. Uzu ilin por produkti partojn de aviadiloj, kosmoŝipoj, submarŝipoj, ilojn, protezo kaj enplantas, juveloj, ktp La perspektivo estas evidenta - adicia teknologio en proksima estonteco estos prioritato de mekanika inĝenierio teknologio .

La gvida landoj de la mondo estas aktive implikita en la 3D-kuroj. Do, en 2012, Yangstoune, Ohio, malfermis la Nacia Novigado Instituto adicia fabrikado NAMII - la unua centro de adicia teknologioj de dek kvin produktitaj en Usono. Maŝino parko Instituto havas jam 10 de adicia maŝinoj, tri el kiuj estas la plej progresinta maŝinoj krei metalo partoj.

Terminologio kaj klasifiko

La esenco de adicia teknologio estas kombini materialojn por krei datumojn objektoj de 3D-modelo mantelo por mantelo. Tiu estas malsama de konvenciaj subtraha fabrikado teknikoj implico maŝinanta, aparatanta - forigante materialon de la workpiece.

Adicia teknologio estas klasifikita:

• per la materialoj uzitaj (likva, eroj, polimeraj, metalo pulvoro);
• per la ĉeesto de la lasero;
• per la metodo de fiksi la tavolo konstruo (termika efekto, radiado kun ultraviola aŭ videbla lumo, la aglutinante komponaĵo);
• per la metodo de formado de la tavolo.

Estas du manieroj de formado de tavolo. La unua estas ke la unua platformo Elversxigxis sur la pulvoro materialo, estas dispartigita aŭ onda tranĉilo krei eĉ tavolo de dezirata dikeco de materialo. Ĝi okazas selectiva laseron pulvoro prilaborado aŭ alia metodo de pulvo partikloj de komponaĵo (fandado aŭ gluita) laŭ la aktuala sekcio de CAD-modeloj. Konstruo Plane estas neŝanĝita, kaj iuj el la pulvoro restas nerompita. Tiu procezo estas nomita selektema sintezo kaj ankaŭ selectivo laseron sinterización Se komponaĵo de la ilo estas lasero. La dua metodo konsistas en la rekta atestaĵo de la materialon en la sumigado punkto energio.

Organizo ASTM, kiu disvolvas industrion normoj, dividas la 3D-adicia teknologio en 7 kategorioj.

1. Extruding materialo. En konstruado punkto de precalentado extruder nutris la paston materialo, miksaĵo de aglutinante kaj metalo pulvoro. Enkorpigita kruda modelo estas metita en forno forigi la aglutinante kaj Sinter pulvoro - same kiel ĝi okazas en la tradiciaj teknologioj. Ĉi adicia teknologio estas efektivigita sub la markoj MJS (Multiphase Jeto solidiĝo, multiphase jeto solidiĝo), FDM (Fandita Deposition Modeling, simulación por layerwise fandante), FFF (Fandita filamento Fabrication, produktado metodo kunfandante filamentoj).
2. Aspergante materialo. Ekzemple, en Polyjet vakso aŭ photopolymer teknologio por multi-jeto kapo estas aplikita al punkto konstruo. Ĉi adicia teknologio ankaŭ estas nomita Multi jetting Materialo.
3. Aspergo aglutinante. Tiuj inkludas jeto Ink-Jet-injekto teknologio en la konstruado de la zono ne modeligi materialo, aglutinante agento (adicia fabrikado teknologio ExOne).
4. Kombinaĵo de folio materialoj. Konstrui materialo estas polimero filmo, metalo rapiron, papero kaj aliaj. Ĝi estas uzata, ekzemple, en ultrasonaj teknologio adicia Fabrisonic. Maldika metalaj teleroj estas soldatoj kune por ultrasonido, post kiuj eksceso metalo estas eltirita de molienda. Adicia teknologio uzita kune kun subtraha.
5. Photopolymerization bano. La teknologio uzas likva modeligado materialoj - photopolymer rezino. Ekzemplo estas la SLA-teknologientrepreno 3D Sistemoj kaj DLP-teknologio Envisiontec entrepreno, Cifereca Lumo Procesio.
6. Degelo de materialo en antaŭ-formitaj tavolo. Uzata en la SLS-teknologio, uzante kiel fonto de energio laseron aŭ termika kapo (SHS kompanio Blueprinter).
7. Rekta energio resumante al la loko de konstruo. Materialo kaj energio nutritaj al ĝia frostopunkto en la konstruo samtempe. La korpo estas uzata kiel laboranta kapo, dotita de sistemo por provizado de energio kaj materialo. Energio venas en la formo de koncentrita trabo de elektronoj (Sciaky) aŭ lasero (POM, Optomec,). Kelkfoje la kapo estas muntita sur la "mano" de la roboto.

Ĉi tiu klasifiko estas multe pli parolas pri la kompleksecojn de adicia teknologioj ol la antaŭaj.

Kampoj de apliko

adicia teknologia merkato en la dinamiko de disvolviĝo antaŭ aliaj industrioj. Lia duona jara kresko taksata je 27%, laŭ IDC kompanio taksas, ke per 2019 estos sume 26,7 miliardoj da dolaroj kompare al 11 miliardoj en 2015

Tamen, la AT merkato ankoraŭ ne malkaŝas la untapped potencialon en la produktado de bienes de konsumo. Ĝis 10% de la entreprenoj de la valoro de produktado de varoj konsumis en lia prototipado. Kaj multaj firmaoj jam prenita ĉi merkato segmento. Sed la ceteraj 90% iras en produktadon, tiel kreante aplikoj por rapida fabrikado de produktoj estos la ĉefa direkto de disvolviĝo de ĉi tiu industrio en la estonteco.

En 2014, la proporcio de rapida prototyping teknologiojn en la merkato de adicia kvankam malpliigis, ĝi restis la plej alta - 35%, la parto de produktado kreskis rapide kaj atingis 31% parton en la kreo de iloj restis restis ĉe 25%, la resto estas klarigebla per esplorado kaj edukado.

Por ekonomiaj sektoroj, la AT-tech aplikoj distribuita jene:

• 21% - konsumanto produktoj kaj elektronika;
• 20% - aŭto;
• 15% - medicino, inkluzive de dentokuracado;
• 12% - aeronaŭtiko kaj spaco fabrikado industrio;
• 11% - produktado de la produktadrimedoj;
• 8% - milita ekipaĵo;
• 8% - formado;
• 3% - konstruo.

Amatoroj kaj profesiuloj

AT-tech merkato estas dividita en amatora kaj profesia. Amatora merkato inkludas 3D-printiloj kaj ilia vivtenado, kiu inkludas servon, consumibles, softvaro, kaj estas desegnita por individua entuziasmuloj, edukado kaj visualización de ideoj kaj faciligi komunikadon en la komenca etapo de disvolviĝo de nova negoco.

Profesia 3D-printiloj estas multekostaj kaj estas taŭga por etendita reproduktado. Ili havas grandan areon de konstruo, Elfaro, precizeco, fidindeco, etendita gamo modelo materialoj. Ĉi tiuj maŝinoj estas multe pli komplika kaj postulas la disvolviĝo de specialaj kapabloj por labori kun la aparatoj mem, kun modelo materialoj kaj programaro. Tipe, la telefonisto de la maŝino fariĝas profesia sperta sur adicia teknologioj kun alta teknika edukado.

Adicia Teknologio en 2015

Laŭ la raporto Wohlers Raporto 2015, 1988 kaj 2014 79 602 industrio de 3D-printiloj estis instalita tutmonde. . Samtempe 38,1% de la aparatoj kostis pli ol 5 mil usonaj dolaroj estas el Usono, 9,3% - por Japanio, 9.2% - al Ĉinio, kaj 8.7% - al Germanio. Cetera mondo estas nun antaŭ la gvidantoj. De 2007 ĝis 2014 la jara volumo de vendoj de labortablo presiloj pliigis de 66 al 139 584 unuoj. En 2014, 91,6% de vendoj konsistigis labortablo 3D-presiloj, kaj 8.4% - por industriaj aplikoj de adicia fabrikado, la profito de kiu, aliflanke, konsistigis 86,6% de la tuta, aŭ 1.12 miliardoj da usonaj dolaroj absoluta terminoj. Labortablo maŝinoj kontentaj 173,2 milionoj da usonaj dolaroj kaj 13,4%. En 2016, ni atendas vendoj kresko al $ 7,3 miliardoj en 2018 - 12,7 miliardoj en 2020 la merkato atingos $ 21,2 miliardoj.

Laŭ Wohlers, FDM-teknologio prevalece, averaĝante proksimume 300 markoj tutmonde, ĉiutage aldonas novajn modifojn. Kelkaj el ili estas venditaj nur loke, do ĝi estas tre malfacila, se ne neebla, trovi informojn pri la nombro de fabrikita markoj de 3D-printiloj. Kun konfido ni povas diri, ke ilia nombro en la merkato pliigas kun ĉiu pasanta tago. Estas granda diverseco en grandeco kaj la teknologioj uzitaj. Ekzemple, la Berlina entrepreno produktas grandegan BigRep FDM-presilo nomita BigRep ONE.2 al prezo de 36 mil. Eŭro, kapablas pres celoj ĝis 900 x 1055 x 1100 mm kun rezolucio de 100-1000 mikronoj, kun du Extruders kaj la kapablo uzi malsamajn materialojn.

Industrio - por

La aviado industrio renversas forte en la produktado de la adicia. La uzo de adicia teknologioj reduktos la konsumon de materialoj elspezita por la produktado de partoj de 10 fojojn. Ĝi atendas ke GE Aviation Company estos ĉiujare publikigas 40 mil. Inyectores. Kaj Airbus de 2018 la kompanio tuj presi ĝis 30 tunoj da partoj por monato. La kompanio notas la signifa progreso en la karakterizaĵoj de fabrikita partoj tiel kiel komparita al tradiciaj. Ĝi rezultis ke la krampo, kiu estis desegnita por 2.3 tunoj ŝarĝon, fakte, povas rezisti ŝarĝojn ĝis 14 tunoj dum reduktante lia pezo al la duono. Krome, la kompanio publikigas detalojn de aluminio folio kaj karburaĵo konektiloj. La aviadilo Airbus havas 60 mil. Pecoj, presita la 3D-printilo Stratasys Fortus Company. Aliaj kompanioj industrio aeroespacial ankaŭ uzante adicia fabrikado teknologio. Inter ili: Bell Helicopter, BAE Systems, Bombardier, Boeing, Embraer, Honeywell Aerospace, General Dynamics, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Rolls-Royce kaj SpaceX.

Digital adicia teknologioj jam uzataj en la fabrikado de diversaj bienes de konsumo. Kompanio materiigi, provizante servoj alsuma fabrikado, kunlaboranta kun Hoet Eyeware en la fabrikado de glasoj por vizion korekto kaj sunokulvitroj. 3D-modeloj estas provizitaj diversaj nubo servoj. Nur la kompanio 3D Warehouse kaj SketchUp proponi 2,7 milionoj specimenoj. Ne restu en la partio kaj la industrio de la modo. RS Presi uzas sistemon kiu mezuras la premon de la plandoj, presi individuajn insoles. Diseñadores spertas kun bikinoj, ŝuoj kaj vestitaj.

rapida prototipado

Sub rapida prototyping kompreni la kreo de prototipo produktoj en la plej mallonga ebla tempo. Ĝi estas unu el la ĉefaj aplikoj de adicia fabrikado teknologioj. Prototipo - estas speco de produkto postulis optimumigi la formo de la parto de ĝia taksado de ergonomio, muntado konfirmo kapabloj kaj la ĝustecon de aranĝo solvoj. Tial la redukto de fabrikado partoj vivo povas signife redukti evoluo tempon. Ankaŭ, la prototipo povas esti modelo desegnita por aerodinámicas kaj hidrodinámico testado aŭ konfirmo funcionalidad areoj de familio kaj medicina ekipaĵo. Multaj prototipoj kreita kiel esploristo dezajno modeloj kun la nuancoj en la agordo, koloroj kaj kolorigo kaj tiel plu. D. Por rapida prototyping uzas malmultekosta 3D-printiloj.

rapida produktado

La adicia teknologio en la industrio forte perspektivoj. Malgrandaj skala produktado de produktoj kun kompleksa geometrio kaj de specifaj materialoj komuna en la ŝipa konstruo, potenco inĝenieristiko, reconstructora kirurgio kaj denta medicino, industrio aeroespacial. Rekta plantado de metalaj produktoj estas motivita de ekonomiaj conveniencia, kiel tiu produktadmaniero estis malpli kosta. Kun la uzo de adicia teknologioj fari labori korpoj turbinoj kaj arbojn, enplantaĵoj kaj protezo, anstataŭigoj por aŭtoj kaj aviadiloj.

La disvolviĝo de rapida fabrikado kaj kontribuis al signifa kresko de la nombro de haveblaj metalo pulvoro materialoj. Se en 2000 estis 5-6 tipoj de pulvoroj, nun ĝi proponas ampleksan gamon, kvanto al dekoj de eroj el ŝtalo estructural por valoraj metaloj kaj superalloys.

Promesplena kaj adicia teknologio en mekanika inĝenierio, kie ili povas esti uzataj en la fabrikado de iloj kaj iloj por serio produktado - inserta por injekto muldanta maŝinojn, muldiloj, ŝablonoj.

Ultimaker 2 - la plej bona 3D-presilo en 2016

En la opinio de BLATO revuo, kiu kondukis testado kaj komparis la karakterizaĵojn de familio de 3D-printiloj, bona presiloj 2016 modelo Ultimaker Estas 2 kompanioj Ultimaker, Reniforce RF1000 kompanio Conrad kaj Replicator Labortablo 3D Printer kompanio MakerBot.

Ultimaker 2+ en ĝia plibonigita modelo uzas simulado teknologio de fandi. 3D-presilo diferencas malgranda tavolo dikeco de 0.02 mm, malgranda tempo kalkulas, malalta kosto preso (2600 rub po 1 kg de materialo). Ŝlosilo Elstaraĵoj

• la grandeco de la laboranta ĉambro - 223 x 223 x 305 mm;
• pezo - 12,3 kg;
• kapo grandeco - 0,25 / 0,4 / 0,6 / 0,8 mm;
• morti temperaturo - 180-260 ° C;
• distingivo tavolo - 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 mikronoj;
• Presi Rapido - 8-24 mm ³ / s;
• precizeco XYZ - 12,5-12,55 mikronoj;
• materialo - PLA, ABS, CPE diametron 2,85 mm;
• Programaro - Kuracas;
• Subtenataj dosiertipoj - STL, OBJ, AMF;
• Energikonsumo - 221 W;
• prezo - 1895 eŭroj, kaj la baza modelo 2495 eŭroj etendita.

Laŭ kliento recenzoj, la presilo estas lumo por instali kaj uzi. Festante alta distingivo, mem-ŝanĝanta lito, granda vario de materialo uzita, la uzo de liberaj programaroj. La malavantaĝoj inkluzivas la presilo malfermi la presilo dezajno, kiu povas rezultigi brulas de varma materialo.

LulzBot Mini 3D Printer

En revizio de la revuo PC Magazine Ultimaker 2 kaj Replicator Labortablo 3D Printer ankaŭ eniris la supro tri, sed ĉi tie en la unua loko estis la presilo LulzBot Mini 3D Printer. Liaj especificaciones estas:

• la grandeco de la laboranta ĉambro - 152 x 152 x 158 mm;
• Pezo - 8.55 kg;
• morti temperaturo - 300 ° C;
• tavolo dikeco - 0.05-0.5 mm;
• Presi Rapido - 275 mm / s ĉe alteco de 0.18 mm tavolo;
• materialo - PLA, ABS, HIPS, PVA, Pett, poliéster, nylon, policarbonato, PETG, PCTE, PC-ABS, kaj aliaj diametron de 3 mm.
• Programaro - Kuracas, OctoPrint, BotQueue, Slic3r, Printrun, MatterControl ktp.;
• Energikonsumo - 300 W;
• prezo - $ 1 250.

Sciaky EBAM 300

Unu de la plej bonaj industriaj maŝinoj alsuma fabrikado estas EBAM 300 kompanioj Sciaky. Elektrona trabo pafilo kaŭzas la metalo tavoloj al rapido de ĝis 9 kg por horo.

• la grandeco de la laboranta ĉambro - 5791 x 1219 x 1219 mm;
• la premo de la vakuo ĉambro - 1x10 ^-4 Torr;
• energikonsumo - ĝis 42 kW ĉe tensio de 60 kV,
• teknologio - extrusión;
• materialo - titanio kaj ŝtalo alojoj, tantalo, Inconel, tungsteno, niobo, Neoksidebla ŝtalo, aluminio, ŝtalo, kupro-nikelo alojo (70/30 kaj 30/70);
• la maksimuma kvanto - 8605,2 litroj;
• prezo - 250 mil usonaj dolaroj ..

Adicia teknologioj en Rusio

industria grado maŝinoj en Rusio ne estas produktitaj. Dum nur disvolvante en la "Rosatom", la lasero centro MSTU. Bauman University "STANKIN" Politeknika Universitato de Sankta Petersburgo, la Urales Federacia Universitato. "Voronezhselimmash", produktante edukajn kaj hejma 3D-printiloj "Alfa", disvolvas komercan adicia planto.

La sama situacio kun provizojn. La estro de la disvolviĝo de pulvoroj kaj pulvo formuliĝoj en Rusio estas VIAM. Ili produktis la pulvoro por adicia teknologioj estas uzataj en la restarigo de turbino klingoj, por ordono de la Pérmico "flugmotoroj». Progreso estas kaj ĉe la Ĉia-Rusa Instituto de lumo alojoj (WHEELS). Evoluoj estas malsamaj inĝenierio centroj ĉie en la Rusa Federacio. "Rostec", Ural Branch de la rusa Akademio de la Sciencoj, UFU gvidi ilian evoluon. Sed ankoraŭ ili ne povas renkonti eĉ malgranda peto de 20 tunoj de pulvo por jaro.

Tiurilate, la Registaro instrukciis la Ministerio de Eduko, Ministerio de Ekonomia Disvolviĝo, Ministerio de Industrio, Ministerio de Konektoj, Rusa Akademio de Sciencoj, Fano "Roscosmos", "Rosatom", "Rosstandart" disvolviĝo institucioj establi kunordigita programo disvolviĝo kaj esploro. CXar estas proponita asigni plian buĝeton atribuoj, kaj ankaŭ konsideri la eblecon de kun-financado je la kosto de la National Welfare Fund kaj aliaj fontoj. Oni rekomendas subteni la novan produktadon teknologio, en Vol. H. Aldono, Mers, "Rosnano" Fonduso "Skolkovo", la eksportado agentejo "EXIAR", "Vnesheconombank". La registaro ankaŭ reprezentita de la Industrio kaj Komerco Ministerio preparos sekcio de la ŝtata programo por la disvolviĝo kaj plibonigo de industria konkurencivo.