Druk 3D z użyciem metali

0
41

W ostatnich latach druk 3D z metalu przeżywał bardzo szybki rozwój dzięki wielu osiągnięciom technologicznym, który charakteryzuje się pojawieniem się ambitnych producentów, którzy proponują innowacyjne i coraz bardziej przystępne cenowo procesy produkcyjne, ale także portfolio materiałów do wydruku 3D.

Druk 3D z metalu jest popularny w wielu dziedzinach, takich jak lotnictwo, motoryzacja i medycyna, ponieważ umożliwia drukowanie skomplikowanych części metalowych po stosunkowo niskiej cenie w porównaniu z tradycyjnymi technikami wytwarzania metali, takimi jak obróbka skrawaniem, frezowanie lub odlewanie próżniowe.

Dzięki różnym drukarkom 3D do metalu, które są obecnie dostępne na rynku, istnieje wiele opcji: profesjonaliści mają wybór między malowaniem proszkowym, separacją metali i systemami hybrydowymi! Odkryj nasz przewodnik, aby dowiedzieć się wszystkiego o drukowaniu metalu w 3D, materiałach, bohaterach, zastosowaniach i nie tylko.


Ten artykuł powstał przy współpracy z: Ubot 3D – producent drukarek 3D


Technologie druku 3D w metalu  

Proces topienia w złożu proszkowym, który po raz pierwszy został wprowadzony w latach 70. XX wieku, podlega stosunkowo prostej zasadzie: źródło energii spieka lub topi proszek metalowy w celu utworzenia końcowego kawałka warstwa po warstwie. Najbardziej znaną technologią opartą na tej zasadzie jest niewątpliwie Direct Metal Laser Sintering (DMLS), która została opatentowana przez ERD i EOS w latach 90.

Osadzanie skoncentrowanego metalu energetycznego może być podobne do osadzania stopionego materiału, ale z użyciem metalu. W szczególności rozróżniamy metodę opracowaną przez laser Irepa i Direct Additive Laser Construction (CLAD). Proszek jest wyrzucany z dyszy i stapiany na wylocie za pomocą wiązki laserowej, tworząc rodzaj ściegu spawalniczego. W przeciwieństwie do topienia w łożu proszkowym, ta metoda może być stosowana do druku 3D w metalu bezpośrednio na części.

Drukarka 3D do metalu

Jest to proces drukowania metalu w 3D, który jest obecnie bardzo rzadko używany w porównaniu z innymi, ponieważ dany gaz jest stosunkowo drogi. Niektórzy producenci opracowali własne opatentowane technologie, które wyróżniają się na tle innych.

Drukarki do metalu mają ogromną zaletę – dzięki nim można realizować filigranowe kształty równie łatwo, jak złożone konstrukcje i geometrie, w tym podcięcia i wgłębienia. Można zatem słusznie powiedzieć, że drukowanie 3D metalu otwiera nowe wymiary w obróbce metali. Jednocześnie druk 3D metalami otwiera możliwość beznarzędziowego procesu produkcyjnego.

Drukowanie 3D metal – korzyści

  • Złożone konstrukcje i geometrie
  • Podcięcia i ubytki
  • Filigranowe kształty
  • Proces produkcji bez narzędzi
  • Niełamliwy i szlachetny wygląd wydruku.

Druk 3D metal – kompatybilne metale w produkcji przyrostowej  

Materiał do drukarki 3D – wśród tych w produkcji przyrostowej najczęściej spotykanych metali znajdujemy aluminium, głównie w postaci stopu, który zapewnia zarówno lekkość, jak i wytrzymałość. Jest stosowany głównie do części, dla których ważna jest waga, na przykład w lotnictwie i samochodach. Stal jest również popularnym materiałem, zwłaszcza w przemyśle. Ma dobre właściwości mechaniczne i piękną powierzchnię. Jest to najpowszechniejszy materiał stosowany w produkcji przyrostowej metali.

Ponadto istnieją materiały, takie jak gal, kobalt-chrom, które są szczególnie odpowiednie do zastosowań medycznych oraz tytan, który jest bardzo odporny na korozję i ma wysoki poziom biokompatybilności do zastosowań medycznych. Metale szlachetne są używane głównie w biżuterii. Pomimo wysokich kosztów znajdujemy złoto, srebro i brąz, aby wszystkie rodzaje biżuterii były mniej lub bardziej złożone. Największym wyzwaniem jest wtedy ukończenie formy.

Podmioty zajmujące się produkcją przyrostową metali

Coraz więcej firm decyduje się na druk 3D w metalu. Jednak pionierów można odróżnić dzięki technologii. Do czołowych producentów drukarek 3D do metalu należy amerykańska firma 3DSystems, która obecnie oferuje pełną gamę maszyn (poprzez przejęcie francuskiego Phenix Systems w 2013 r.); SLM Solutions, jeden z pionierów produkcji selektywnej laserowo poprzez połączenie z firmami EOS i Concept Laser; i wreszcie Arcam, który stał za technologią syntezy wiązki elektronów w 2000 roku.

Coraz więcej producentów wchodzi na rynek wytwarzania przyrostowego z metalu, oferując technologie druku 3D metalowego i drukarki 3D po stosunkowo niskich kosztach w porównaniu do dzisiejszych rozwiązań przemysłowych. Dzieje się tak również w przypadku drukarek Desktop Metal z systemem Studio i Production System, które chcą dziesięciokrotnie obniżyć koszty druku 3D w metalu. Markforged również umieścił się w tej niszy dzięki Metal X i może produkować elementy o wymiarach 250 x 220 x 200 mm.

Zastosowania druku 3D w metalu  

Metalowe drukowanie 3D jest obecnie wykorzystywane głównie w przemyśle do wytwarzania elementów narzędzi lub gotowych części, czy to w przemyśle lotniczym, gdzie można wytwarzać elementy samolotów lub silników rakietowych, czy w przemyśle motoryzacyjnym, gdzie istnieją formy do masowego wtryskiwania tysięcy elementów. Może produkować. Ale także w medycynie, gdzie chodzi o pomiar implantów, zwłaszcza w stomatologii. Produkcja przyrostowa metali może być nawet wykorzystywana w sektorze morskim do budowy śrub napędowych do łodzi. Obszary zastosowań są szerokie, a druk 3D w metalu z pewnością otworzy w przyszłości jeszcze więcej obszarów i zastosowań.