Настольный принтер 3-D печати металлом

Настольный 3-D принтер для изделий из металла 

В конце 2019 года американская компания Desktop Metal, являющаяся владельцем патента на использование 3-D принтера, презентовала революционную технологию изготовления изделий из сплавов. В основу технологии легло использование цеховой системы, использующей принцип струйной печати, предназначенной для применения в машиностроительных и металлообрабатывающих цехах. Кроме того, компания представила инновационный принтер, позволяющий изготавливать детали из непрерывного углеродного волокна с применением технологи (AFP). Важно отметить, что компании впервые удалось изготовить принтер для решения задач металлообработки и машиностроения, габариты которого позволят с лёгкостью разместить его на поверхности офисного стола. 


Что требуется? 

История компании Desktop Metal стартовала в 2015 году (Кембридж, Массачусетс). Её целью было реализовать стартап-компанию, основным направлением которой должно было стать развитие технологий 3-D печати металлических деталей. В числе главных задач, стоящих перед компанией, была разработка и изготовление 3-D принтера, отвечающего целому ряду требований. Такой принтер должен: 

• иметь более высокую производительность — может штамповать больше деталей за единицу времени 
• стоить дешевле существующих аналогов
• обеспечивать более высокий уровень безопасности в процессе эксплуатации
• быть более простым в использовании, чтобы максимально сократить период обучения для оператора

Первая из представленных систем предназначалась для использования инженерами и дизайнерами, вторая была адаптирована для производственников. Внедрение этих разработок обеспечило изменение экономического уклада машиностроительной отрасли. 


Комплектация 

Представленные 3-D системы для работы с металлическими сплавами Studio (она обойдётся в 120 тыс. $), а также Production (её стоимость составляет 420 тыс. $), имеют сходную комплектацию, включающую: 

• принтер для 3-D печати
• малогабаритную плавильную печь

Печь, благодаря повышению её эффективности использованием микроволн, обеспечивает температуру разогрева, достигающую 1400°С, что реализует возможность для проведения термической обработки металлов и сплавов. 
Представленные системы работают на основе аддитивных технологий, реализующих послойное наращивание детали загруженным в устройство материалом.   
Важно отметить, что разработанные системы «умеют» работать с широким диапазоном материалов, включающим около двухсот сплавов и металлов, числе которых популярные марки стали, а также сплавы на основе алюминия и титана. При этом, производительность более мощной системы Production может достигать объёма, составляющего 8200 см³ изделий в час. По мнению основателей компании Desktop Metal, 
 этот показатель не менее, чем в сто раз выше, чем у предложенных ранее аналогов. 


Система «Studio»: основы технологии 

Технология печати деталей системой «Studio» реализуется при использовании смеси, включающей: 

• металлический порошок
• полимерный материал

В расплавленном состоянии смесь позволяет формировать нити, успешно используемые в технологии 3-D печати. В процессе термического воздействия, полимерная составляющая выжигается, а на выходе остаётся деталь, полностью состоящая из металла. Применение инновационных методов печати, разработанных на протяжении последних лет, обеспечивает возможность сделать технологии экономически целесообразными. 
Система «Production» работает несколько иначе. Прежде всего, на область, где будет реализовано построение детали (объём её не превышает 300x200x200 мм) наносят тончайший слой порошкового металла, после чего, при помощи принтера, здесь же происходит распыление полимерного связующего материала и разогрев поверхности. Процесс повторяется более полутора тысяч раз. Готовая деталь направляется в печь для обжига. 


Сфера применения 

Использование систем 3-D печати открывают перспективы для технологий, задействованных в дизайне объектов и печати прототипа, который станет основой для доработанной версии для выпуска промышленного продукта. Таким образом, представленные системы имеют все шансы претендовать на вполне ощутимую долю рынка промышленной металлообработки.  
Благодаря массовому внедрению технологий, разработанных Desktop Metal, крупные производители могут проявлять гибкость в реализации логистических и производственных задач, получая возможность в сжатые сроки внести ряд изменений при производстве конечного продукта. По мнению сооснователя компании, широкое внедрение методов 3-D печати в сфере металлообработки и машиностроения открывает широкие перспективы для распределения производства, замены крупных производственных мощностей по производству тех или иных деталей, а также локальных площадок, производящих продукцию там, где она особенно востребована.