Қоспа технологиясы: сипаттамасы, анықтамасы, және қолдану рейтингтер бар. өнеркәсіпте қоспа технологиялар

кеңінен қорғаныс өнеркәсібінде пайдаланылады stereolithography машинаны, - 3D-баспа технологиясы компания 3D Systems алғашқы арнайы принтер дамыған 1986, енгізілді. Бірінші машиналар өте қымбат, ал модельдер құру үшін материал таңдау шектеулі болды. үш өлшемді басып шығару қарқынды дамуы жобалау технологиясы (АЖЖ), есеп айырысу және модельдеу (CAE) және өңдеу (CAM) дамыту басталды. Ал бүгін ол перспектива анық және т.б., зергерлік бұйымдар, 3D-принтерлерді пайдаланды емес еді өндірістің ауданы, :. әуе кемесі, ғарыш аппараттарын, сүңгуір қайықтар, құралдар, протездер мен импланттар бөліктерін шығаруға оларды пайдалану табу қиын - қоспа жақын арада технология басымдық болады машина жасау технологиясы .

Әлемнің жетекші елдері белсенді 3D-жарысынан қатысады. Америка Құрама Штаттарында өндірілген он бес аддитивті технологиялар бірінші орталығы - Мәселен, 2012 жылы, Yangstoune, Огайо, Ұлттық инновациялық институты аддитивті өндірістік NAMII ашылды. Машина паркі институты өзінде металл бөліктерін құру ең озық машиналар үш табылатын аддитивті машиналар 10, бар.

Терминология және жіктеу

аддитивті технологияның мәні қабаты 3D-моделі қабаттағы деректер нысандарын жасау үшін материалдарды біріктіру болып табылады. Дайындама шығармас материал - Бұл механикалық білдіреді дәстүрлі субтрактивном өндірістік әдістерін ерекшеленеді.

Қоспа технологиясы жіктеледі:

• (Сұйық, қатты бөлшектер, полимерлік, металл ұнтақ) пайдаланылатын материалдар бойынша;
• лазермен болуымен;
• қабаты құрылыс (жылу әсері, ультракүлгін немесе көрінетін жарық сәуле, байланыстырғыш құрамы) фиксинг әдісімен;
• қабатының қалыптастыру әдісімен.

қабатын қалыптастыру екі жолы бар. бірінші платформа ұнтақ материалға құйылады, ол материалдың қажетті қалыңдығы тіпті қабатын жасау үшін бөлімдерге немесе роликті пышақ болып табылады. Ол CAD-модельдер ағымдағы бөліміне сәйкес селективті лазерлік ұнтақ өңдеу немесе күрделі (балқу немесе желімдеу) ұнтақ бөлшектердің басқа әдісі жүреді. Құрылыс Plane өзгеріссіз, ал ұнтақ кейбір өзгеріссіз қалады. құралы Күрделі лазерлік болса, бұл процесс, селективті синтез, сондай-ақ лазерлік біріктіру деп аталады. Екінші әдіс қорытындысы нүктесі энергетика материалды тікелей тұндыру тұрады.

салалық стандарттарды әзірлейді ұйымдастыру ASTM, 7 санаттарға 3D-қоспа технологиясын бөледі.

1. материал Экструзия. алдын ала қыздырылған экструдер нүктесін салу жылы байланыстырушы және металл ұнтақ қоспасы пастасы материал тамақтандырды. ол дәстүрлі технологияларды жүреді, сол сияқты - салынған шикі моделі байланыстырушы және агломерациялық ұнтақ жою үшін пешке орналастырады. Бұл қоспа технология сауда белгілері MJS (көп фазалы Jet қатайту, көп Jet қатайту), FDM (экструзиялайтын балқыма құю, layerwise біріктіру арқылы модельдеу), FFF (балқытылған Қыздыру дайындау, жіп бекітілмейді өндірістік әдісі) бойынша жүзеге асырылады.
2. материалды бүрку. Мысалы, Polyjet көп реактивті басшысы балауыз немесе Фотополимер технологиясы нүкте құрылысына қолданылады. Бұл қоспа технология, сондай-ақ көп сия Материалдық деп аталады.
3. байланыстырушы жаңбырлатып. Бұл байланыстырғыш агент (қоспа өндірістік технологиясы ExOne), аймақтың құрылысына реактивті Сиябүріккіш айдау технологиясы материал модельдеуге емес, қамтиды.
4. парағы материалдар Compound. Құрылыс материал полимер фильм, металл фольга, қағаз және т.б. болып табылады. Ол, мысалы, ультрадыбыстық технологиясы қоспа Fabrisonic пайдаланылады. Жұқа металл пластиналар артық металл жону арқылы жойылады, содан кейін УДЗ бірге дәнекерленген отыр. Қоспа технологиясы субтрактивном ұштастыра отырып пайдаланылады.
5. Photopolymerization монша. Фотополимер шайыр - технология сұйық модельдеу материалдарды пайдаланады. Мысал SLA-технологиялық компания 3D Systems және DLP-технологиялық Envisiontec компания, Digital Light шерулер болып табылады.
6. алдын ала қалыптастырылған қабатының материалды балқыту. энергетикалық лазер немесе жылу басшысы (ӨЖС компания Blueprinter) көзі ретінде пайдалана отырып, SLS-технология қолданылады.
7. Тікелей энергетикалық құрылыс орнына қорытындысын шығару. бір мезгілде құрылысына балқу нүктесі оның беріледі материалдық және энергетикалық. дене, материал мен энергияны жеткізу жүйесімен жабдықталған жұмыс басшысы, сондай-ақ пайдаланылады. Энергия электрондардың концентратталған сәуленің (Sciaky) түрінде немесе лазерлік сәуленің (POM, Optomec) жеткізіледі. Кейде басшысы роботтың «жағынан» орнатылған.

Бұл жіктеу алдыңғы қарағанда аддитивті технологияларды тонкостях туралы әлдеқайда көп келіссөздер болып табылады.

Қолданылу аймағы

алда басқа да салаларды дамыту динамикасы қоспа технологиясы нарығы. 27% деңгейінде бағаланады Оның орташа жылдық өсімі, IDC компаниясының мәліметтері бойынша, 2015 жылы 11 млрд салыстырғанда 2019 жылға қарай 26,7 млрд долларды құрайды деп бағалайды

Алайда, нарықтық тұтыну тауарларын өндіруде игерілмеген әлеуетін анықтау үшін әлі бар. оның прототипін тұтынылатын тауарларды өндіру құнының компаниялардың 10% дейін. Және көптеген компаниялар қазірдің өзінде осы нарық сегменті алды. Бірақ қалған 90% өндіру ауысады, сондықтан өнімнің тез өндіру үшін қосымшалар құру болашақта осы саланың дамуының басты бағыты болмақ.

2014 жылы, қоспалар нарығында жылдам прототипирования технологияларды үлесі азайды, дегенмен, ол ең жоғары қалды - 35%, өндіріс үлесі тез өсіп, құралдар құруда 31% үлесін жетті 25% деңгейінде сақталды қалды, қалғандары зерттеулер және білім беру бойынша ескерiледi.

былайша Экономика секторлары бойынша, AT-технологиялық өтініштер таратылады:

• 21% - тұтыну өнімдері және электроника;
• 20% - машина;
• 15% - медицина, стоматология, соның ішінде;
• 12% - аэронавтика және ғарыш өңдеуші өнеркәсіп;
• 11% - өндіріс құралдарын өндіру;
• 8% - әскери техника;
• 8% - қалыптастыру;
• 3% - құрылыс.

Кәсіби және әуесқой

AT технологиялық нарықтық әуесқой және кәсіби бөлінеді. Әуесқой нарықтық 3D-принтерлер мен қызмет көрсету, шығын, бағдарламалық қамтамасыз ету, сондай-ақ идеялар жеке энтузиастардың, білім беру және визуализация үшін жобаланған және жаңа бизнестің бастапқы даму сатысында байланыс жеңілдету қамтиды, олардың қызмет көрсету кіреді.

Кәсіби 3D-принтерлер қымбат болып табылады және кеңейтілген ұдайы өндіріс үшін қолайлы болып табылады. Олар құрылыс, орындау, нақтылығына, кеңейтілген диапазоны моделі материалдар үлкен алаңы бар. Бұл машиналар әлдеқайда күрделі болып табылады және үлгі материалдар мен бағдарламалық қамтамасыз ету, құрылғылар өздері жұмыс істеу үшін арнайы дағдыларды дамытуды талап етеді. Әдетте, машинаның операторы жоғары техникалық білімі бар қоспа технологиялар бойынша кәсіби сарапшы айналады.

2015 жылы қоспа Технология

3D-принтерлер есеп Wohlers есеп 2015, 1988 және 2014 79 602 өнеркәсіп мәліметтері бойынша әлемде орнатылды. . Сонымен қатар құрылғылардың 38,1% астам 5 мың доллар тұрады АҚШ болып табылады, 9,3% - Жапония, 9,2% -ға - Қытайға, және 8,7% - Германияға. қалған әлем алыс алда көшбасшылардың болып табылады. 2007 жылдан бастап 2014 жылға дейін жұмыс үстелі принтерлерді сату жылдық көлемі 139 584 бірлікті 66 дейін өсті. 2014 жылы, сату 91,6% үстелдік 3D-принтерлер ескеріледі және 8,4% - қоспа өндіру өнеркәсіптік қосымшалар үшін, пайда Дегенмен, жалпы 86,6%, немесе 1,12 млрд АҚШ долларын құрады, бұл жылғы абсолютті терминдер. Desktop машиналар 173,2 млн АҚШ долларын және 13,4% түрлендірілді. 2016 жылы, біз 2018 жылы, $ 7,3 млрд дейін сату өсуін күтуге - 12,7 млрд, 2020 жылы нарық $ 21,2 млрд құрайды.

Wohlers айтуынша, FDM-технология, дүние жүзі бойынша жаңа өзгерістерді қосу күн сайын 300-ге жуық брендтер орта есеппен, басым. Олардың кейбіреулері ғана жергілікті сатылады, сондықтан ол 3D-принтерлер шығарылатын брендтер саны туралы ақпаратты табу үшін, өте қиын, тіпті мүмкін емес болып табылады. сеніммен біз нарықта олардың саны күн өткен сайын артып отырғанын айтуға болады. өлшемі үлкен әртүрлілік және пайдаланылатын технологиялар бар. Мысалы, Берлин компания 36 мың бағамен BigRep ONE.2 деп аталатын үлкен BigRep FDM-принтерді шығарады. басып шығару қабілетті Еуро екі экструдеров және түрлі материалдарды пайдалану мүмкіндігі бар 100-1000 мкм, рұқсаты бар 900 х 1055 х 1100 мм дейін объектілері.

Өнеркәсіп - үшін

авиациялық өнеркәсіп қоспалар өндірісінде қатты инвестициялайды. аддитивті технологияларды пайдалану 10 есеге бөлшектерді өндіруге жұмсалатын материалдардың шығынын азайтады. Ол GE авиация Компания жыл сайын 40 мың. Инжекторларды жариялауға болады деп күтілуде. Ал Airbus 2018 жылға компания айына бөліктерін дейін 30 тонна басып жиналады. Компания дәстүрлі салыстырғанда сияқты жолмен өндірілген бөліктерінің сипаттамаларын елеулі жетістіктерге атап өтті. Ол жартысында оның салмағын азайту кезінде 2,3 тонна жүктемеге есептелген болатын кронштейнге, шын мәнінде, 14 тоннаға Жүктер төзетін шықты. Сонымен қатар, компания алюминий парағының және отын коннекторлар мәліметтерін жариялайды. Airbus әуе кемесінің 60 мың бар. Pieces, 3D-принтер Stratasys Fortus компаниясы басылған. Басқа компаниялар аэроғарыштық өнеркәсіп, сондай-ақ қоспа өндірістік технологиясын пайдаланып отыр. Олардың ішінде: Bell Helicopter, BAE Systems, Bombardier, Boeing, Embraer, Honeywell Aerospace, General Dynamics, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Rolls-Royce және SpaceX.

Сандық қоспа технологиялар қазірдің өзінде түрлі халық тұтынатын тауарлар өндірісі пайдаланылады. қызметтер Vision түзеу және көзілдірік көзілдірік өндірісінде Hoet Eyeware ынтымақтасып, өндірістік аддитивны қамтамасыз компаниясы материалдандырылған. 3D-модельдер бұлтты қызметтердің түрлі беріледі. компанияның 3D қоймасы және SketchUp Тек 2,7 млн үлгілерін ұсынамыз. партия мен сән индустриясы қалады емес пе. RS Басып шығару жеке стельки басып шығару үшін, табаны қысымын өлшейді жүйесін пайдаланады. Дизайнерлер бикини, аяқ киім және көйлектер отырып, эксперименттер.

жылдам прототипирования

жылдам макетирования астында қысқа мерзімде прототипі өнімдерін құру түсінеміз. Бұл қоспа өндірістік технологияларды негізгі бағдарламалардың бірі болып табылады. Прототипі - бұл эргономика оның бағалау бөлігінің пішінін оңтайландыру үшін қажетті өнімнің түрі, құрастыру тексеру мүмкіндіктері мен шешімдер орналастыру дұрыстығы болып табылады. өндірістік бөліктері өмір азайту айтарлықтай даму уақытын азайтуға болады, сол себепті. Сондай-ақ, прототипі тұрмыстық және медициналық техниканы аэродинамикалық және гидродинамикалық тестілеу немесе тексеру функционалдық корпустардың арналған үлгі бола алады. Көптеген прототипі конфигурацияда енгізуі, түсті және бояу барлау жобалау модельдер ретiнде құрылады және т.б. жылдам макетирования. Д. арзан 3D-принтерлерді пайдаланады.

тез өндіріс

өнеркәсіпте қоспа технология үлкен болашағы бар. Шағын кешенді геометрия және кеме жасау, жалпы нақты материалдардың өнімдерін ауқымды өндірістік энергетика, реконструктивті хирургия және стоматологиялық медицина, аэроғарыштық өнеркәсібі. Бұл сондай-ақ металл өнімдерін тікелей өсіру, экономикалық орындылығы дәлелді өндіріс режимі кем қымбат болды. аддитивті технологияларды пайдалана отырып жұмыс органдары турбина және біліктерді, имплантанттарды және протездер, автомобильдер мен ұшақтарға арналған қосалқы бөлшектер жасау.

жылдам өндіру әзірлеу және қолда бар металл ұнтақты материалдарды санының айтарлықтай артуына ықпал етті. 2000 жылы ұнтақтарын 5-6 түрі бар болса, қазір ол тректерді ондаған кең ауқымды, мөлшерін ұсынады құрылымдық болаттан бағалы металдар және суперқұймаларды.

олар құралдар өндірісінде пайдалануға болады машина жасау перспективалы және аддитивті технологиясы, және сериялық өндірістің құралдары - Термопластавтоматы үшін өндірме, қалыптар, үлгілер.

Ultimaker 2 - 2016 жылы ең үздік 3D-принтер

тестілеу жүргізіледі және 3D-принтерлер үй сипаттамаларын салыстырғанда CHIP журналының пікірінше, жылы, ең үздік принтерлер 2016 моделі Ultimaker 2 компаниялар Ultimaker, Reniforce RF1000 компания Конрад және репликатор Desktop 3D Printer компания MakerBot болып табылады.

оның жетілдірілген модельде Ultimaker 2+ бекітілмейді арқылы модельдеу технологиясын пайдаланады. 3D-принтер 0,02 мм, шағын уақыт есептеу, құны төмен басып шығару (материалдың 1 кг 2600 руб) ең аз қабаты қалыңдығы ерекшеленеді. Негізгі сипаттамалары:

• жұмыс камерасының мөлшері - 223 х 223 х 305 мм;
• салмағы - 12,3 кг;
• басшысы мөлшері - 0,25 / 0,4 / 0,6 / 0,8 мм;
• температураны өледі - 180-260 ° C;
• ажыратымдылығы қабаты - 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 мкм;
• Басып шығару жылдамдығы - 8-24 мм ³ / с;
• дәлдіктегі XYZ - 12,5-12,55 мкм;
• материалдық - АЖЖ, ABS, CPE диаметрі 2,85 мм;
• Бағдарламалық қамтамасыз ету - Кура;
• Қолдау көрсетілетін файл түрлері - STL, Obj, AMF;
• Тұтынатын қуаты - 221 Вт;
• 1895 еуро және кеңейтілген базалық модель 2495 еуро - баға.

Тапсырыс беруші пікірлер айтуынша, принтер орнату және пайдалану жеңіл болып табылады. ажыратымдылығы жоғары, өзін-өзі реттеу төсек, пайдаланылатын материалдар мен үлкен түрлі, көзі ашық бағдарламалық қамтамасыз етуді пайдалану мерекелеу. кемшіліктері Принтер ыстық материалдан күйдіруі мүмкін принтер дизайн, ашу жатады.

LulzBot Mini 3D Printer

Журналдың шолуда PC Magazine Ultimaker 2 және репликатор Desktop 3D Printer, сондай-ақ үштігіне кірді, бірақ бұл жерде бірінші кезекте принтер LulzBot Mini 3D Printer болды. төмендегідей Оның сипаттамалары болып табылады:

• жұмыс камерасының мөлшері - 152 х 152 х 158 мм;
• Салмағы - 8.55 кг;
• қысыммен температура - 300 ° С;
• қабатының қалыңдығы - 0,05-0,5 мм;
• Басып шығару жылдамдығы - 0,18 мм қабатының биіктікте 275 мм / с;
• материалдық - АЖЖ, ABS, HIPS, ПВА, Pett, полиэстер, нейлон, поликарбонат, PETG, PCTE, PC-ABS, және 3 мм басқалар диаметрі.
• Бағдарламалық қамтамасыз ету - Кура, OctoPrint, BotQueue, Slic3r, Printrun, MatterControl т.б.;.
• Тұтынатын қуаты - 300 Вт;
• бағасы - $ 1 250.

Sciaky EBAM 300

ең үздік өнеркәсіптік машиналар бірі өндірісі аддитивны Sciaky EBAM 300 компаниялар болып табылады. Электронды-сәулелi мылтық сағатына дейін 9 кг жылдамдықпен металл қабаты тудырады.

• жұмыс камерасының мөлшері - 5791 x 1219 х 1219 мм;
• вакуумдық камера қысым - 1х10 ^-4 Torr;
• қуатты тұтыну - 60 кВ кернеуде 42 кВт дейін;
• технологиясы - экструзионды;
• материалдық - титан және титан қорытпалары, тантал, Инконель, вольфрам, ниобий, тот баспайтын болат, алюминий, болат, мыс-никель қорытпасы (70/30 және 30/70);
• ең көп сомасы - 8605,2 литр;
• бағасы - 250 мың АҚШ доллары ..

Ресейде қоспа технологиялар

Ресейде индустриялық-сынып машиналар өндірілген жоқ. тек «Росатом», лазерлік орталығы Н.Э. әзірленуде, ал. Бауман университеті «STANKIN» Санкт-Петербург политехникалық университеті, Орал федералдық университеті. «Альфа» білім беру және отандық 3D-принтерлер шығаратын «Voronezhselimmash», коммерциялық қоспа зауыты дамып келеді.

Жабдықтарда сол жағдай. Ресейде ұнтақтар және ұнтақ тұжырымдарды дамудың көшбасшысы ВИАМ болып табылады. Олар Пермский «авиациялық қозғалтқыштар» бұйрығымен, турбиналық қалақтардың қалпына келтіру пайдаланылады қоспа технологияларға ұнтақ өндірілген. Прогресс болып табылады және жеңіл қорытпаларды Бүкілресейлік институты (дөңгелекті) кезінде. Уақиғалар Ресей Федерациясының бүкіл түрлі инженерлік орталықтары болып табылады. «Rostec», Ресей ғылым академиясының Орал бөлімшесі, ÜFÜ олардың дамуын әкеледі. Бірақ әлі күнге дейін олар жылына ұнтақ 20 тонна тіпті шағын сұранысты қанағаттандыру мүмкін емес.

Осыған байланысты, Үкімет Білім министрлігіне, Экономикалық даму министрлігі, Индустрия министрлігі, коммуникация министрлігі, Ресей ғылым академиясы, Фано, «Роскосмос», «Росатом», «Росстандарт» даму институттары үйлестірілген бағдарламасы әзірлеу және зерттеу құруға. қосымша бөлу ұсынылып отыр үшін бюджет, сондай-ақ Ұлттық әл-ауқат қоры мен басқа да көздер есебiнен қаржыландыру мүмкіндігін қарастыруды. Бұл том, жаңа өндірістік технологиясын қолдау үшін ұсынылады. Толықтыру, MERS, «Роснано» қоры «Сколково», экспорт агенттігі «ЭКСАР», «Внешэкономбанк». Үкімет, сондай-ақ өнеркәсіптің бәсекеге қабілеттілігін дамыту және жетілдіру жөніндегі мемлекеттік бағдарламаның бөлімін дайындайды Индустрия және сауда министрлігі болып табылады.