Additivo Tecnologia: descrizione, la definizione e l'applicazione dispone di rating. tecnologie additivi nell'industria

tecnologia 3D-stampa è stato introdotto nel 1986, quando l'azienda 3D Systems ha sviluppato la prima stampante speciale – macchina di stereolitografia, che sono ampiamente usati nel settore della difesa. Le prime macchine erano molto costoso e la scelta del materiale per la creazione di modelli era limitata. Il rapido sviluppo della stampa tridimensionale è iniziata con lo sviluppo della tecnologia di progettazione (CAD), i calcoli e simulazione (CAE) e la lavorazione (CAM). E oggi è difficile trovare una zona di produzione, che non avrebbe utilizzato 3D stampanti :. Usali per la produzione di parti di aeromobili, veicoli spaziali, sottomarini, strumenti, protesi e impianti, gioielli, ecc La prospettiva è evidente – tecnologia additiva in un prossimo futuro sarà una priorità della tecnologia di ingegneria meccanica .

I paesi leader del mondo sono attivamente coinvolti nel 3D-racing. Così, nel 2012, Yangstoune, Ohio, ha aperto la nazionale per l'innovazione dell'Istituto di produzione di additivi NAMII – il primo centro di tecnologie additive di quindici prodotti negli Stati Uniti. Macchina parco Istituto ha già 10 di macchine additivi, di cui tre sono le macchine più avanzate per la creazione di parti metalliche.

Terminologia e classificazione

L'essenza della tecnologia di additivi è quello di combinare materiali per creare oggetti di dati dal livello 3D-modello per strato. Questo è diverso da convenzionali tecniche di fabbricazione sottrattivi implicanti lavorazione – asportazione di materiale dal pezzo.

tecnologia additiva è classificato:

• dai materiali utilizzati (liquido, particolato, polimerico, polvere di metallo);
• dalla presenza del laser;
• dalla modalità di determinazione della costruzione strato (effetto termico, l'irradiazione con luce ultravioletta o visibile, la composizione legante);
• con il metodo di formazione dello strato.

Ci sono due modi di formare uno strato. Il primo è che la prima piattaforma viene versato sul materiale in polvere, è partizionato lama o un rullo per creare uno strato omogeneo di spessore desiderato di materiale. Essa si verifica selettiva elaborazione polvere laser o altro metodo di particelle di polvere di composto (fusione o incollaggio) secondo la sezione corrente del CAD-modelli. Piano di costruzione è immutata, e un po 'della polvere rimane intatto. Questo processo è chiamato sintesi selettiva nonché sinterizzazione laser selettiva, se un composto dello strumento è un laser. Il secondo metodo consiste nella deposizione diretta del materiale nell'energia punto di somma.

Organizzazione ASTM, che sviluppa gli standard di settore, divide la tecnologia 3D-additivo in 7 categorie.

1. materiale di estrusione. Nel punto di estrusore preriscaldato costruire alimentare il materiale di pasta, una miscela di legante e polvere metallica. modello greggio costruzione, è posto in un forno per rimuovere il legante e sinterizzazione della polvere – nello stesso modo come avviene nelle tecnologie tradizionali. Questa tecnologia additivo è implementata sotto i marchi MJS (multifase Jet solidificazione, multifase getto solidificazione), FDM (Fused Deposition Modeling, simulazione layerwise fusione), FFF (Fused Filament Fabrication, metodo di produzione fusione filamenti).
2. materiale di spruzzatura. Ad esempio, in cera o Polyjet tecnologia fotopolimeri per la testa multigetto è applicato ad una costruzione punto. Questa tecnologia additivo è anche chiamato Multi getto Materiale.
3. legante spruzzo. Questi includono jet tecnologia Ink-Jet-iniezione nella costruzione della zona non modellare il materiale, un agente legante (produzione additiva tecnologia ExOne).
4. Composto di materiali in foglio. materiale da costruzione è un film polimerico, pellicola metallica, carta e altri. Viene usato, per esempio, nella tecnologia a ultrasuoni additivo Fabrisonic. sottili lastre di metallo sono saldate insieme mediante ultrasuoni, dopodiché metallo in eccesso viene rimosso mediante fresatura. La tecnologia additivo è utilizzato in combinazione con sottrattiva.
5. bagno di fotopolimerizzazione. La tecnologia utilizza un liquido modellazione dei materiali – resina fotopolimero. Un esempio è la società SLA tecnologia 3D Systems e DLP-Technology Company envisionTEC, Processione Digital Light.
6. Fusione del materiale in uno strato preformata. Utilizzato nella SLS-tecnologia, utilizzando come fonte di energia laser o testina termica (società SHS Blueprinter).
7. energia diretta sommando fino al luogo di costruzione. Materia ed energia alimentati al suo punto di fusione nella costruzione contemporaneamente. Il corpo viene utilizzato come una testa di lavoro, dotato di un sistema di alimentazione di energia e di materiale. Energia si presenta sotto forma di un fascio concentrato di elettroni (Sciaky) o fascio laser (POM, Optomec,). A volte la testa è montata sulla "mano" del robot.

Questa classificazione è molto di più parla la complessità delle tecnologie additive rispetto a quelli precedenti.

Campi di applicazione

mercato della tecnologia additiva nelle dinamiche di sviluppo in vista di altri settori. La sua crescita media annua stimata al 27%, secondo la società di IDC stima che entro il 2019 sarà pari a 26,7 miliardi di dollari rispetto ai 11 miliardi nel 2015

Tuttavia, il mercato AT non ha ancora rivelato il potenziale non sfruttato per la produzione di beni di consumo. Fino al 10% delle imprese del valore della produzione di beni consumati nella sua prototipazione. E molte aziende hanno già preso questo segmento di mercato. Ma il restante 90% va in produzione, quindi la creazione di applicazioni per una rapida produzione di prodotti sarà la direzione principale di sviluppo di questo settore in futuro.

Nel 2014, la percentuale di tecnologie di prototipazione rapida nel mercato di additivo, anche se è diminuito, è rimasto il più alto – 35%, la quota di produzione è cresciuto rapidamente e ha raggiunto una quota del 31% nella creazione di strumenti rimasto è rimasto al 25%, il resto è rappresentato dalla ricerca e l'istruzione.

Con i settori economici, le applicazioni AT-tech distribuiti come segue:

• 21% – prodotti di consumo e dell'elettronica;
• 20% – auto;
• 15% – medicina, tra cui l'odontoiatria;
• 12% – l'aeronautica e l'industria manifatturiera spaziale;
• 11% – produzione dei mezzi di produzione;
• 8% – attrezzature militari;
• 8% – formazione;
• 3% – costruzioni.

Dilettanti e professionisti

AT-tech mercato è diviso in dilettanti e professionisti. mercato amatoriale include 3D stampanti e la loro manutenzione, che include il servizio, materiali di consumo, software, ed è progettato per gli appassionati individuale, l'educazione e la visualizzazione di idee e di facilitare la comunicazione nella fase iniziale di sviluppo di nuovi business.

3D-stampanti professionali sono costosi e sono adatti per la riproduzione allargata. Hanno una grande area di costruzione, prestazioni, precisione, affidabilità, estese materiali gamma modello. Queste macchine sono molto più complicate e richiedono lo sviluppo di particolari competenze per lavorare con i dispositivi stessi, con i materiali del modello e del software. In genere, l'operatore della macchina diventa un professionista esperto in tecnologie additive con formazione tecnica superiore.

Tecnologia Additivo nel 2015

Secondo il rapporto Wohlers Rapporto 2015, il 1988 e il 2014, 79.602 nell'industria del 3D stampanti sono stati installati in tutto il mondo. . Allo stesso tempo, il 38,1% dei dispositivi costano più di 5 mila dollari sono dagli Stati Uniti, 9,3% – per il Giappone, 9,2% – alla Cina, e il 8,7% – in Germania. Resto del mondo sono molto più avanti dei leader. Dal 2007-2014 il volume annuale delle vendite di stampanti desktop è aumentato da 66 a 139 584 unità. Nel 2014, il 91,6% delle vendite ha rappresentato per il desktop 3D stampanti e 8,4% – per le applicazioni industriali di produzione di additivi, il profitto da cui, però, ha rappresentato il 86,6% del totale, o 1,12 miliardi di dollari termini assoluti. macchine desktop contenti 173.2 milioni di dollari USA e 13,4%. Nel 2016, ci aspettiamo una crescita delle vendite a $ 7.3 miliardi di dollari, in 2.018-12700000000, nel 2020 il mercato raggiungerà $ 21,2 miliardi di dollari.

Secondo Wohlers, FDM tecnologia prevale, una media di circa 300 marchi in tutto il mondo, ogni giorno l'aggiunta di nuove modifiche. Alcuni di loro sono venduti solo a livello locale, quindi è molto difficile, se non impossibile, trovare informazioni sul numero di marche di prodotti 3D stampanti. Con fiducia possiamo dire che il loro numero sul mercato aumenta ogni giorno che passa. V'è una grande diversità in termini di dimensioni e le tecnologie impiegate. Ad esempio, l'azienda di Berlino produce un enorme BigRep FDM-stampante chiamata BigRep one.2 al prezzo di 36.000. Di euro, in grado di stampare oggetti fino a 900 x 1055 x 1100 mm, con una risoluzione di 100-1000 micron, con due estrusori e la capacità di utilizzare materiali diversi.

Industria – per

L'industria aeronautica sta investendo pesantemente nella produzione dell'additivo. L'utilizzo di tecnologie additive riduce il consumo di materiali spesi per la produzione di parti di 10 volte. Si prevede che GE Aviation Società pubblica annualmente 40 mila. Iniettori. E Airbus entro il 2018 la società stava per stampare fino a 30 tonnellate di pezzi al mese. La società prende atto dei progressi significativi nelle caratteristiche di parti prodotte in modo tale rispetto al tradizionale. Si è scoperto che la staffa, che è stato progettato per 2,3 tonnellate di carico, infatti, in grado di sopportare carichi fino a 14 tonnellate, riducendo il peso della metà. Inoltre, la società pubblica i dettagli di foglio di alluminio e raccordi del carburante. Il velivolo Airbus ha 60 mila. Pezzi, stampati 3D-stampante Stratasys Fortus Company. Altre aziende dell'industria aerospaziale stanno anche utilizzando la tecnologia di produzione di additivi. Tra questi: Bell Helicopter, BAE Systems, Bombardier, Boeing, Embraer, Honeywell Aerospace, General Dynamics, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Rolls-Royce e SpaceX.

tecnologie additive digitali sono già utilizzati nella fabbricazione di vari beni di consumo. Società Materialise, che forniscono servizi additivo fabbricazione, cooperante con Hoet Eyeware nella fabbricazione di occhiali per correzione della vista e occhiali da sole. 3D-modelli sono dotati di una varietà di servizi cloud. Solo la società di Galleria di immagini 3D e SketchUp offrono 2,7 milioni di campioni. Non rimanere nel partito e l'industria della moda. RS stampa utilizza un sistema che misura la pressione delle suole, per stampare singole solette. I progettisti stanno sperimentando con bikini, scarpe e abiti.

prototipazione rapida

Sotto la prototipazione rapida comprendere la creazione di prodotti prototipo nel più breve tempo possibile. È una delle principali applicazioni di additivi tecnologie di produzione. Prototipo – è un tipo di prodotto richiesto per ottimizzare la forma della parte della sua valutazione di ergonomia, capacità di verifica di assemblaggio e della correttezza delle soluzioni di layout. Ecco perché la riduzione della durata delle parti di produzione in grado di ridurre in modo significativo i tempi di sviluppo. Inoltre, il prototipo può essere un modello progettato per il test o funzionalità di verifica recinzioni aerodinamici e idrodinamici delle famiglie e delle attrezzature mediche. Molti prototipi creati come modelli di design esplorativi con le sfumature nella configurazione, i colori e la colorazione e così via. D. Per la prototipazione rapida utilizza 3D stampanti economiche.

produzione rapida

La tecnologia di additivazione del settore hanno grandi prospettive. la produzione di piccola scala di prodotti con geometrie complesse e di materiali specifici comuni nella costruzione navale, ingegneria energetica, chirurgia ricostruttiva e medicina dentale, industria aerospaziale. coltivazione diretta di prodotti metallici è motivata dalla convenienza economica, in quanto questo modo di produzione era meno costosa. Con l'uso di tecnologie additive rendere organismi operanti turbine e pozzi, impianti e protesi, ricambi automobili e aerei.

Lo sviluppo di una rapida produzione e contribuito a un significativo aumento del numero di materiali in polvere di metallo disponibili. Se nel 2000 c'erano 5-6 tipi di polveri, ora offre una vasta gamma, ammontano a decine di brani di acciaio strutturale ai metalli preziosi e superleghe.

promettente tecnologia e l'additivo in meccanica, dove possono essere utilizzati nella fabbricazione di strumenti e strumenti per la produzione in serie – inserti per presse ad iniezione, stampi, sagome.

Ultimaker 2 – il miglior 3D-stampa nel 2016

Secondo il parere della rivista CHIP, che ha condotto il test e confrontato le caratteristiche di famiglia di stampanti 3D, migliori stampanti 2016 modello Ultimaker sono 2 aziende Ultimaker, Reniforce RF1000 società Conrad e Replicator Desktop 3D MakerBot società stampante.

Ultimaker 2+ nella sua migliore modello utilizza la tecnologia di simulazione fondendo. 3D-stampante varia più piccolo spessore di 0,02 mm, uno piccolo calcolo del tempo, la stampa a basso costo (2600 rub per 1 kg di materiale). Caratteristiche principali:

• la dimensione della camera di lavoro – 223 x 223 x 305 mm;
• Peso – 12,3 kg;
• dimensione della testa – 0,25 / 0,4 / 0,6 / 0,8 mm
• die temperatura – 180-260 ° C;
• strato risoluzione – 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 micron;
• Velocità di stampa – 8-24 mm ³ / s;
• precisione XYZ – 12,5-12,55 micron;
• materiale – PLA, ABS, diametro 2,85 millimetri CPE;
• Software – Cura;
• Tipi di file supportati – STL, OBJ, AMF;
• Consumo di energia – 221 W;
• prezzo – 1895 euro, e l'euro modello base 2495 esteso.

In base alle opinioni dei clienti, la stampante è luce da installare e da utilizzare. Celebrando alta risoluzione, bed autoregolante, una grande varietà di materiale utilizzato, l'uso di software open source. Gli svantaggi includono la stampante aprire il disegno di stampa, che può provocare ustioni da materiale caldo.

Stampante LulzBot Mini 3D

In una revisione della rivista PC Magazine Ultimaker 2 e Replicator Desktop 3D Printer è entrato anche tra i primi tre, ma qui in primo luogo è stata la LulzBot stampante Mini stampante 3D. Le sue caratteristiche sono le seguenti:

• la dimensione della camera di lavoro – 152 x 152 x 158 mm;
• Peso – 8,55 kg;
• temperatura della matrice – 300 ° C;
• spessore – 0,05-0,5 mm;
• Velocità di stampa – 275 millimetri / s ad un'altezza di strato di 0,18 millimetri;
• materiale – PLA, ABS, HIPS, PVA, PETT, poliestere, nylon, policarbonato, PETG, PCTE, PC-ABS e diametro di 3 mm altri.
• Software – Cura, OctoPrint, BotQueue, slic3r, tiratura, MatterControl ecc;.
• Potenza assorbita – 300 W;
• prezzo – $ 1 250.

Sciaky EBAM 300

Una delle migliori macchine industriali Fabbricazione Additiva è EBAM 300 aziende Sciaky. cannone elettronico provoca strati metallici ad una velocità di fino a 9 kg all'ora.

• la dimensione della camera di lavoro – 5791 x 1219 x 1219 millimetri;
• la pressione della camera a vuoto – 1×10 ^-4 Torr;
• consumo energetico – fino a 42 kW ad una tensione di 60 kV;
• Tecnologia – estrusione;
• materiale – titanio e leghe di titanio, tantalio, inconel, tungsteno, niobio, acciaio inox, alluminio, acciaio, lega di rame-nichel (70/30 e 30/70);
• l'importo massimo – 8605.2 litri;
• prezzo – 250 mila dollari ..

tecnologie additive in Russia

macchine di livello industriale in Russia non sono prodotti. Mentre solo in fase di sviluppo nella "Rosatom", il centro del laser MSTU. Bauman Università "Stankin" Politecnico di San Pietroburgo, l'Università Federale degli Urali. "Voronezhselimmash", producendo educativi e domestici 3D stampanti "Alpha", sta sviluppando un impianto additivi commerciale.

La stessa situazione con i rifornimenti. Il leader dello sviluppo di polveri e formulazioni in polvere in Russia è VIAM. Hanno prodotto la polvere per tecnologie additivi vengono utilizzati nel restauro di palette di turbina, per ordine del Permiano "motori aeronautici». Il progresso è e presso l'Istituto Panrusso di leghe leggere (ruote). Gli sviluppi sono diversi centri di progettazione in tutta la Federazione Russa. "Rostec", Ural Branch della Accademia Russa delle Scienze, UFU guidare il loro sviluppo. Ma ancora non sono in grado di soddisfare anche una piccola richiesta di 20 tonnellate di polveri all'anno.

A questo proposito, il governo ha incaricato il Ministero della Pubblica Istruzione, Ministero dello Sviluppo Economico, Ministero dell'Industria, Ministero delle Comunicazioni, Accademia Russa delle Scienze, Fano, "Roscosmos",, istituzioni per lo sviluppo "Rosatom" "Rosstandart" per stabilire un programma di sviluppo coordinato e di ricerca. Per esso si propone di destinare ulteriori stanziamenti di bilancio, oltre che a prendere in considerazione la possibilità di un cofinanziamento a carico del Fondo nazionale di previdenza e di altre fonti. Si consiglia di supportare la nuova tecnologia di produzione, nel Vol. H. Inoltre, MER, "Rosnano" Fondo "Skolkovo", l'agenzia di esportazione "Exiar", "Vnesheconombank". Il governo è rappresentato anche dal Ministero dell'Industria e del Commercio preparerà una sezione del programma statale per lo sviluppo e il miglioramento della competitività industriale.