Dodatek Technologia: opis, definicja, a aplikacja dysponuje ocen. Dodatek technologie w przemyśle

Technologia 3D-druk został wprowadzony w 1986 roku, kiedy firma 3D Systems opracowała pierwszy specjalnej drukarki – maszynę Stereolitografia, które są powszechnie stosowane w przemyśle obronnym. Pierwsze maszyny były bardzo drogie i wybór materiału do tworzenia modeli była ograniczona. Gwałtowny rozwój druku trójwymiarowego rozpoczęła się wraz z rozwojem technologii projektowania (CAD), obliczeń i symulacji (CAE) oraz obróbki (CAM). A dzisiaj trudno jest znaleźć obszar produkcji, który nie byłby używany 3D drukarek :. Użyj ich do produkcji części samolotów, statków kosmicznych, łodzi podwodnych, narzędziami, protez i implantów, biżuterię itp Perspektywa jest oczywista – dodatków technologii w niedalekiej przyszłości będzie priorytetem mechanicznej technologii inżynierii ,

Czołowe kraje świata są aktywnie zaangażowane w 3D wyścigów. Tak więc, w 2012 roku, Yangstoune, Ohio, otworzył Narodowego Instytutu Innowacji produkcyjny dodatek NAMII – pierwsze centrum technologii addytywnych piętnastu produkowanych w Stanach Zjednoczonych. Park maszynowy Instytut ma już 10 maszyn dodatków, z których trzy są najbardziej zaawansowane maszyny do tworzenia części metalowych.

Terminologia i klasyfikacja

Istotą technologii dodatków jest łączyć materiały do tworzenia obiektów danych z warstwy modelu 3D po warstwie. Różni się to od konwencjonalnych technik wytwarzania subtraktywnych wskazującym obróbki – usuwania materiału z przedmiotu obrabianego.

Dodatek technologia jest sklasyfikowany:

• od użytych materiałów (ciecz, cząstki polimerowe, proszek metalu);
• obecność lasera;
• metodą mocowania konstrukcji warstwowej (efekt cieplny, napromieniowanie światłem ultrafioletowym lub światłem widzialnym, kompozycja spoiwa);
• metodą formowania warstwy.

Istnieją dwa sposoby tworzenia warstwy. Pierwszy jest taki, że pierwsza platforma wlewa się do sproszkowanego materiału, jest ona rozdzielana lub wałka nóż utworzyć równomierną warstwę o żądanej grubości materiału. Występuje selektywną obróbkę proszkowej laserowej lub innej metody cząstek sproszkowanego związku (stopienie lub klejenie) zgodnie z bieżącym odcinku CAD modeli. Konstrukcja samolotu jest bez zmian, a niektóre z proszku pozostaje nienaruszona. Proces ten nazywany jest selektywna synteza jak selektywne spiekanie laserowe, jeśli związek narzędzia jest laser. Drugi sposób polega na bezpośrednim wytrąceniu materiału w punkcie sumowania energii.

Organizacja ASTM, która rozwija standardy przemysłowe, dzieli technologii 3D dodatek w 7 kategoriach.

1. materiał wytłaczania. W punkcie podgrzanego wytłaczarki konstruowania doprowadzany materiał o konsystencji pasty, mieszaninę spoiwa i proszku metalicznego. Wbudowany surowy model jest umieszczony w piecu do usunięcia lepiszcza i spiekania proszku – w taki sam sposób, jak ma to miejsce w tradycyjnych technologiach. Ta technologia dodatek jest realizowane pod nazwami MJS (wielofazowe Jet krzepnięcia wielofazowy strumień krzepnięcia) FDM (topiony Osadzanie modelowanie i symulowanie przez layerwise utrwalania) FFF (topiony włókien wytwarzania, sposób wytwarzania stopienie włókien).
2. materiał natryskiwania. Na przykład, w wosku POLYJET lub technologii fotopolimerowej głowy wielu strumienia stosuje się do konstrukcji punktów. Technologia ta nazywana jest również dodatek Wielu natryskiwania materiału.
3. Zraszanie spoiwo. Te techniki obejmują atramentowe wtrysku odrzutowego do budowy strefy nie materiał model, środek wiążący (dodatek Manufacturing ExOne).
4. Związek z blach. budulca jest folia polimerowa, folii metalowej, papieru i innych. Jest on stosowany, na przykład, w ultradźwiękowy dodatków uszlachetniających Fabrisonic. Cienkie blachy są zespawane ze sobą za pomocą ultradźwięków, po czym nadmiar metalu usuwa się przez mielenie. Dodatek technologia jest używana w połączeniu z subtraktywnymi.
5. Kąpiel Fotopolimeryzacja. Technologia wykorzystuje płynnych modelowania – żywica na bazie fotopolimeru. Przykładem jest firma SLA-Systems technologia 3D i technologii DLP firma ENVISIONTEC, Digital Light procesji.
6. Topienie materiału wstępnie uformowaną warstwę. Używany w SLS-technologii, wykorzystując jako źródło energii lasera lub głowicy termicznej (firmy SHS Blueprinter).
7. Bezpośredni energia podsumowując na miejsce budowy. Materiał i energia doprowadzana do temperatury topnienia w budowie jednocześnie. Ciało jest używany jako głowicy roboczej, wyposażonej w układ do dostarczania energii i materiałów. Energia jest w postaci skoncentrowanej wiązki elektronów (Sciaky) lub wiązki laserowej (POM Optomec,). Czasem głowica zamontowana jest na „rękę” robota.

Klasyfikacja ta jest o wiele więcej mówi o zawiłości technologii dodatków niż poprzednie.

Obszary zastosowania

Dodatek rynek technologii w dynamice rozwoju wyprzedzając innych branżach. Jego średni roczny wzrost szacuje się na 27%, w zależności od firmy IDC szacuje, że do 2019 roku wyniesie 26,7 mld dolarów, w porównaniu do 11 mld w 2015 roku

Jednak rynek AT jeszcze ujawnić niewykorzystany potencjał w produkcji dóbr konsumpcyjnych. Do 10% firm z wartości produkcji towarów spożywane w jego prototypów. I wiele firm już tego segmentu rynku. Ale pozostałe 90% trafi do produkcji, więc tworzenie aplikacji do szybkiego wytwarzania produktów będzie głównym kierunkiem rozwoju tego sektora w przyszłości.

W 2014 roku odsetek szybkich technologii prototypowania na rynku dodatku chociaż zmniejszył, pozostała ona najwyższy – 35%, udział produkcji rosły szybko i osiągnął udział 31% w tworzeniu narzędzi pozostał pozostał na poziomie 25%, reszta przypada na badania i edukację.

Wg sektorów ekonomicznych, aplikacje AT-Tech podzielona w następujący sposób:

• 21% – produkty konsumenckie i elektronika;
• 20% – samochód;
• 15% – lek, w tym stomatologii;
• 12% – aeronautyki przemysłu wytwórczego przestrzeń;
• 11% – produkcja środków produkcji;
• 8% – sprzęt wojskowy;
• 8% – formacji;
• 3% – budowlanych.

Amatorów i profesjonalistów

AT-tech rynek jest podzielony na amatorski i profesjonalny. Amator obejmuje rynek drukarek 3D i ich konserwację, która obejmuje usługi, materiały eksploatacyjne, oprogramowanie, i jest przeznaczony dla indywidualnych entuzjastów edukacji i wizualizacji pomysłów i ułatwić komunikację na początkowym etapie rozwoju nowej działalności.

Profesjonalne 3D-drukarki są drogie i nadają się do reprodukcji rozszerzonej. Mają duży teren budowy, wydajności, dokładności, rzetelności, dłuższy zakres materiałów modelowych. Maszyny te są o wiele bardziej skomplikowane i wymagają opracowania specjalnych umiejętności do pracy z urządzeniami siebie, z materiałów modelowych i oprogramowania. Zazwyczaj operator maszyny staje się profesjonalnym ekspertem w dodatku technologii z wyższym wykształceniem technicznym.

Dodatek Technologia w 2015

Według raportu Wohlers Report 2015, 1988 i 2014 79 602 przemysł 3D-drukarek zostały zainstalowane na całym świecie. . Jednocześnie 38,1% urządzeń kosztować więcej niż 5 tysięcy dolarów są z USA, 9,3% – dla Japonii, 9,2% – do Chin, a 8,7% – do Niemiec. Reszta świata są daleko od liderów. Od 2007 do 2014 roku roczna wielkość sprzedaży drukarek stacjonarnych wzrosła z 66 do 139 584 sztuk. W 2014 roku 91,6% sprzedaży stanowiły Desktop 3D-drukarki, a 8,4% – do zastosowań przemysłowych dodatków produkcyjnych, zysk, z którego jednak stanowiły 86,6% całości lub 1,12 mld dolarów bezwzględnych. Maszyny stacjonarne zadowolił 173,2 milionów dolarów i 13,4%. W 2016 roku, oczekuje się, że sprzedaż wzrośnie do $ +7,3 mld zł, w 2018 – 12,7 mld, w 2020 roku rynek osiągnie $ 21.2 mld USD.

Według Wohlers, FDM-technologia przeważa, średnio około 300 marek z całego świata, każdego dnia dodajemy nowe modyfikacje. Niektóre z nich są sprzedawane tylko lokalnie, więc jest to bardzo trudne, jeśli nie niemożliwe, aby znaleźć informacje na temat liczby produkowanych marek 3D-drukarek. Z ufnością możemy powiedzieć, że ich liczba na rynku zwiększa się z każdym dniem. Istnieje wielka różnorodność wielkości i stosowanych technologii. Na przykład, firma Berlin produkuje ogromne BigRep FDM-drukarkę o nazwie BigRep ONE.2 w cenie 36 tys. Euro, możliwość drukowania obiektów do 900 x 1055 x 1100 mm z rozdzielczością 100-1000 mikronów, z dwóch wytłaczarek oraz możliwość wykorzystania różnych materiałów.

Przemysł – dla

Przemysł lotniczy intensywnie inwestuje w produkcji dodatku. Wykorzystanie technologii dodatków zmniejszy zużycie materiałów zużytych przy produkcji części o 10 razy. Oczekuje się, że GE Aviation Spółka publikuje co roku 40 tys. Wtryskiwacze. Airbus i 2018 roku spółka zamierza wydrukować aż 30 ton części miesięcznie. Firma odnotowuje znaczący postęp we właściwościach produkowanych części w taki sposób, w porównaniu do tradycyjnych. Okazało się, że wspornik, który został zaprojektowany do 2,3 ton ładunku, w rzeczywistości może wytrzymać obciążenie do 14 ton przy jednoczesnym ograniczeniu jego wagę o połowę. Ponadto, spółka publikuje dane z blachy aluminiowej i złączek paliwowych. Airbus samolot ma 60 tys. Sztuk, drukowana 3D-drukarka Stratasys Fortus Company. Inne firmy przemysłu lotniczego są również za pomocą dodatków technologii produkcji. Wśród nich: Bell Helicopter, BAE Systems, Bombardier, Boeing, Embraer, Honeywell Aerospace, General Dynamics, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Rolls-Royce i SpaceX.

Cyfrowe dodatków technologie są już wykorzystywane w produkcji różnych dóbr konsumpcyjnych. Firma urzeczywistnią, świadczących usługi dodatku produkcji, współpracując z Hoet Eyeware w produkcji okularów do korekcji wzroku i okulary. Modele 3D są różnorodne usługi w chmurze. Tylko magazynu Spółki 3D i SketchUp oferuje 2,7 mln próbek. Nie pozostanie w partii i branży mody. RS druku wykorzystuje system, który mierzy ciśnienie podeszwy, aby wydrukować poszczególne wkładki. Projektanci eksperymentują z bikini, buty i sukienki.

szybkiego prototypowania

Pod szybkiego prototypowania zrozumieć tworzenie produktów prototypowych w możliwie najkrótszym czasie. Jest to jeden z głównych zastosowań dodatku technologii produkcyjnych. Prototype – to rodzaj produktu wymagane w celu optymalizacji kształtu ramach swojej oceny ergonomii, możliwości weryfikacji poprawności montażu oraz rozwiązań układu. Dlatego zmniejszenie produkcji części życia może znacznie zmniejszyć czas rozwoju. Ponadto, prototyp może być to model przeznaczony do badań aerodynamicznych i hydrodynamicznych lub funkcjonalności weryfikacja obudów do użytku domowego i sprzętu medycznego. Wiele prototypy tworzone jako rozpoznawczych modeli projektowych z niuansami w konfiguracji, kolorów i kolorystyki itd. D. Dla szybkiego prototypowania używa niedrogich drukarek 3D.

szybka produkcja

Technologia dodatek w przemyśle mają wielkie perspektywy. produkcja na małą skalę produktów o skomplikowanej geometrii i konkretnych materiałów powszechnie w przemyśle stoczniowym, energetyce, chirurgii i stomatologii, przemyśle lotniczym. Bezpośredni uprawa wyrobów metalowych jest motywowane celowości ekonomicznej, jak ten tryb produkcji było mniej kosztowne. Dzięki zastosowaniu technologii dodatków sprawiają organów roboczych turbiny i wały, implanty i protezy, części zamienne do samochodów i samolotów.

Rozwój szybkiej produkcji i przyczynić się do znacznego zwiększenia liczby dostępnych materiałów proszek metalu. Jeśli w 2000 roku były 5-6 rodzaje proszków, teraz oferuje szeroki zakres, wysokość do kilkudziesięciu utworów z stali konstrukcyjnej do metali szlachetnych i nadstopów.

Obiecujące i dodatek technologii w inżynierii mechanicznej, w których mogą być stosowane w produkcji narzędzi i narzędzia do produkcji seryjnej – wkładki do wtryskarek, form, szablonów.

Ultimaker 2 – najlepsza drukarka 3D w 2016 roku

Zdaniem magazynu CHIP, który przeprowadził testy i porównano charakterystyki gospodarstwa domowego 3D-drukarek, najlepsze drukarki 2016 Model Ultimaker są 2 firmy Ultimaker, Reniforce RF1000 firma Conrad i Replicator Desktop 3D firma Drukarka Makerbot.

Ultimaker 2+ w ulepszonym modelu wykorzystuje technologię symulacji poprzez fuzję. 3D-drukarki różni najmniejszą grubość warstwy 0,02 mm, małą obliczania czasu, niski koszt druku (2600 rubli na 1 kg materiału). Najważniejsze funkcje:

• wielkość komory robocze – 223 x 223 x 305 mm;
• waga – 12,3 kg;
• Rozmiar głowy – 0,25 / 0,4 / 0,6 / 0,8 mm;
• temperaturę rdzenia – 180-260 ° C;
• Rozdzielczość warstwa – 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 mikrometrów;
• Prędkość druku – 8-24 mm ³ / s;
• Precyzja XYZ – 12,5-12,55 mikronów;
• Materiał – PLA, ABS, CPE średnicy 2,85 mm
• Software – Cura;
• Obsługiwane typy plików – STL, OBJ, AMF;
• Pobór mocy – 221 W;
• cena – 1895 euro, a model bazowy 2495 euro przedłużony.

Według opinii klientów, drukarka jest światło w instalacji i obsłudze. Obchodzi wysokiej rozdzielczości, samoregulujący łóżko, duża różnorodność stosowanych materiałów, korzystanie z oprogramowania open source. Wady to drukarka otworzyć projekt drukarki, które mogą spowodować poparzenia gorącym materiałem.

Drukarka LulzBot Mini 3D

W przeglądzie magazynu PC Magazine Ultimaker 2 i Replicator Pulpit 3D Printer również weszła w pierwszej trójce, ale tutaj na pierwszym miejscu był LulzBot drukarka drukarki Mini 3D. Jego dane techniczne są następujące:

• wielkość komory robocze – 152 x 152 x 158 mm;
• Masa – 8,55 kg;
• die temperatury – 300 ° C;
• Grubość warstwy – 0,05-0,5 mm;
• Szybkość drukowania – 275 mm / s na wysokości 0,18 mm warstwą;
• Materiał – PLA, ABS, HIPS, PVA, PETT, poliester, poliamid, poliwęglan, PETG PCTE PC-ABS, oraz inne o średnicy 3 mm.
• Software – Cura, OctoPrint, BotQueue, Slic3r, Printrun, MatterControl itp.
• pobór mocy – 300 W;
• cena – $ 1 250.

Sciaky EBAM 300

Jedna z najlepszych maszyn przemysłowych dodatku produkcja jest EBAM 300 firm Sciaky. Pistolet wiązki elektronów powoduje, że warstwy metalu z prędkością do 9 kg na godzinę.

• wielkość komory robocze – 5791 x 1219 x 1219 mm;
• ciśnienie w komorze próżniowej – 1×10 ^-4 tora;
• pobór mocy – do 42 kW przy napięciu 60 kV;
• Technologia – wytłaczanie;
• Materiał – tytan i stopy tytanu, tantal, Inconel, wolframu, niobu, stali nierdzewnej, aluminium, stali, stopów miedzi i niklu (70/30 i 30/70);
• maksymalna ilość – 8605.2 litry;
• cena – 250 tysięcy dolarów ..

Dodatek technologie w Rosji

Maszyny klasy przemysłowej w Rosji nie są produkowane. Podczas gdy tylko powstają w „Rosatom”, Centrum laser MSTU. Bauman University „STANKIN” Politechnika w Petersburgu, Uniwersytet Federalny Ural. „Voronezhselimmash”, produkcji drukarek 3D edukacyjnych i krajowych „Alpha”, rozwija komercyjnych dodatków roślinę.

Ta sama sytuacja z dostawami. Lider rozwoju proszków i preparatów proszkowych w Rosji jest viam. Są produkowane z proszkiem do dodatków technologie są wykorzystywane w odbudowie łopatek turbin, z rozkazu permu „silniki lotnicze». Postęp jest i w Instytucie All-Russian stopów lekkich (koła). Zmiany są różne centra inżynieryjne w całej Federacji Rosyjskiej. „Rostec” Ural Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk, UFU prowadzić do ich rozwoju. Ale nadal nie są w stanie sprostać nawet małe zapotrzebowanie 20 ton proszku rocznie.

W tym względzie rząd polecił Ministerstwu Edukacji, Ministerstwo Rozwoju Gospodarczego, Ministerstwa Przemysłu, Ministerstwo Łączności, Rosyjskiej Akademii Nauk, Fano „Roscosmosem”, „Rosatom”, „Rosstandart” instytucje rozwoju w celu ustanowienia skoordynowanego rozwoju programów i badań. Dla proponuje się przeznaczyć dodatkowe środki budżetowe, a także rozważyć możliwość współfinansowania na koszt Narodowego Funduszu Opieki Społecznej i innych źródeł. Zaleca się, aby wspierać nowe technologie produkcyjne, w Vol. H. Dodawanie, merów „Rosnano” Fundusz „Skołkowo”, agencja eksport „EXIAR”, „Vnesheconombank”. Rząd jest również reprezentowana przez Ministerstwo Przemysłu i Handlu przygotuje odcinek programu państwa dla rozwoju i poprawy konkurencyjności przemysłu.