Добавка Технологии: описание, определение и приложение разполага рейтинги. Добавка технологии в промишлеността

3D-технология за печат е въведена през 1986 г., когато компанията 3D Systems разработи първия специален принтер - стереолитография машината, които са широко използвани в отбранителната промишленост. Първите машини са много скъпи и избора на материал за създаването на модели е ограничен. Бързото развитие на триизмерен печат започна с развитието на технология дизайн (CAD), изчисления и симулации (CAE) и механична обработка (CAM). И днес е трудно да се намери на площ от производството, които не биха използвали 3D-принтери :. Използвайте ги, за да произвеждат части на самолети и космически кораби, подводници, инструменти, протези и импланти, бижута и др Перспективата е очевиден - добавка технология в близко бъдеще ще бъде приоритет на машиностроенето технология ,

Водещите страни в света са активно ангажирани в 3D-състезания. Така че, през 2012 г., Yangstoune, Охайо, откри Национален институт за иновации добавка производство NAMII - първият център на добавки технологии на петнадесет, произведени в Съединените щати. Машина парк институт вече има 10 от добавки машини, три от които са най-модерните машини за създаване на метални части.

Терминология и класификация

Същността на добавка технология е да се комбинират материали за създаване на обекти с данни от 3D-модел слой по слой. Това е различно от конвенционалните изваждащото производствени техники, предполагащи машинни - отстраняване на материал от детайла.

Добавка технология е класифициран:

• от използваните материали (течни частици, полимерни, метални прах);
• от наличието на лазера;
• по метода за определяне на конструкцията на слой (термичен ефект, облъчване с ултравиолетови или видима светлина, свързващия състав);
• по метода на формиране на слоя.

Има два начина на формиране на слой. Първият е, че първата платформа се излива на прах материал, е разделена или валяк нож за създаване на равномерен слой от желаната дебелина на материала. Това се случва селективно лазерно обработване на прах или друг метод на прахови частици от съединение (топене или залепване) съгласно настоящата част на CAD-модели. Изграждане равнина е непроменена, а някои от праха остава непокътнат. Този процес се нарича селективен синтез, както и селективно лазерно синтероване, ако съединението на инструмента е лазер. Вторият метод се състои в директно нанасяне на материала в енергия сумиращата точка.

Организация ASTM, който се развива промишлени стандарти, разделя 3D-добавка технология в 7 категории.

1. Екструдиране материал. При конструиране на точка на предварително загрята екструдер подава на паста материал, смес от свързващо вещество и метален прах. Вграден суров модел се поставя в пещ, за да се отстрани свързващо вещество и агломериране на прах - по същия начин, както това се случва в традиционните технологии. Тази добавка технология се прилага под търговски марки MJs на (Многофазен Jet втвърдяване, многофазни струя втвърдяване), FDM (разтопен отлагане моделиране, симулация на слоеве на топене), FFF (разтопен нишки Производство, производствен метод сливане на нишки).
2. Пръскане материал. Например, в Polyjet восък или фотополимер технология за мулти-струен глава се прилага към конструкция точка. Тази добавка технология се нарича също Multi струя материал.
3. Пръскане свързващо вещество. Те включват струя технология мастилено-струен инжектиране в изграждането на зоната не модел материал, свързващо средство (добавка производствени технологии ExOne).
4. Съединение от листови материали. Строителен материал е полимерен филм, метално фолио, хартия и други. Той се използва, например, в ултразвукова технология добавка Fabrisonic. Тънки метални пластини са заварени заедно с ултразвук, след което излишъкът метал се отстранява чрез смилане. Добавка технология се използва във връзка с изваждане.
5. Photopolymerization баня. Технологията използва течна моделиране материали - фотополимер смола. Пример за това е SLA-технологична компания 3D системи и DLP технология Envisiontec компания Digital шествие.
6. На топене на материала в предварително оформени слой. Използва се в SLS-технология, като се използва като източник на енергия лазер или термична глава (SHS компания Blueprinter).
7. Директен енергия сумиране до мястото на строителството. Материал и енергия се подава към неговата точка на топене в строителството едновременно. Тялото се използва като работна глава, снабдена със система за доставяне на енергия и материали. Енергийна идва под формата на концентриран лъч от електрони (Sciaky) или лазерен лъч (РОМ, Optomec,). Понякога главата е монтиран на "ръка" на робота.

Тази класификация е много повече разговори за тънкостите на добавки технологии, отколкото предишните.

Области на приложение

добавка на пазара на технологии в динамиката на развитие напред от други индустрии. Неговият среден годишен ръст възлиза на 27%, според IDC компанията е изчислила, че до 2019 г. ще възлиза на 26,7 милиарда долара в сравнение с 11 млрд през 2015 г.

Въпреки това, на пазара AT тепърва трябва да разкрие неизползвания потенциал в производството на потребителски стоки. До 10% от компаниите, за стойността на производството на стоки се консумира в неговото създаване на прототипи. И много компании вече са взели този пазарен сегмент. Но останалите 90% отиват в производството, така че създаването на приложения за бързо нарастване на производството на продуктите ще бъде основната посока на развитие на тази индустрия в бъдеще.

През 2014 г. делът на бързите технологии за създаване на прототипи на пазара на добавки, въпреки че намалява, тя остава най-висок - 35%, делът на производството нараства бързо и достигна дял от 31% в създаването на инструменти остана остана на 25%, а останалата част се пада на научните изследвания и образованието.

По икономически сектори, AT-тек приложения, разпределени, както следва:

• 21% - потребителски продукти и електроника;
• 20% - автомобил;
• 15% - лекарство, включително стоматология;
• 12% - аеронавтиката и пространство преработващата промишленост;
• 11% - производство на средствата за производство;
• 8% - военно оборудване;
• 8% - формация;
• 3% - строителство.

Аматьори и професионалисти

AT-тек пазар е разделен на аматьорски и професионален. Любителски пазар включва 3D-принтери и тяхната поддръжка, която включва услуга, консумативи, софтуер и е предназначена за индивидуална ентусиасти, образование и визуализация на идеи и улесни комуникацията в начален етап на развитие на нов бизнес.

Професионални 3D-принтери са скъпи и са подходящи за продължително възпроизвеждане. Те имат голяма площ на строителство, изпълнение, точност, надеждност, разширени моделна гама материали. Тези машини са много по-сложни и изискват разработването на специални умения за работа с устройствата си, с моделни материали и софтуер. Обикновено, операторът на машината се превръща в професионален експерт по добавки технологии с висше техническо образование.

Добавка технологии през 2015 г.

Според доклада Wohlers Доклад 2015 г., 1988 г. и 2014 г. 79 602 индустрията на 3D-принтери са инсталирани по целия свят. . В същото време 38,1% от устройствата да струва повече от 5 хиляди щатски долара са от САЩ, 9.3% - за Япония, 9,2% - в Китай, и 8,7% - в Германия. Останалата част от света са много по-напред от лидерите. От 2007 г. до 2014 г. годишният обем на продажбите на настолни принтери се увеличава от 66 до 139 584 единици. През 2014 г. 91.6% от продажбите отчитат настолни 3D-принтери, и 8,4% - за индустриални приложения на добавка производство, печалбата от които, обаче, възлиза на 86,6% от общия брой, или 1,12 милиарда щатски долара абсолютно изражение. Настолни машини доволни 173.2 милиона щатски долара и 13,4%. През 2016 г. продажбите се очаква да нарасне до $ 7.30 милиарда, в 2018-12700000000, през 2020 г. на пазара ще достигне $ 21.2 милиарда.

Според Wohlers, FDM-технология преобладава, средно с около 300 марки по света, всеки ден се добавят нови модификации. Някои от тях се продават само на местно ниво, така че е много трудно, ако не и невъзможно, да се намери информация за броя на произвежданите марки на 3D принтери. С увереност можем да кажем, че броят им на пазара се увеличава с всеки изминал ден. Има голямо разнообразие в размера и използваните технологии. Например, компанията Берлин произвежда огромен BigRep FDM-принтер, наречен BigRep ONE.2 на цена от 36 хиляди души. Евро, с възможност за отпечатване обекти до 900 х 1055 х 1100 mm с резолюция от 100-1000 микрона, с два екструдери и възможността за използване на различни материали.

Промишленост - за

Авиационната индустрия инвестира основно в производството на добавката. Използването на добавки технологии ще намали потреблението на материали, изразходвани за производството на части от 10 пъти. Очаква се, че GE Aviation Company ежегодно ще публикува на 40 хил. Инжектори. И Airbus от 2018 г. компанията щеше да отпечатате до 30 тона части на месец. Компанията отчита значителния напредък, в характеристиките на произвежданите части по такъв начин, че в сравнение с традиционните. Оказа се, че скобата, която е предназначена за 2.3 тона полезен товар, в действителност, може да издържи товар до 14 тона, като същевременно намали теглото си наполовина. В допълнение, компанията публикува подробности за алуминиева ламарина и конектори на горивата. Самолетът Airbus има 60 хиляди. Pieces, отпечатана на 3D-принтер Stratasys Fortus Company. Други компании, космическата индустрия също използвате добавка производствени технологии. Сред тях са: Bell Helicopter, BAE Systems, Bombardier, Boeing, Embraer, Honeywell Aerospace, General Dynamics, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Rolls-Royce и SpaceX.

Цифрови добавка технологии вече се използват в производството на различни потребителски стоки. Фирмата се материализират, предоставящи услуги адитивни производство, си сътрудничи с Hoet Eyeware в производството на очила за корекция на зрението и слънчеви очила. 3D-модели са предвидени разнообразни услуги в облака. Само 3D Warehouse и Sketchup на компанията предложи 2,7 милиона проби. Не остават в партията и модната индустрия. RS Print използва система, която измерва налягането на стъпалата, за да отпечатвате отделни стелки. Дизайнерите експериментират с Бикини, обувки и рокли.

бързо създаване на прототипи

При бързо прототипиране разбере създаване на прототипни продукти в най-кратки срокове. Това е едно от основните приложения на добавки производствени технологии. Prototype - е вид продукт, необходимо за оптимизиране на формата на част от своята оценка на ергономичност, възможности за проверка монтажни и коректността на оформлението на решения. Ето защо намаляването на производствените части живот може значително да намали времето за разработка. Също така, прототипът може да бъде модел, предназначен за аеродинамичните и хидродинамични тестване или функционалност проверка заграждения за битово и медицинско оборудване. Много прототипи, създадени за проучвателен модели дизайн с нюансите в конфигурацията, цветовете и оцветяване и така нататък. Г. За бързо създаване на прототипи използва евтини 3D-принтери.

бързото производство

Технологията на добавка в индустрията имат големи перспективи. малки производства на продукти със сложна геометрия и на специфични материали чести в корабостроене, енергетика, реконструктивна хирургия и дентална медицина, космическата индустрия. Директен отглеждане на метални изделия е мотивиран от темата за икономическата целесъобразност, тъй като това начин на производство е по-евтино. С използването на добавки технологии правят работни органи турбини и шахти, импланти и протези, резервни части за автомобили и самолети.

Развитието на бързо производство и допринася за значително увеличение на броя на наличните метали прахообразни материали. Ако през 2000 г. имаше 5-6 вида прахове, сега тя предлага широка гама, в размер на десетки песни от конструкционна стомана с благородни метали и свръхсплави.

Обещаващи и добавка технологии в машиностроенето, където те могат да бъдат използвани в производството на инструменти и инструменти за серийно производство - вложки за шприц машини, форми, шаблони.

Ultimaker 2 - най-добрият 3D-принтер през 2016 г.

По мнение на CHIP списание, което провежда тестване и сравнение на характеристиките на домакинството на 3D-принтери, най-добрите принтери 2016 модел Ultimaker са 2 дружества Ultimaker, Reniforce RF1000 компания Conrad и Replicator Desktop 3D принтер компания MakerBot.

Ultimaker 2+ в подобрената си модел използва технологията за моделиране чрез сливане. 3D-принтер се различава най-малката дебелина на слоя от 0.02 mm, изчисление малко време, ниска цена печат (2600 протриване на 1 кг материал). Основни функции:

• размера на работната камера - 223 х 223 х 305 mm;
• тегло - 12,3 кг;
• размер на главата - 0,25 / 0,4 / 0,6 / 0,8 мм
• умре температура - 180-260 ° С;
• резолюция слой - 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 микрона;
• Скорост на печат - 8-24 мм ³ / сек;
• прецизност AUKRO - 12,5-12,55 микрона;
• материал - PLA, ABS, диаметър СРЕ 2.85 mm;
• Софтуер - Cura;
• Поддържани типове файлове - STL, OBJ, AMF;
• Консумация на енергия - 221 W;
• цена - 1895 евро, а еврото базовия модел 2495 удължен.

Според отзиви на клиенти, принтерът е лек за инсталиране и използване. Честване на висока резолюция, саморегулираща се легло, голямо разнообразие от материали, използвани, използването на софтуер с отворен код. Недостатъците включват принтера отворите дизайн принтер, който може да доведе до изгаряния от горещ материал.

LulzBot Мини 3D принтер

При преглед на списанието PC Magazine Ultimaker 2 и Replicator Desktop 3D принтер също влезе в челната тройка, но тук, на първо място е принтер LulzBot Мини 3D принтер. Неговите спецификации са както следва:

• размера на работната камера - 152 х 152 х 158 mm;
• Тегло - 8,55 кг;
• умре температура - 300 ° С;
• дебелина на слоя - 0,05-0,5 мм;
• Скорост на печат - 275 mm / и на височина от 0.18 mm слой;
• материал - PLA, ABS, HIPS, PVA, Pett, полиестер, найлон, полипропилен, PETG, PCTE, PC-ABS и други диаметър 3 мм.
• Софтуер - Cura, OctoPrint, BotQueue, Slic3r, Printrun, MatterControl др.
• Консумация на енергия - 300 W;
• цена - $ 1 250.

Sciaky EBAM 300

Един от най-добрите индустриални машини за прибавен производство е EBAM 300 фирми Sciaky. пистолет Electron лъч причинява металните слоеве със скорост до 9 кг на час.

• размера на работната камера - 5791 x 1219 х 1219 mm;
• налягането на вакуумната камера - 1x10 ^-4 тора;
• консумация на енергия - до 42 кВт при напрежение 60 кВ;
• технология - екструзия;
• материал - титан и титанови сплави, тантал, Inconel, волфрам, ниобий, неръждаема стомана, алуминий, стомана, мед-никелова сплав (70/30 и 30/70);
• максималният размер - 8605.2 литра;
• цена - 250 хиляди щатски долара ..

Добавка технологии в Русия

промишлен клас машини в Русия не се произвеждат. Докато само се разработва в "Росатом", лазерен център MSTU на. Бауман университет "Stankin" Политехническия университет в Санкт Петербург, Уралски федерален университет. "Voronezhselimmash", производство на образователни и домашни 3D-принтери "Алфа", се развива търговска добавка на растенията.

Същата ситуация с доставките. Водачът на развитието на прахове и прахови формулировки в Русия е VIAM. Те произвеждат праха за добавки технологии се използват в процеса на възстановяване на турбинни лопатки, със заповед на Перм "авиационни двигатели». Напредъкът е и най-All-руски институт за леки сплави (дискове). Developments са различни инженерни центрове в Руската федерация. "Ростех", Урал клон на Руската академия на науките, UFU доведе тяхното развитие. Но все пак те не са в състояние да отговори на търсенето дори малка от 20 тона прах годишно.

В тази връзка, правителството възложи на Министерството на образованието, Министерството на икономическото развитие, Министерство на промишлеността, Министерство на съобщенията, Руската академия на науките, Фано, "Роскосмос", "Росатом", "Rosstandart" институции за развитие, за да се установи координирана програма за развитие и изследвания. За това се предлага да се отпуснат допълнителни бюджетни кредити, както и да се разгледа възможността за съфинансиране за сметка на Националния фонд за социални грижи и други източници. Препоръчително е да се подкрепи новата технология на производство, в т. Н. Освен това, мери ", Rosnano" Фонд "Сколково", агенцията за износ "EXIAR", "Внешекономбанк". Правителството също така е представена от Министерството на промишлеността и търговията ще подготви участък от държавната програма за развитието и подобряването на конкурентоспособността на промишлеността.