3D технологии в повседневной жизни

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тюменский индустриальный университет Тюмень, Россия

3D технологи в повседневной жизни

Залетенко М.А.

Перспектива к лучшему заставляют человечество создавать новые технологии, а также модернизировать уже существующие. Прогресс постоянно движется, с каждый год появляются новые изобретения и технологии, которые позволят не только упростить жизнь человека, но и разнообразить развитие и обучение. Одной из быстро развивающихся областей современного мира является 3D технология.

2018 год - год металлической печати. Все крупные производители создают огромные машины с большим количеством лазеров и мощными источниками энергии. Технология 3D печати металлом становится всё более популярной. И это не удивляет, ведь каждый металл или сплав металлов для печати предлагает уникальное сочетание практических и эстетических свойств, чтобы удовлетворить требования, предъявляемых к различным продуктам. Существует три типа производства:

1) Спекание или лазерную плавку (рис. 1)(SLS, DMLS И SLM) В основе метода «выборочного лазерного спекания» (SLS или Selective Laser Sintering) лежит использование лазерных излучателей высокой мощности (как правило, углекислотных) для частичного сплавления, или «спекания», расходного материала в единое целое. Перед использованием расходный материал измельчается до консистенции пудры с помощью шаровых мельниц. Минимальный размер частиц может достигать двух микрон.

печать металл аддитивный принтер

(Рис. 1)

2) Binder Jetting(рис. 2) Еще один профессиональный метод с послойным соединением -- склеивание частиц металла для последующего обжига в высокотемпературной печи, где частицы сплавляются под давлением, составляя единое металлическое целое. Печатная головка наносит соединительный раствор на порошковую подложку послойно, как обычный принтер на листы бумаги, после чего изделие отправляется в обжиг.

(Рис. 2)

3) Наплавление(рис. 3) : один называется DED (Directed Energy Deposition -- осаждение материала при помощи направленного энергетического воздействия) или Laser Cladding (лазерное плакирование, наплавка). Здесь для расплавления металлического порошка, который медленно выпускается и застывает в виде слоя, применяется лазерный луч, а порошок подается при помощи роботизированной руки.

Обычно весь процесс идет в закрытой камере, но в проекте MX3D при строительстве полноразмерного моста использованы приемы привычной 3D-печати. Другой вариант наплавления металла называется EBAM (Electron Beam Additive Manufacturing -- аддитивная технология электронного пучка), который по сути является пайкой, при которой для расплавления 3миллиметровой титановой проволоки применяется очень мощный электронный пучок, а расплавленный металл образует очень крупные готовые структуры. Что касается этой технологии, то ее подробности известны пока только военным.

(Рис. 3)

Потенциал 3D-печати металлами:

Современные технологии позволяют получить порошок для 3D-печати металлом с определенными свойствами для решения конкретных производственных задач. А так как распылению можно подвергнуть практически любые металлы, то и номенклатура металлических материалов для 3D-принтеров чрезвычайно обширна. Достижения металлургии в полной мере реализуются в аддитивном производстве, позволяя использовать уникальные сплавы для изготовления геометрически сложных изделий повышенной точности, плотности и повторяемости. В то же время, внедрение металлических аддитивных установок имеет и сдерживающие факторы, главный из которых - высокая стоимость порошков. 3D-печать металлами обладает серьезным потенциалом для повышения эффективности производства во многих отраслях промышленности и используется все большим числом компаний и исследовательских организаций. Пример для всемирной индустрии показывают такие промышленные лидеры, как General Electric, Airbus, Boeing, Michelin, которые уже перешли от изготовления единичных металлических изделий к серийному аддитивному производству

Основные преимущества 3D-печати металлами:

• высокие показатели плотности: в 1,5 раза выше, чем при литье;

• возможность создания миниатюрных и геометрически сложных объектов и других неповторимых форм в виде закрытых бионических структур;

• широкий выбор металлических сплавов, как стандартных, так и специальных;

• сокращение циклов производства и ускорение выхода готовой продукции.

• Подогреваемый стол не обязателен

• Высокая прочность

Сферы применения:

• авиакосмическая индустрия;

• машиностроение ;

• автомобилестроение ;

• нефтегазовая отрасль;

• электроника;

• медицина;

• пищевая промышленность;

• исследования и экспериментальные работы в конструкторских бюро, научных и учебных центрах.

При работе на металлических 3D-принтерах требуется строго соблюдать технику безопасности. Как известно, металлы, попадающие в человеческий организм в микроскопических дозах, полезны. В микродозах они несут опасность для здоровья - получить отравление металлами очень легко, а кроме того, порошки взрывоопасны. При дисперсности порошка от 4 микрон он проникает сквозь поры кожи, органы дыхания, зрения и т.д. В связи с этим при работе на металлических 3D-принтерах необходимо строго соблюдать технику безопасности. Для этого предусмотрена защитная спецодежда - костюм, перчатки и обувь. Аддитивные машины, как правило, комплектуются пылесосом для удаления основного порошка, однако и после его использования некоторая взвесь металлов остается. Производители стремятся улучшить условия безопасности, и сейчас наблюдается тенденция по созданию на аддитивном производстве так называемых закрытых циклов, т.е. полностью герметичных помещений, за пределы которого порошок не попадает. Оператор работает в специальной одежде, которая затем утилизируется.

Технологии 3D-печати продолжают стремительно развиваться и становятся доступнее буквально на наших глазах. Разрабатываются новые материалы, улучшается производительность, надежность и удобство принтеров. Эти и многие другие преимущества позволят постепенно минимизировать недостатки 3D-технологий, в первую очередь высокую стоимость расходных материалов и оборудования. Аддитивные методы будут все глубже внедряться в производственный цикл классических производств, значительно экономя время и средства. Всё это позволит предприятиям задействовать совершенно новые, гораздо более выгодные бизнес-модели.

Список используемых источников

1. 3D-печать металлами [Электронный ресурс] - https :// habr . com / company / top 3 dshop / blog /400731/

2. ОСНОВОПОЛАГАЮЩЕЕ РУКОВОДСТВО ПО 3D-ПЕЧАТИ [Электронный ресурс] - https://3dpt.ru/page/metall-3d-printing

Размещено на Allbest.ru