3 technologie wytwarzania przyrostowego, na które należy zwrócić uwagę w 2017 r

Zbliża się koniec 2016 roku, czas na rok 2017 oraz technologie i innowacje związane z drukiem 3D, którymi można się ekscytować. Rok 2016 był rokiem przejęć i finansowania takich firm jak Formlabs, Desktop Metal i Carbon zamykające duże rundy oraz GE wkraczających na rynek dzięki przejęciom Arcam i Concept Laser. Co więc robią firmy w tej przestrzeni, aby zainspirować taki napływ pieniędzy i odsetek? Poniżej przedstawiamy 3 technologie, na które należy zwrócić uwagę w 2017 roku.

Mapowanie branży druku 3D

XJET

Drukarka 3D XJet

Pierwsza technologia wprowadza na rynek zupełnie nowy sposób tworzenia części metalowych. Maszyna nazywa się XJet, a stosowana technologia nazywa się Nano Particle Jetting (NPJ).

Większość metalowych technologii druku 3D wykorzystuje proszek, który jest następnie spiekany w celu tworzenia części warstwa po warstwie, zaliczając się do kategorii technologii Fusion Bed Fusion. XJet stosuje metodę natrysku atramentu (natryskiwanie materiału) podobną do drukarki 2D, ale zamiast kolorowego tuszu nanosi cząsteczki metalu w postaci atramentu.

Drzewo technologii Jet Jetting

Działa poprzez rozdrabnianie metalu na drobny pył, aż do poziomu poniżej mikrona. Standardowe drukarki metalowe zwykle używają cząstek o wielkości od 30–45 mikronów. Przechowywany w ciekłym środku tusz nanocząstkowy jest następnie osadzany na płycie roboczej z głowicy drukującej z ogromną prędkością 221 milionów kropli na sekundę. Podczas osadzania atramentu ciekły środek odparowuje, pozostawiając osadzone cząstki metalu. Osadzone cząstki są następnie stapiane razem z elementem grzejnym, który przechodzi nad nimi, stosując temperaturę do 300 ° C. Dzięki wielkości kropelek można tworzyć części metalowe o grubości warstwy wynoszącej nawet 1 mikron.

Dlaczego więc ta technologia ma znaczenie? Przede wszystkim używany jest tylko materiał potrzebny do wykonania budowy, co ogranicza ilość odpadów. W tradycyjnych maszynach do zgrzewania w proszku proszkowym metalowy proszek nie może być ponownie używany ze względu na wysokie temperatury, na które jest narażony, pozostawiając duże ilości drogiego materiału zmarnowanego.

Innym ważnym problemem związanym z maszynami ze złożem proszkowym jest bezpieczeństwo operatora zajmującego się proszkiem metalu i gazami stosowanymi w tej metodzie. Korzystanie z maszyny XJet zapewnia znacznie wyższy poziom bezpieczeństwa, bez resztek pyłu metalowego, który mógłby być wdychany lub reagować na elementy zewnętrzne. Cały materiał Xjet jest przechowywany w zamkniętych kasetach, które są wkładane do urządzenia.

Ostatnią kluczową zaletą jest ogólny poziom szczegółowości i wykończenie powierzchni, które nie wymagają obróbki końcowej ani pracochłonnego usuwania podkładu. Xjet wykorzystuje materiał pomocniczy, który nie przyczepia się do wydruku i łatwo go wypalić po umieszczeniu w piekarniku.

Koła zębate o wysokiej szczegółowości

Dzięki ogromnej tacy montażowej o wymiarach 500 mm x 250 mm x 250 mm, XJet może produkować duże i małe detale o dużej szczegółowości. Jury jest nadal nieobecne, ale do tej pory nie wydano żadnych drukarek, zobaczymy, czy sprosta temu szumowi w 2017 roku.

HP Multi-Jet Fusion

HP Jet Fusion 4200

Wyprawa HP w świat druku 3D dzięki debiutującej drukarce 3D HP Jet Fusion 4200 nie była cichym krokiem w branży. Dzięki dużym stoiskom na targach i ogłoszeniach w głównym nurcie, niewiele osób faktycznie to zrobiło. Oczekujemy, że rok 2017 będzie rokiem, w którym maszyna napędzana Multi-Jet Fusion wychodzi z ukrycia i zaczyna wytwarzać części dla inżynierów i projektantów na całym świecie. HP potwierdziło już trzech niemieckich sprzedawców tego urządzenia w Europie z wieloma innymi na całym świecie.

W urządzeniu zastosowano opatentowaną technologię Multi Jet Fusion (MJF), która działa poprzez dozowanie milionów kropli środka chemicznego na sekundę na cienką warstwę sproszkowanych materiałów (brzmi znajomo… 2D), natychmiast ją utwardzając. Naprawdę wyjątkowy jest fakt, że proces ma możliwość ustawiania właściwości każdego pojedynczego piksela wolumetrycznego (lub, jak to nazywa HP: „woksel”). Oznacza to, że jesteś w stanie kontrolować właściwości mechaniczne i fizyczne części, dzięki czemu możesz dodać więcej szczegółów, w tym kolor i mechanikę konstrukcji. Koszt maszyny wynosi 155 000 USD, co jest konkurencyjne w przestrzeni przemysłowej, ponieważ większość maszyn nylonowych waha się od 200 000 do 500 000 USD.

To, co sprawia, że ​​nowa technologia HP jest ekscytująca, po raz pierwszy będzie w stanie kontrolować dokładną charakterystykę części w maszynie, co czyni ją najbardziej wszechstronną drukarką 3D na rynku, jeśli zrobi to, co mówi. HP otworzył platformę materiałową dla maszyny, zachęcając strony trzecie do zaangażowania się i innowacji w zakresie nowych materiałów. Dawno minęły czasy żłobienia cen z zastrzeżonymi materiałami, do których przywykliśmy od gigantów, takich jak HP. Termo-plastik jest pierwszym materiałem, który może stać się mnóstwem użytecznych materiałów, które nigdy wcześniej nie były używane przez inżynierów lub projektantów produktów w dodatkowej przestrzeni produkcyjnej.

Nylonowa struktura przekładni | Model Powerstation w pełnym kolorze

Arcam

Arcam EBM S400

Arcam był nieco dłuższy niż inne firmy, na które zwrócono uwagę, po tym, jak został publicznie notowany w 1997 r. I wyprodukował swoją pierwszą maszynę w 2002 r. Istnieją dwa powody, aby podkreślić tę technologię w 2017 r. Po pierwsze, przejęcie Arcam przez GE na początku tego roku, a po drugie, to dwa kluczowe rynki, na których działa: lotnictwo i medycyna. Nowy pakiet kontrolny GE w Arcam pozwoli mu wpłynąć na kierunek działalności firmy, a nowa inwestycja z pewnością pokaże kilka ważnych aktualizacji produktów i technologii w nadchodzącym roku.

Drzewo technologiczne syntezy proszku

Branże, w których działają Arcam, to dwie kluczowe dziedziny, w których druk 3D staje się coraz bardziej rozpowszechniony: obudowa medyczna w postaci implantów (50 000 implantów ortopedycznych wykonanych dotychczas przez Arcam) oraz funkcjonalne części końcowe dla lotnictwa. Dzięki oczekiwanemu, że druk 3D metali wzrośnie bardziej niż jakikolwiek inny obszar w branży - sprzedaż drukarek wzrośnie o 48%, a sprzedaż materiałów wzrośnie o 32% (Raport IDTech) - czyni to miejsce jeszcze bardziej interesującym w nadchodzącym roku.

EY's Global 3D Printing Report 2016

Topienie wiązki elektronów (EBM) to zastrzeżona technologia wytwarzania przyrostowego, której właścicielem jest Arcam. Działa przy użyciu wyrzutni elektronów o dużej mocy (do 3000 watów) do podgrzewania sproszkowanych metalowych elementów budowlanych warstwa po warstwie. Po ukończeniu każdej warstwy zbiornik roboczy jest opuszczany, świeży proszek jest zgniatany nad powierzchnią roboczą, a proces jest kontynuowany aż do ukończenia komponentu. EBM jako technologia różni się od innych rodzajów wytwarzania przyrostowego metali, ponieważ nie wykorzystuje laserów i argonu do stopienia metalu. Kluczem do EBM jest wysokoenergetyczne działo elektronowe, które topi wiele warstw zamiast tylko warstwy powierzchniowej, tworząc mocniejsze, dokładniejsze części.

Implikacje technologii EBM są ogromne, ponieważ jest to jeden z niewielu sposobów budowania niestandardowych implantów, których organizm nie jest w stanie odrzucić. Te tytanowe implanty zawierają porowate obszary, które ułatwiają wzrost kości i można je zaprojektować z myślą o tym. Nie jest wymagana żadna obróbka końcowa, w przeciwieństwie do poprzednich prób tworzenia metalowych implantów z nadrukiem 3D, które wymagały powłoki w celu pobudzenia wzrostu kości. Sektor lotniczy patrzy na EBM dzięki swojej zdolności do radzenia sobie z sytuacjami intensywnego ciepła i ciśnienia. Honeywell tworzy części do swoich silników lotniczych i potrzebuje części odpornych na temperaturę powyżej 1000 ° C, dzięki czemu EBM jest idealny, gdy używa się określonych stopów na bazie niklu. Zakłóca to również tradycyjne metody produkcji stosowane przez firmy z branży lotniczej, zapewniając szybsze czasy realizacji i znacznie bardziej skomplikowane geometrie, oszczędzając zarówno czas, jak i pieniądze.

Implant czaszki | Oprawa lotnicza | Implant kopułkowy