Промышленные применения AT & 3D решений для профессионалов

Formnext-2017

24.01.2022 Время чтения: 21 мин.
Сложность:
68 0 7

Компания GE Additive показала бета-версию (как часть их проекта ATLAS — система АМ с большой рабочей зоной) 3D-принтера, работающего по принципу лазерного спекания металлического порошка в ванне (рис. 1). Оборудование было разработано совместно со специалистами Concept Laser. Первые машины проходят тестирование в нескольких компаниях, серийный выпуск планируется на 2018 год. Основная задача разработчиков была в создании гибкого оборудования, которое можно настраивать под запросы потребителей.


Рис. 1. Бета-версия большого металлического 3D-принтера от GE Additive

Некоторые технические характеристики: рабочая зона принтера 1,1×1,1×0,3 м, может быть увеличена по оси Z до 1 м; лазер 1 кВт; лучшее разрешение в своем классе; контроль за работой и состоянием оборудования ведется с помощью программы PREDIX и облачного хранилища GE [1].
Renishow представила 3D-принтер с 4 лазерами RenAM 500Q, рассчитанный на увеличение производительности примерно в 4 раза для машин со средними размерами рабочей зоны. Основная выгода для потребителей заключается в снижении стоимости единичного изделия при тех же параметрах качества и точности [2].
SLM Solution объявила о получении заказов на сумму 37 млн евро только за первый день. В эту сумму входят 20 заказов из Азии на новый металлический принтер SLM 800 для энергетического сектора. В компании ожидают получения еще нескольких заказов на принтеры SLM 500.
Особенностью принтера SLM 800 является высокий уровень автоматизации производственных процессов. Система включает встроенный фильтр, мониторинг расплавленной зоны и мощности лазера, улучшенную систему контроля машины и как опцию — вакуумную систему подачи порошка. По словам руководства компании, новая машина позволит SLM Solutions стать технологическим лидером на рынке металлических 3D-принтеров в ближайшие годы за счет полной интеграции существующих производств и производственных процессов с новыми технологиями, которые называют «производство 4.0» [3].
Компания Xact Metal из госуниверситета в Пенсильвании (США) демонстрировала металлический принтер XM300 со средними размерами рабочей зоны, с 2 или 4 оптоволоконными лазерами [4]. Система оснащена двумя подвижными зеркалами, которые позволяют сохранять ортогональность лазерного потока к поверхности спекаемого порошка по площади рабочей зоны. Это дает возможность получать однородные характеристики детали со скоростью до 1,5 м/с (рис. 2). При стоимости от $400 до $600 тысяч принтер будет вполне конкурентоспособен с другими представленными на рынке системами.

Рис. 2. Образец изделия

Adira из Португалии представила систему для печати крупногабаритных изделий из металла (рис. 3) [5]. Оборудование использует TLM-процесс — рабочая зона разбивается на небольшие сегменты, в которых печать происходит последовательно. Это позволяет выращивать большие детали, создавая защитную локальную зону только в области плавления порошка без ухудшения характеристик детали. Наличие встроенной автоматической системы очистки использованного порошка, возможность применения внешнего робота для удаления готовых изделий, а также оборудования для финишной обработки делает систему привлекательной для пользователей.

Рис. 3. Большой металлический 3D-принтер

Рис. 4. Система TruPrint 5000 для печати металлическими порошками

Компания Trumpf (Германия) показала систему TruPrint 5000 (рис. 4) — наиболее быструю и производительную машину среднего формата для печати металлическими порошками. Мультилазерная система, состоящая из 3 волоконных 500 Вт лазеров собственной разработки, позволяет сократить время изготовления изделий в три раза. В планах компании занять лидирующие позиции с долей от мирового рынка в 20 % в области производства металлических 3D-принтеров среднего формата в ближайшие 5–7 лет (рис. 5). Это вполне реальные планы для огромной компании, в которой над АМ-технологиями работают более 200 сотрудников совместно с университетом RWTH в Аахене и институтом Фраунгофера там же [6].

a) б)

Рис. 5. Пример лазерной наплавки: а — технология LMD и выращивания в ванне с порошком; б — технология LMF

Компании Materialise и Simufact Engineering GmbH договорились о сотрудничестве в области АМ. Пользователи программы Materialise Magics теперь смогут моделировать процесс построения, применяя симулятор от Simufact. При этом поддерживающие структуры будут создаваться с помощью функций Magics. Регулярное использование процессов моделирования может значительно сократить количество прототипов для отработки производственного процесса, а также повысить качество и продолжительность жизненного цикла изделия. Особенно привлекательным такой симбиоз будет для исследовательских организаций, университетов и конструкторов. Применение нового программного продукта позволит предсказывать возможные ошибки еще до начала изготовления реального изделия [7].
9 ноября ООО «НИК» и крупная немецкая компания в области аддитивного производства FIT AG подписали юридические документы, необходимые для создания совместного предприятия FITNIK Ltd (рис. 6). Оно будет расположено в городе Жуковском и позволит реализовывать комплексные услуги в области 3D-технологий. Сочетание уникального опыта двух ведущих компаний позволит наладить процесс разработки и производства изделий как для авиационной, так и для других отраслей промышленности с использованием всех преимуществ аддитивных технологий [8].

Рис. 6. Основатель и директор компании FIT Group (Германия) Carl Fruth и А. Корнеев, директор компании «Ник» (Россия)

В рамках Formnext‑2017 было объявлено о ряде проектов по сотрудничеству, о реорганизации компаний, например:
— Additive Industries (Нидерланды) и SMS Group объявили об объединении усилий по серийному производству компонентов для АМ-металлических систем и оборудования по производству металлических порошков.
— Компании из Германии SLM Solutions, Rosswag GmbH, Cronimet Holding GmbH договорились о совместной разработке специальных высокотехнологичных сплавов для АМ. При этом Rosswag GmbH будет заниматься производством порошков из сплавов, которые будет поставлять Cronimet Holding GmbH. SLM Solutions занимается разработкой технологических процессов применения порошков и их эксклюзивным продвижением на рынок АМ [9].
— Производитель металлических порошков PyroGenesis подписал NDA-соглашение с компанией Rolls-Royce с целью выработки условий полномасштабного договора по обеспечению партнера необходимыми порошками из металлов и сплавов. PyroGenesis использует плазменное распыление для получения порошков нужного качества.
— Компания из Швейцарии Oerlikon и LENA Space (UK) — разработчик ракетных двигателей — договорились о партнерстве по выпуску оптимизированных деталей для силовых систем. Подобные системы используются для вывода полезной нагрузки на низкие околоземные орбиты. LENA Space конструирует и разрабатывает турбины, насосы, камеры сгорания, регенеративные системы охлаждения и многое другое. Oerlikon вкладывает в сотрудничество свои возможности в АМ-технологиях: дизайн и инжиниринг, быструю разработку нужных сплавов, опыт и знания в АМ-технологиях по созданию высококачественных повторяемых изделий и, наконец, опыт в работе с покрытиями [10].
— Компания из США Arconic объявила о соглашении с Airbus по сотрудничеству в производстве компонентов для авиации с помощью металлических АМ-технологий [11]. АМ-технология Arconic основана на использовании электронного пучка и предназначена для производства крупных узлов и деталей с высокой скоростью. При этом предполагается для улучшения свойств полученных изделий комбинировать АМ и традиционные методы обработки металлов, такие, как ковка.
3D Systems (США) представила производственную платформу следующего поколения для металлических принтеров, которая легко встраивается в производственную цепочку и позволяет масштабировать производство продукции с помощью АМ-технологий (рис. 7).

Рис. 7. Модульное решение ProX DMP 8500 для АМ-производства

Процессы производства полностью автоматизированы — от доставки порошка до создания высококачественных повторяемых изделий со значительным снижением их себестоимости. Большая рабочая зона 500×500×500 мм принтера обеспечивает возможность его применения в первую очередь в авиастроении, автомобильной индустрии и других отраслях машиностроения. Платформа включает следующий набор модулей [12]:
— RPM — модули для перемещения порошка и изделий между отдельными блоками;
— модули печати обеспечивают непрерывную работу платформы;
— PMM — модуль обработки порошка очищает изделие от порошка, направляет его на переработку и готовит модуль печати к следующему циклу работы;
— транспортные модули обеспечивают перемещение модулей RPM между принтером и модулем с порошком.
Платформа DMP 8500 для АМ-производства была создана экспертами производства с глубокими знаниями, пониманием и опытом в производственных процессах. Платформа также интегрирована с инновационным программным продуктом 3DXpert, который оптимизирует подготовку к печати и саму печать изделий. Платформу планируют к выходу на рынок в конце 2018 г.
Компания из Австралии SPEE3D объявила о создании металлической АМ-системы, первой в мире реализовавшей технологию сверхзвукового нанесения порошков для выращивания объемных изделий с большой скоростью (в 100–1000 раз быстрее традиционных металлических принтеров). Использование сопла Лаваля позволило получить поток газа с порошком со скоростью в 3 раза выше скорости звука [13].
Также хотелось бы отметить расширение российского представительства на выставке. Из отечественных компаний свою продукцию и услуги в 2017 году представили Anisoprint, Cyberon Group, Imprinta, PICASO, POLEMА, RangeVision, Институт передовых производственных технологий (ИППТ) СПбПУ Петра Великого из Санкт-Петербурга. С пресс-стенда распространялся журнал «Аддитивные технологии». ■

Следующая выставка formnext состоится во Франкфрурте-на-Майне 13–16 ноября 2018 года.

Источники:
1. www.geadditive.com
2. www.renishaw.com/additive
3. www.slm-solutions.com
4. www.xactmetal.com/xm300
5. www.adira.pt
6. www.trumpf.com
7. http://software.materialise.com/3d-printing-software
8. www.avianik.com/ru/news/61/
9. https://slm-solutions.com/news-and-events/news/slm-solutions-expands-its-strategic-alliances
10. http://lenaspace.com
11. www.metal-am.com/arconic-airbus-sign-multi-year-research-agreement-advance-aerospace/
12. www.3dsystems.com/press-releases/3d-systems-unveils-next-generation-additive-metal-platform-high-productivity
13. www.spee3d.com/

Н.М. Максимов, ООО «Ника-Рус»

Источник