Formnext–2018: впервые на выставке

От

-

28.01.2019

В середине ноября во Франкфурте состоялась очередная выставка современных промышленных технологий formnext—2018 [1], главная европейская выставка для аддитивных технологий (АМ). Вопрос: «АМ — это технологии будущего?» уже не стоит, так как АМ-технологии уже используются в промышленности. Например, в Германии 27% промышленных компаний используют их в своем производстве, а среди крупных компаний их доля составляет 45%. Потребность в квалифицированных кадрах в области АМ вырастет в ближайшие годы значительно, считает 61% опрошенных среди 4000 компаний Германии, и 26% подтверждают рост спроса и зарплат для АМ-специалистов. Так, зарплаты опытных работников сервиса в АМ составляют в Европе 65000 евро, в США 85000 евро и в Азии около 40000 евро.
Данная статья в основном о новых участниках, впервые представляющих свои прорывные технологии на этой европейской выставке.

Titomic, Австралия

Компания представила оборудование для печати металлическими порошками, включая керамические добавки, на основе технологии холодного газодинамического нанесения материалов (ХГН) в сверхзвуковой струе газа с использованием 6-осевого робота. Titomic запатентовала сам технологический процесс — Titomic Kinetic Fusion (TKF) — для промышленного изготовления крупногабаритных изделий со скоростью, сопоставимой с традиционной металлообработкой. Это рассматривается как «значительный шаг в развитии следующего поколения цифрового металлургического производства изделий с заданными механическими свойствами» — это мнение управляющего директора компании Jeff Lang.
Поскольку процесс построения изделия не связан с расплавлением металла, то устраняются проблемы, связанные с термическим окислением и температурным короблением в процессе изготовления. Поэтому нет необходимости иметь камеру с ваку-
умом или с инертным газом.
Технология TKF предназначена для работы со сплавами металлов на основе титана, никеля, меди, скандия, а также — нержавеющей сталью, карбидом вольфрама и другими.
Технология позволяет соединять между собой различные материалы, которые невозможно соединить традиционными способами. Это открывает широкие возможности для пользователей. Например, нанесение защитных покрытий из углеродных волокон; ремонт и восстановление изношенных деталей; нанесение антикоррозионных покрытий на ответственные поверхности изделий (трубопроводов, вентилей).
Производительность оборудования — до 45 кг/час, степень использования материалов — до 97%, а также имеется возможность создавать гетерогенные или гибридные структуры из разных материалов — все это делает технологию и оборудование востребованным во многих отраслях промышленного производства. Титановая рама велосипеда на 50% дешевле, на 34% прочнее, в 4 раза быстрее традиционной технологии изготовления из титановых труб (рис. 1).
В 2018 г Titomic запустила производство самого большого в мире металлического 3D-принтера с рабочей зоной объемом в 40,5 м3 и размерами зоны построения 9,0×3,0×1,5 м (рис. 2).

Рис. 1. Титановая рама велосипеда

<img alt="" height="147" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/Images/Public/statia_formnex2018_ris1_3d_9000_at_1_2019-300×147.jpg" width="300" />

Рис. 2. Принтер 3D 9000

Оборудование позволяет изготавливать также детали в виде тел вращения диаметром до 2 м и длиной до 5 м. При этом практически нет ограничений на форму деталей и их размеры в пределах рабочей зоны. Изделия могут строиться либо «с нуля», либо с использованием оправки.
Другой 3D-принтер TKF 1000 с размерами рабочей зоны 1,0×1,0×0,75 м, оснащенный роботом, предназначен для изготовления небольших серий изделий, а также для исследовательских работ.

Carbon3d, США

На большом стенде компания представила действующие 3D-принтеры, объединенные в линию с роботизированным участком выгрузки готовых изделий и их постобработки. Представлено семейство рабочих материалов для различных приложений. Наиболее впечатляет совместный проект компании с обувным гигантом Adidas [2], в рамках которого полностью меняется идеология изготовления обуви для спорта, фитнеса и повседневного использования. Вместо изготовления огромных партий обуви на азиатских фабриках компания объявила переход на кастомизацию обуви, то есть выпуск обуви для конкретного покупателя.
Программа рассчитана на годы вперед, и реальные шаги уже сделаны: 1000 пар обуви по новой технологии в 2017 г., 100 000 пар в 2018 г. и миллионы пар, начиная с 2019 г. (рис. 3).

Рис. 3. Печать подошвы по технологии Carbon

Optomec, США

Компания представила две свои технологии.

LENS — прямое лазерное нанесение порошков металлов и сплавов как для ремонта изношенных деталей, так и для выращивания новых изделий. Новая гибридная установка LENS 860 (рис. 4) позволяет не только наплавлять материалы, но и проводить финишную обработку как больших, так и среднего размера деталей, используя CNC-блок металлообработки. Герметичная камера размерами 860×600×610 мм, 3 кВт волоконный лазер для наплавки, поворотный стол (3, 4, 5 осей для металлообработки), шпиндель (до 10000 оборотов в минуту) дают возможность работать со сплавами титана, инконеля, нержавеющей стали.

Рис. 4. Гибридная установка LENS 860

<img alt="" height="283" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/Images/Public/statia_formnext2018_ris5_aj_5x_full-system-2_at_1_2019-300×283.jpg" width="300" />

Рис. 5. Система AJ_5x

Наиболее интересной является технология AerosolJet (рис. 5) — нанесение покрытий из проводящих материалов, диэлектриков на любые подложки. Материал в виде аэрозоля, предварительно подготовленный в специальном блоке-атомайзере, направляется в струе газа на подложку. При этом сфокусированная (на глубину до 5 мм) струя аэрозоля позволяет наносить материал на объемные поверхности. Толщина слоя может изменяться от 100 нанометров до десятков микрон мм, а ширина от 10 микрон до миллиметров. Технология предназначена для нанесения проводящих дорожек в электронике, для печати антенн на любой подложке со сложной геометрией, для печати датчиков и т. д. Можно использовать практически любые материалы, если их возможно перевести в состояние аэрозоля.
Оборудование, включающее несколько рабочих постов, позволяет автоматически печатать антенны разного назначения на мобильных устройствах с огромной скоростью (рис. 6).

Рис. 6. Печать антенн

Desktop metal, MIT, USA

Компания в 2015 г. предложила метод изготовления изделий из металлического порошка с использованием связующего с последующим спеканием в печи при температурах чуть ниже температуры плавления металла [3]. При этом связующее, которое позволяет напечатать объемное изделие при обычной температуре, затем выгорает в печи, а металлический порошок сплавляется в единое изделие. Метод позволяет изготавливать изделия любой формы с внутренними полостями, сочетая различные материалы (металлы, керамику) — рис. 7–9.

Рис. 7. Металлический коллектор

<img alt="" height="135" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/Images/Public/statia_formnext2018_ris8-1_studio_system_at_1_2019-300×135.jpg" width="300" />

Рис. 8. Принтеры ProductionSystem и Studio System
<img alt="" height="200" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/Images/Public/statia_formnext2018_ris9_studio_system_part_at_1_2019-300×200.jpg" width="300" />

Рис. 9. Отпечатанная деталь

Промышленная система для массового производства использует процесс SPJ — нанесения слоя материала толщиной в 50 микрон за один проход с помощью матрицы с 32 000 сопел, что обеспечивает построение со скоростью до 8200 см³/час. Это в 100 раз быстрее, чем дают 3D-системы с лазерным спеканием.
Недорогой порошок, который уже широко используется для порошковой металлургии, высокая производительность, несложная постобработка обеспечивают в итоге себестоимость изготовления единичного изделия, сопоставимую с традиционным производством, и до 20 раз дешевле современных 3D-систем для печати металлом.

Audi и e.GO Mobile AG

Проект Audi совместно с компанией e.GO Mobile AG по производству городского компактного четырехместного электрического седана e.GO Life с ценой в 15900 евро (значительно ниже электрических аналогов от VW e‑up!, KIA Soul EV, Nissan Leaf) — рис. 10.
При производстве авто широко использовались АМ-технологии: шасси из алюминиевых сплавов; крыша, двери, капот сделаны из цветного пластика вместо металла. Поэтому нет необходимости иметь дорогостоящее прессовое и покрасочное оборудование, как на традиционных автозаводах. На машине установлен привод компании Bosh с напряжением 48 вольт. Вес привода вместе с батареей 810 кг.

Рис. 10. Автомобиль e.GO-Life
В целом выставка подтверждает обозначенный несколько лет назад тренд на создание технологий и оборудования для прямого использования в промышленном производстве. Прототипирование как самостоятельный этап в производстве изделий перестало быть основным применением аддитивных технологий и сохраняется только как необходимый элемент в конструировании. При этом новые технологии, о которых идет речь в статье, полностью отвечают двум главным требованиям промышленности: высокое качество изделий, не уступающее традиционным технологиям, и высокая скорость изготовления изделий, как правило, значительно выше традиционных технологий. Все остальные преимущества (возможность создавать легкие структуры, готовые узлы вместо отдельных деталей, экономия материалов, времени и средств и т. д.) дополняют набор аргументов в пользу применения аддитивных технологий, где это возможно. ■

Литература
1. Видео: www.youtube.com/watch?v=jpG3rqiZOPo
2. Видео: https://clck.ru/EvsmF)
3. Видео: https://www.desktopmetal.com/products/production/

Н.М. Максимов, ООО «Ника-Рус»

журнал «Аддитивные технологии» № 1-2019

Источник

Тренды развития аддитивных технологий

От

-

28.01.2019

0

Команда экспертов iQB Technologies посетила международную выставку-конференцию технологий производства нового поколения Formnext, которая прошла во Франкфурте-на-Майне с 13 по 16 ноября 2018 года, и делится своими впечатлениями о самых интересных решениях, событиях и тенденциях развития 3D-технологий.

Formnext в этом году исполнилось всего лишь три года. Мало кто мог предположить в 2015‑м, что за столь короткое время она станет центром притяжения глобальной 3D-индустрии и шире — всемирным форумом инноваций. Рекорды Formnext—2018: площадь: 37231 кв. м (на 25% больше, чем в прошлом году), посетители: 26919 (+25%), экспоненты: 632 из 32 стран (+34%).
Технологиям 3D-печати было отдано примерно 90% выставочных площадей. Также демонстрировались разработки в области программного обеспечения, 3D-сканирования, постобработки, контроля качества, услуг и НИОКР. 51% участников — немецкие компании, далее следуют Китай и США, а на четвертом месте находится, что довольно неожиданно, Италия. Не первый год на Formnext можно увидеть и стенды российских производителей 3D-принтеров, 3D-сканеров и расходных материалов. В этом году в рамках выставки была организована зона стартапов, где свои решения демонстрировали пять компаний, прошедших конкурсный отбор. Очень насыщенной была программа конференций, часть которых проходила в открытой зоне непосредственно в выставочных залах в режиме нон-
стоп.

10 самых впечатляющих премьер

1. Технология LaserProFusion от EOS, основанная на спекании полимерных материалов диодными лазерными массивами с высочайшей скоростью.
2. Высокопроизводительная масштабируемая система печати металлами DMP Factory 350 от 3D Systems.
3. Система DMG Mori LASERTEC 12 SLM, способная печатать двумя металлическими порошками.
4. Creaform ACADEMIA — ручной 3D-сканер в комплекте с бесплатным ПО для образования.
5. Крупногабаритные FDM-машины BigRep Pro и BigRep Edge (компания BigRep).
6. Система Zortrax Apoller Smart Vapor Smoothing для сглаживания неровной поверхности моделей, напечатанных на 3D-принтере.
7. Самый большой в мире транспортируемый 3D-принтер, печатающий разнообразными переработанными пластиками (представлен бельгийским стартапом Colossus).
8. NXE400 — самый быстрый SLA-принтер от Nexa3D.
9. Portrait — первый 3D-принтер, выпущенный компанией Kodak.
10. xRize — новая система цветной печати по технологии FDM от бостонского стартапа Rize.

Там, где идеи обретают форму: наш выбор новинок

Компания 3D Systems показала в этом году целый ряд интересных новинок. ProJet 2500 IC — усовершенствованная версия воскового 3D-принтера ProJet 2500W. Ее главные преимущества — быстрое изготовление моделей из нового зеленого воска VisiJet M2 ICast
RealWax, сокращение производственного цикла и возможность эксплуатации в круглосуточном режиме. FabPro 1000 — настольный фотополимерный 3D-принтер промышленного класса — мощный, доступный и экономичный, в 3 раза производительнее существующих аналогов. Figure 4 Modular — масштабируемая производственная платформа 3D-печати на основе SLA-технологии с интегрированной, полностью автоматизированной постобработкой (скорость печати — до 100 мм в час). И наконец, несколько новых решений в серии аддитивных установок печати металлами: масштабируемая модульная система DMP Factory 500, обеспечивающая высокое качество печати цельных изделий габаритами до 500×500×500 мм, металлические 3D-принтеры DMP Flex 350 и DMP Factory.
SLM Solutions выпустила машину SLM 280 2.0 в новом корпусе и с новым дизайном интерфейса управляющей программы, а также разработала собственное ПО SLM Additive Designer. Здесь же, на стенде, демонстрировалась крышка головки цилиндра для автомобиля Bugatti, изготовленная на SLM 800. Повышенный интерес у гостей выставки вызвал уникальный проект, осуществленный SLM в сотрудничестве с компанией Divergent 3D: первое в мире шасси автомобиля, напечатанное на 3D-принтере.
Канадская компания Creaform показала инновационные решения в области 3D-сканирования и обновленное программное обеспечение. ACADEMIA — комп-лект для образовательных учреждений, включающий в себя портативный 3D-сканер и бесплатные программные модули для реверс-инжиниринга и контроля качества. HandySCAN 3D — ручной лазерный 3D-сканер нового поколения — самый быстрый в своем классе (до 480 тысяч измерений в секунду). MetraSCAN 3D — ручной оптический 3D-сканер для координатно-измерительных машин. Доступно решение с установкой сканера на робот-манипулятор, позволяющее контролировать несколько сотен изделий в день прямо на конвейере. MaxSHOT 3D — оптическая система измерения координат, дающая возможность увеличить точность и скорость 3D-сканирования.
Свои последние решения продемонстрировала южнокорейская компания Solutionix, специализирующаяся на производстве стационарных 3D-сканеров. D500/D700 — новая линейка устройств для сканирования малогабаритных объектов сложной геометрии с высокой точностью в полностью автоматическом режиме. C500 — еще одно полностью автоматизированное решение, предназначенное для 3D-сканирования объектов небольших и средних размеров. Этот сканер оборудован столом с тремя поворотными осями и 5‑мегапиксельными камерами.
Китайская компания ProtoFab, впервые принимающая участие в выставке, представила свой международный бестселлер — стереолитографический 3D-принтер SLA600 на базе Linux с камерой 600×600×400 мм, который способен выполнять широкий спектр задач прототипирования и промышленного дизайна с исключительно низкой стоимостью каждого изделия.

Мировые тренды в аддитивном производстве — 2018

1. Увеличение камер построения 3D-принтеров, количества и мощности лазеров отражает все более широкие возможности аддитивных технологий в серийном изготовлении и производстве конечных изделий.
2. 3D-печать металлами по-прежнему занимает ведущее место среди представляемых на Formnext технологий.
3. Практически не отстает от нее лазерная стереолитография. Особенно много новинок у китайских компаний (ZRapid, ProtoFab, Union Tech).
4. Неожиданностью стало малое количество решений по SLS-печати.
5. Изобилие расходных материалов для 3D-печати — металлов, пластиков, керамики, стекла, карбона и других. Отметим, что такие крупные производители материалов, как Mitsubishi Chemicals и Solvay, уже создали собствен-
ные отделы аддитивного производства.
6. На Formnext выросло число компаний, занимающихся проектированием и разработкой программного обеспечения.
7. Автомобильная промышленность — трендовая отрасль этого года. На многих стендах демонстрировались автомобили, мотоциклы и отдельные компоненты, напечатанные на 3D-принтерах, — прототипы и готовые изделия (диски, приборные панели, элементы внутренней отделки).
8. 3D-печать в реальных условиях производства требует постобработки изделий из металлов и других материалов. Выставка показала, что интеграция 3D-печати с традиционными производственными технологиями и смежными направлениями становится все более тесной. Мы увидели множество решений, связанных с подготовкой производства, постобработкой, обработкой поверхности, изготовлением инструментов и штампов.

Впечатляющие результаты Formnext—2018 — следствие динамичного роста самого рынка 3D. Представленные достижения определяют тренды индустрии и помогают игрокам рынка выстроить стратегии на будущий год. ■

Семен Сергеевич Попадюк, эксперт iQB Technologies

журнал «Аддитивные технолологии» № 1-2019

Источник

Аддитивные технологии шагнули в гидравлику

От

-

20.10.2018

0

Аддитивные технологии (АТ) — печать изделий на 3D-принтерах — новая интенсивно развивающаяся область техники. В настоящее время они преимущественно используются в аэрокосмической и авиационной промышленности, автомобилестроении (в том числе в гоночных автомобилях), судостроении, энергетическом и оборонном секторах, теплообменниках, устройствах безопасности, нефтегазовом комплексе. Возможность создания «невозможных» вещей делает их незаменимыми в медицине, ювелирной промышленности, искусстве, индустрии развлечений и многих других областях. Специалисты фирмы Aidro Hydraulics (Италия) поставили перед собой вопрос: «Может ли гидравлика получить преимущества от использования АТ?» и ответили на него: «Да, мы видим себя первооткрывателями применения АТ в секторе гидравлики, конечно, когда речь идёт о специальных случаях, а не о крупносерийном производстве». И это не пустые декларации — реальные изделия в металле были представлены в экспозиции фирмы на последней Hannover Messe, причём в настоящее время для гидравлики фирма считает наиболее приемлемой технологию Powder Bed Fusion (SLM Selective Laser Melting или DMLS Direct Metal Laser Sintering).
Разработчики отмечают следующие основные преимущества новой технологии:

персонализация товара;
возможность создания инновационных форм;
существенное (до 60 %) снижение массы изделий;
возможность использования различных материалов (алюминий, нержавеющая сталь, титан, Inconel, Maraging steel и множество других металлов, находящихся в настоящее время в разработке, а также высококачественные пластмассы);
быстрое создание опытных образцов;
широкие возможности моделирования благодаря сокращению сроков изготовления;
повышение технических характеристик гидрокомпонентов (снижение потерь давления, повышение герметичности);
внедрение инновационных подходов к проектированию и соответствующего программного обеспечения.

В качестве примера практической реализации АТ демонстрировался изготовленный из нержавеющей стали гидроблок (рис. 1) с ввёртной гидроаппаратурой для управления цилиндром одностороннего действия, содержащий гидрораспределитель с электроуправлением, предохранительный и обратный клапаны, а также дроссель регулирования скорости движения. Впечатляет дизайн гидроблока: вместо классического параллелепипеда с гнёздами для монтажа гидроаппаратов, механически обработанными каналами основных и соединительных технологических гидролиний с заглушками мы видим оптимальным образом размещённые и связанные каналами произвольной формы втулки для гидроаппаратов и внешних резьбовых присоединений; возможно подключение гидроблока также через нижнюю стыковую плоскость. Замкнулась историческая спираль совершенствования монтажных средств — начали с трубного соединения гидроаппаратов и закончили им же, но уже на принципиально новом уровне развития техники!
Фирма демонстрировала также ряд других изделий, изготовленных по АТ. Сообщается, что редукционный клапан с корпусом из нержавеющей стали (рис. 2) успешно внедрён в промышленности и работает при давлениях до 250 бар.

<img alt="" height="237" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_additiv_texnologii_v_gidravlike_ris1_at_4_2017-300×237.jpg" width="300" />
Рис. 1. Гидроблок, изготовленный с помощью АТ

Рис. 2. Редукционный клапан с корпусом, изготовленным по АТ

<img alt="" height="165" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_additiv_texnologii_v_gidravlike_ris3_at_4_2017-400×165.jpg" width="400" />

а) б)
Рис. 3. Золотник гидрораспределителя выполнен: а) по традиционой технологии, б) с помощью АТ

В золотнике гидрораспределителя с помощью АТ (показано на рис. 3б справа) удалось выполнить радиальные каналы прямоугольной формы и внутренний осевой канал без применения сварки, что способствовало значительному сокращению потерь давления.
Хорошо сознавая, что демонстрируемые изделия — это лишь первые шаги по пути внедрения АТ в гидравлику, фирма провела всесторонний технико-экономический сравнительный анализ традиционной технологии изготовления гидроблоков и АТ; результаты анализа приведены в таблице.

Сравнительный анализ технологий
Параметр	<img alt="" height="274" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_additiv_texnologii_v_gidravlike_ris4_at_4_2017-300×274.jpg" width="300" />
Материал	Сталь с цинковым покрытием	Нержавеющая сталь
Цена/качество	Хорошее в крупносерийном производстве	Хорошее в мелкосерийном производстве
Макетирование	Требуется минимальная партия	Возможны различные варианты одновременно
Время изготовления	Длительное: 1–2 месяца на станках с ЧПУ; 6–12 месяцев с использованием литья	Небольшое: 4–5 дней
Доводка точных поверхностей	Традиционные методы	Требуются инструменты для доводки резьб, канавок и точных поверхностей сопряжения
Сложность формы	Возможна только литьём	Любая без проблем
Подгонка	Возможна только для больших партий	Любая без проблем
Снижение веса	—	до 60 %
Проектирование	Традиционное с использованием многочисленных САПР	Требуются новые подходы и программное обеспечение

Предлагаемые фирмой революционные инновации ещё требуют решения множества серьёзных технологических проблем. По нашему мнению, одной из важнейших является проблема материалов. Несмотря на их рекламируемое многообразие, все образцы изготовлены из нержавеющей стали, которая в большинстве случаев может оказаться слишком дорогой для изготовления гидроблоков; кроме того, эта сталь имеет худшую обрабатываемость по сравнению с традиционно используемой углеродистой сталью. При изготовлении золотников требуется объёмная или поверхностная закалка до твёрдости ~HRC 60, что в традиционных технологиях достигается путём цементации и закалки рабочих поверхностей. Как эта проблема решается в АТ, непонятно.
Остаются пока малоисследованными чрезвычайно важные для гидравлики проблемы прочности и плотности (в смысле отсутствия внутренних пор) деталей, получаемых методом АТ. Указание факта работы клапана в производственных условиях при давлении до 250 бар интересно, но явно недостаточно. Во‑первых, для современных гидроприводов чаще всего применяются более высокие давления и, во‑вторых, требуются длительные ресурсные испытания. Среди недостатков существующей АТ остаётся необходимость доводки точных поверхностей с помощью металлорежущих инструментов. Учитывая, что АТ связана с использованием порошков, обостряется проблема качественной очистки внутренних каналов от загрязнений. С применением АТ полностью изменяется идеология многочисленных существующих САПР-гидроблоков и требуются принципиально новые подходы к проектированию.
Вызывают определённые сомнения и экономические аспекты. Поскольку стоимость 3D-принтеров достаточно высока и на них рекомендуется изготовление малых серий деталей, загрузка и окупаемость этого оборудования могут быть недостаточными в условиях обычных машиностроительных предприятий, а следовательно, эта технология будет рентабельной лишь в ограниченном круге фирм, специализирующихся на изготовлении гидроблоков по спецзаказам.
Конечно, у каждого принципиально нового решения находятся многочисленные критики, ведь критиковать всегда легче, чем быть первооткрывателем. Вспоминается старая институтская байка о том, что как-то в кабинет главного конструктора ЭНИМС академика В. И. Дикушина зашёл создатель электроискрового метода обработки металлов Б. Р. Лазаренко и заявил, что теперь никаких металлорежущих станков не будет, а будет лишь одна обработка электрическим током. Реакция академика последовала мгновенно — изобретатель был выгнан из кабинета! Разумеется, потом жизнь все рассудила и каждая из технологий заняла своё строго ограниченное место. Думается, что так же будет и с вопросом применения АТ в гидравлике. ■

Литература:

http://www.aidro.it/3d-metal.html

В.К. Свешников, к.т.н., ЭНИМС

Источник

Лазерная стереолитография: состояние и перспективы

От

-

16.10.2018

0

Развитие лазерной техники, компьютерных систем трехмерного моделирования, разработка специальных материалов и оборудования сделали возможным изготовление уникальной трехмерной компьютерной модели с любой геометрической формой методом добавления материала, без привычных этапов производства: заготовка, точение, сверление и т. п. механических (ручных либо машинных) операций. Развитие таких технологий в настоящее время позволяет реализовать процесс создания объекта из разных материалов (жидкого полимера, порошка металлов, пластика, бумаги) при помощи разных технологических процессов (отверждение светом фотополимера, тепловое склеивание полимерных нитей, лазерное спекание металлических порошков), обеспечивая требуемые параметры: необходимые размеры (от микрон до метров) и их точность, сложность геометрии, качество поверхности, скорость изготовления и функциональность. Конструктор, архитектор, дизайнер и производство получили возможность создания с помощью этих технологий непосредственно из цифровых трехмерных моделей физических деталей в уменьшенную или натуральную величину всего через несколько часов после передачи данных.

Сейчас эти технологии шагнули далеко вперед, найдя множество применений на производстве, приближаясь помимо изготовления прототипов и копий к созданию полноценных функциональных моделей. Поэтому в настоящий момент они получили общее название «аддитивное производство» (АП).

Процессы аддитивного производства состоят из нескольких основных шагов: обработка цифровой модели, разбиение на слои, генерация опорных элементов, послойное физическое воспроизведение этих сечений и комбинирование слоев. Слои поперечных сечений могут создаваться и комбинироваться одним из следующих методов:
• фотополимеризация лазером или другими источниками света;
• спекание твердых частиц лазерным или электронным лучом;
• связывание жидких или твердых частиц путем склеивания;
• резка и склейка листового материала;
• плавление и отверждение термопластов.

Впервые такая возможность была осуществлена на основе технологии лазерной стереолитографии: формирование объекта происходило путем его послойного наращивания из отверждаемого под действием лазерного излучения жидкого фотополимера.

В настоящее время разработаны несколько технологий АП на процессе фотополимеризации:
1. Лазерная стереолитография — Laser Stereolithography Apparatus (SLA), использующая технологию прямого лазерного рисования.
2. Отверждение фоточувствительных мономеров с помощью маски Solid Ground Curing (SGC) или цифровых световых проекторов Digital Light Processing (DLP).
3. Различные модификации трехмерных принтеров (3‑D Ink-Jet Printing), использующих технологии струйной печати Multi Jet Modeling (MJM) или PolyJet.
4. Лазерная наностереолитография, основанная на двухфотонном поглощении фемтосекундных лазерных импульсов.

Лазерная стереолитография

Лазерная стереолитография — исторически первая технология, с которой началось развитие методов аддитивного производства [1, 4]. Модель изготавливается из жидкой фотополимеризующейся композиции (ФПК), отверждаемой лазерным излучением. Схема установки лазерной стереолитографии приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема установки лазерной стереолитографии

Излучение лазера ультрафиолетового диапазона воспроизводит на поверхности жидкой фотополимеризующейся композиции внешний контур и внутреннюю штриховку соответствующих поперечных сечений модели. Коэффициент поглощения излучения достаточно велик, так что оно практически полностью поглощается в тонком (0,1–0,2 мм) слое ФПК. В облученной области образуется пленка твердого полимера. Управляется лазерный луч двухкоординатным сканатором. Данная технология использует метод прямого лазерного рисования. Переход от одного слоя к другому осуществляется путем погружения платформы, на которой выращивается деталь, в емкость с жидкой ФПК на глубину, равную толщине следующего слоя. Выравнивающее устройство обеспечивает равномерную толщину слоя по всей площади платформы. При полимеризации последующего слоя он приклеивается к предыдущему, что обеспечивает жесткость всего изделия. По завершении процесса модель отмывают от остатков исходного вещества, удаляют технологические подпорки. Затем изделие подвергается дополнительной полимеризации УФ-излучением в специальной камере. Исходными материалами для технологии лазерной стереолитографии являются жидкие ФПК на акрилатной или эпоксидной основе.

Масочные фотополимерные технологии

Близкий родственник лазерной стереолитографии масочный метод использует засветку слоя целиком с помощью формирования специальных шаблонов или применения цифрового зеркального проектора. Использование физических фотошаблонов (подобный подход применялся на установках типа SGC) делает процесс дорогостоящим, трудоемким и медленным. Поэтому метод DLP стал более популярным благодаря развитию технологии производства недорогих цифровых проекторов с высоким разрешением (рис. 2).

Рис. 2. Конструкция DLP-принтера

Ключевым элементом проекторов, созданных по технологии DLP, является матрица микроскопических зеркал из алюминиевого сплава, обладающего очень высоким коэффициентом отражения. Под действием электрического поля подложка с зеркалом принимает одно из двух положений, отличающихся точно на 20° благодаря ограничителям, расположенным на основании матрицы. Два этих положения соответствуют отражению поступающего светового потока соответственно в объектив для формирования изображения или в светопоглотитель, обеспечивающий минимальное отражение света. Формирование слоев производится с помощью ультрафиолетовой лампы и цифрового проектора, высвечивающего соответствующее геометрическое сечение модели на поверхности фотополимера целиком, что и отличает этот метод от SLA, где слой прорисовывается последовательно с помощью сканирующей системы и лазерного излучения. Одновременная засветка целого слоя с помощью проекторов позволяет значительно ускорить процесс печати по сравнению с SLA-принтерами. На сегодня стоимость DLP-принтеров является самой низкой среди аддитивных установок, использующих процесс фотополимеризации.

Фотополимерные технологии струйной печати

Еще в одном виде аддитивных технологий с использованием отверждения фотополимеров применяется технология струйной печати.
Построение моделей происходит путем напыления фотополимера с помощью линейных массивов, состоящих из множества сопел (рис. 3).

<img alt="" height="257" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_lazer_stereografia_ris3_rhythm_of_machinery_8-2018-300×257.jpg" width="300" />
Рис. 3. Схема фотополимерного принтера на основе струйной печати

Нанесенный слой немедленно засвечивается ультрафиолетовыми лампами. Как правило, два процесса происходят почти одновременно. К тому моменту, когда массив достигает конца рабочей камеры, ранее нанесенный материал достаточно отвержден для печати нового слоя. Такой подход позволяет добиться весьма высокой скорости печати, но отличается высокой сложностью конструкции, что сказывается на стоимости подобных установок. Технологии Multi Jet Modeling и PolyJet практически не отличимы друг от друга. Разница в названиях происходит из соответствующих патентов: технология MJM принадлежит компании 3D Systems, а PolyJet — конкурирующей компании Stratasys.
Одним из плюсов технологий MJM и PolyJet является возможность создания композитных конструкций из фотополимерных смол с различными физическими характеристиками. Таким образом, возможно создание моделей с использованием, например, гибких и твердых материалов одновременно в одной модели, что открывает новые возможности для аддитивных технологий.

Лазерная наностереолитография

Последние достижения в области формирования микрообъектов достигнуты в результате использования многофотонной полимеризации многоатомных молекул в интенсивных лазерных полях фемтосекундных лазеров. В работе [3] экспериментальное значение размера вокселя получено равным 20 нм.
Рассмотрим основные соотношения, позволяющие оценить влияние особенностей лазерного излучения на достижение высокой разрешающей способности лазерной наностереолитографии.
Предполагается, что точность позициирования лазерного излучения у системы доставки и фокусировки (системой линз) этого излучения достаточно высока, и распределение интенсивности I (x, y, z) лазерного излучения описывается следующей функцией Гаусса (для моды ТЕМ00q) с учетом поглощения в среде (схема движения луча, приведена на рис. 4)

<img alt="" height="300" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_lazer_stereografia_ris4_rhythm_of_machinery_8-2018-230×300.jpg" width="230" />
Рис. 4. Схема формирования трехмерного объекта внутри ФПК

<img alt="" height="44" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_lazer_stereografia_formula1_rhythm_of_machinery_8-2018-300×44.jpg" width="300" />, (1)

<img alt="" height="65" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_lazer_stereografia_formula2_rhythm_of_machinery_8-2018-150×65.jpg" width="150" /> , (2)

<img alt="" height="64" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_lazer_stereografia_formula3_rhythm_of_machinery_8-2018-150×64.jpg" width="150" /> , (3)

где P — мощность излучения, Θ — коэффициент поглощения, ω — ширина интенсивности излучения, λ — длина волны, ω₀ — радиус перетяжки каустики, NA — числовая апертура системы линз. Здесь источник излучения перемещается в направлении x со скоростью v. Излучение, падающее в направлении, противоположном координате z, фокусируется системой линз так, что только в фокусе (где выбрано начало координат), который находится внутри ФПК, происходит ее отверждение. Этот фокус находится на расстоянии d_z от поверхности ФПК.
Рассмотрим далее случай двухфотонной полимеризации ФПК в предположении, что поглощаемая часть мощности излучения (∆P) намного меньше P: ∆P << P. Для этого грубого подхода получено следующее выражение для концентрации радикалов R0 (y, z), созданных излучением в точках (y, z):
<img alt="" height="46" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_lazer_stereografia_formula4_rhythm_of_machinery_8-2018-300×46.jpg" width="300" />, (4)
где v — частота следования лазерных импульсов, Ei — энергия импульса, τi — длительность импульса, β4 — константа пропорциональности (в качестве источника излучения рассматривается импульсный лазер на титан-сапфире).
Кривая, отделяющая отверженную область ФПК от жидкости, описывается выражением
<img alt="" height="50" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_lazer_stereografia_formula5_rhythm_of_machinery_8-2018-200×50.jpg" width="200" /> , (5)
Где <img alt="" height="46" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_lazer_stereografia_formula5-2_rhythm_of_machinery_8-2018-250×46.jpg" width="250" />, и [Rc] — минимальная концентрация радикалов, необходимая для отверждения ФПК. Согласно (5), следующие выражения получаются для глубины cd и ширины lw отвержденной лазерным лучом области ФПК:
<img alt="" height="63" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_lazer_stereografia_formula6_rhythm_of_machinery_8-2018-150×63.jpg" width="150" /> . (6)

<img alt="" height="66" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_lazer_stereografia_formula7_rhythm_of_machinery_8-2018-200×66.jpg" width="200" /> . (7)

В качестве источника излучения для двухфотонной полимеризации часто выбирается лазер на титан- сапфире. На рис. 5 приведены результаты модельного расчета для полимеризации, инициируемой с применением этого лазера (длина волны λ = 780 нм, частота излучения v = 80 MГц и длительность импульса излучения τi = 100 фс) для разных энергий импульса. При расчете кривых, показанных на этом рисунке, предполагалось, что система линз, имеющих числовую апертуру NA = 1,4, фокусирует излучение внутри ФПК в точку, находящуюся на расстоянии dz = 0,5 мм от поверхности ФПК (рис 4.), а источник излучения двигается в направлении х со скоростью v = 1 мм•с^—1.

Рис. 5. Граница, отделяющая отверженную область ФПК от жидкой фазы, при разных значениях энергии излучения в импульсе при двухфотонной полимеризации. Рассчитаны для [R]c = 5•10—3 моль•л^—1, v = 10 см•c—1, NA = 1.4, λ = 780 нм, β4 =1,5•10^—22 м•с•моль•Дж^—2, v = 80 MГц, τi = 100 фс, Ei = 60 (1), 70 (2), 90 (3), 130 (4) и 200 пДж (5)

Таким образом, получено обоснование высоких значений пространственной разрешающей способности, достигнутых в настоящее время в экспериментальных работах. Исследования также показали важность реакции циклизации в ФПК, используемых в лазерной наностереолитографии. Эта реакция приводит к самоупаковке растущей цепи, которая с относительно малой длины становится наночастицей — вокселем.

Установки лазерной стереолитографии

В настоящее время технология лазерной стереолитографии позволяет решать как задачи оперативного изготовления пластиковых копий трехмерных компьютерных моделей с габаритным объемом до 1 м³ с точностью не хуже 0,1 мм, так и микрообъектов и микроструктур с разрешением порядка 0,1 мкм.
Коммерческое распространение SLA-систем началось в 1988 г. установкой SLA‑190 компании 3DSystems (США) [1]. В России работы по лазерной стереолитографии были начаты в 1994 году [3]. В результате в ИПЛИТ РАН была разработана отечественная версия технологии лазерной стереолитографии и созданы установки лазерной стереолитографии ЛС‑120, ЛС‑250 и ЛС‑350 (рис. 6) для оперативного изготовления трехмерных объектов (изделий) практически любой степени сложности из отверждаемых под действием лазерного излучения полимерных (в том числе композитных) материалов [4].

<img alt="" height="276" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_lazer_stereografia_ris6-3_rhythm_of_machinery_8-2018-200×276.jpg" width="200" /> <img alt="" height="266" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_lazer_stereografia_ris6-2_rhythm_of_machinery_8-2018-200×266.jpg" width="200" /> <img alt="" height="150" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/statia_lazer_stereografia_ris6-1_rhythm_of_machinery_8-2018-200×150.jpg" width="200" />

Рис. 6. Установки лазерной стереолитографии ИПЛИТ РАН: ЛС‑350, ЛС‑250 и ЛС‑120

Кроме того, в ИПЛИТ РАН за 20 лет успешной работы в области лазерной стереолитографии разработаны и освоены разнообразные применения пластиковых моделей.

Изготовление формообразующей оснастки для литья металлов по выжигаемым моделям

Оперативное изготовление формообразующей оснастки для разных видов литья является одним из наиболее широко используемых приложений лазерной стереолитографии. Для производства форм для литья методом газификации пластиковых моделей фирмой 3D Systems было специально разработано программное обеспечение с целью построения моделей с тонкими стенками и системой ребер жесткости по исходным компьютерным образам. Способ изготовления методом лазерной стереолитографии моделей для литья получил название QuickCast [1]. ИПЛИТ РАН совместно с МГТУ им. Баумана была выполнена работа по исследованию возможностей применения пластиковых моделей, созданных методом лазерной стереолитографии, для изготовления металлических отливок различными способами точного литья. Разработанная технология литья по выжигаемым моделям, изготовленным методом лазерной стереолитографии, обеспечивает получение отливок деталей, содержащих элементы, размеры которых меньше 1 мм. В 2005 году эта технология была успешно освоена в НПО «Сатурн» для изготовления облопаченных дисков по тонкооболочным пластиковым моделям из ФПК ИПЛИТ‑3.

Прямое использование пластиковых моделей в качестве формообразующей оснастки

Привлекательность прямого использования деталей, изготовленных методом лазерной стереолитографии, в качестве элементов штампов, пресс-форм и других функциональных узлов стимулирует непрерывный поиск новых фотополимеризующихся композиций для получения деталей с повышенной прочностью, износо- и термостойкостью, стойкостью к воздействиям внешней среды. ИПЛИТ РАН совместно с Ярцевским заводом двигателей и фирмой «Полис Систем» были выполнены работы по созданию оснастки для производства крышек автомобильного стартера. Изготовленные методом лазерной стереолитографии пластиковые детали использовались непосредственно в земляных литейных формах. По отзывам специалистов завода, пластиковые модели выдержали 1000 циклов формовки при температуре 100°С без видимых признаков износа. Применение лазерной стереолитографии позволило существенно сократить срок изготовления формообразующей оснастки и снизить их себестоимость в два раза.

Применение моделей, изготовленных с помощью лазерной стереолитографии, для аэродинамических исследований

За несколько лет плодотворного сотрудничества ИПЛИТ РАН с ФГУП «ЦАГИ» им. профессора Н. Е. Жуковского был разработан целый ряд перспективных применений лазерной стереолитографии для аэродинамических исследований [4]. В ряде случаев возможно прямое использование стереолитографических моделей для аэродинамических испытаний. Технология лазерной стереолитографии позволяет оперативно изготавливать пластиковую модель лопаточного колеса с высокой точностью соответствия компьютерной геометрической форме (рис. 7).

Рис. 7. Модель лопаточного колеса, изготовленная методом лазерной стереолитографии.

Эта модель может непосредственно использоваться в стендовых испытаниях и выдерживать скорость вращения до нескольких тысяч оборотов в минуту.
Кроме этого, SLА-модели используются при изучении поведения изделий в аэродинамических трубах; для визуализации газо- и гидродинамических потоков в макетах трубопроводов, систем охлаждения и т. п.

Применение моделей, изготовленных с помощью лазерной стереолитографии, для медицины

В ИПЛИТ РАН лазерная стереолитография для медицины была впервые применена в 1994 г. в рамках проведения судебно-медицинской экспертизы по идентификации найденных под Екатеринбургом останков царской семьи, которая проводилась Центром судебно-медицинской экспертизы Минздрава РФ. Впервые в России по данным компьютерного томографа методом лазерной стереолитографии была изготовлена пластиковая копия человеческого черепа с точностью, пригодной для проведения судебно-медицинской экспертизы [5].
Современная компьютерная томография позволяет быстро создавать высокоточные трехмерные компьютерные образы различных структур и органов человека, а стереолитография дает возможность изготовить вещественные копии этих виртуальных моделей — пластиковые биомодели. Изготовление медицинских имплантатов с помощью аддитивных технологий является ярким примером единичного производства, так как каждый имплантат делается для конкретного пациента. Только в отделении черепно-мозговой травмы НИИ нейрохирургии им. Н. Н. Бурденко с 2000 по 2018 гг. у несколько сотен пациентов с дефектами костей черепа проведены реконструктивные вмешательства с использованием компьютерного моделирования и лазерной стереолитографии.
В настоящее время в ИПЛИТ РАН ведется разработка специальных биорезорбируемых фотополимерных композиций, которые позволят напрямую изготавливать индивидуальные имплантаты и матриксы на основе данных томографии для решения широкого спектра задач реконструктивной хирургии и регенеративной медицины.

Выводы

Анализ современного состояния аддитивных технологий, основанных на процессе фотополимеризации, показывает, что они не только успешно развиваются, осваивая новые ценовые сегменты, но и разрабатываются новые перспективные материалы и оригинальные применения. Последняя международная выставка современных технологий продемонстрировала значительный рост предложения недорогих персональных 3D-принтеров на основе фотополимеризации. Также важно отметить, что достижения в области формирования микрообъектов возможны пока только с помощью наностереолитографии. ■

Благодарность
Работа выполнена при поддержке Федерального агентства научных организаций (соглашение № 007‑ГЗ/Ч3363/26).

Литература
1. Rapid prototyping & manufacturing: fundamentals of stereolithography. Еd. P. F. Jacobs. Dearborn MI: Society of Manufacturing Engineers. 1992, 434 p.
2. А. В. Евсеев, М. А. Марков. Фотоинициированная излучением XeCl-лазера полимеризация акриловых олигомеров. Квантовая электроника. 1994. Т. 21. № 5. С. 491–494.
3. Tan D., Li Y., Qi F., Yang H., Gong Q., Dong X., Duan X. // Appled Physics Letter. 2007. V. 90 (7). P. 071106
4. Евсеев А. В., Камаев С. В., Коцюба Е. В., Марков М. А., Никитин А. Н., Новиков М. М., Панченко В. Я. // Лазерные технологии быстрого прототипирования и прямой фабрикации трехмерных объектов. Из книги: Лазерные технологии обработки материалов: современные проблемы фундаментальных и прикладных разработок. Под ред. Панченко В. Я. М.: «ФИЗМАТЛИТ», 2009.C. 333–397.
5. Абрамов С. С., Болдырев Н. И., Евсеев А.В., Коцюба Е. В., Новиков М. М., Панченко В. Я., Семешин Н. М., Якунин В. П. // Судебно-медицинская экспертиза. 1998. № 41 (3). С. 13.

Автор: С. В. Камаев, М. А. Марков, А. Н. Никитин, М. М. Новиков
Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН — филиал федерального государственного учреждения «Федеральный научно-исследовательский центр „Кристаллография и фотоника“ Российской академии наук»

Источник

Комплексный подход к интеграции аддитивных технологий в производство

От

-

15.10.2018

0

Демонстрационные модели возможностей АТ и реальные детали, произведенные для российских предприятий

Переход от классического производства к качественно новым процессам с использованием аддитивных технологий может быть эффективно реализован только с помощью цифровизации, гарантированно обеспечивающей выбор наиболее эффективной концепции.

Проникновение цифровых технологий в промышленность трансформирует параметры каждого производства, что открывает новые горизонты развития для бизнеса в первую очередь. Наиболее короткий и менее затратный путь заключается в проведении технологического аудита производства на предмет внедрения аддитивных технологий, после чего можно получить первичное представление, в каком направлении формировать стратегию развития. Уже сейчас сформировались экспертные компетенции, достаточные для выполнения качественной оценки экономических преимуществ такой модернизации. В условиях многообразия практической реализации внедрения аддитивных технологий только такой подход может обеспечить минимальные риски.

Одной из наиболее значимых тенденций, формирующих облик индустрии, стало изменение спроса на промышленную продукцию. Если раньше большинство потребителей удовлетворялось стандартной продукцией из модельного ряда, то теперь нужен продукт, способный решить конкретную задачу потребителя. Конкуренция стимулирует большинство производителей изготавливать все больше вариантов продукции, требующих многочисленные изменения. То есть технологическая гибкость упрощает продажи. Остается только выстроить производственную систему, способную реализовать эти преимущества.

Другим не менее важным фактором, меняющим организацию производства, является глобальная структура потребления. Производители вынуждены быть встроены в международные производственные цепочки ввиду того, что локальные поставщики часто не способны обеспечить соответствующий технологический уровень и требуемые конкурентные преимущества создаваемому продукту. Производителям приходится не только поддерживать качество продукции на собственных предприятиях, но и контролировать обширный ряд партнеров‑поставщиков.

Коммуникации между производствами, находящимися в разных странах, должны обеспечить возможность гарантированного изготовления и эффективного мониторинга заказа. А это практически невозможно обеспечить без стыковки различных IT-систем, что может стать практически непреодолимой задачей.

Поэтому современная производственная система должна обеспечить объединение проектирования, технологии и производства: изготовление деталей, конструирование оснастки, мониторинг технологических процессов, включая моделирование и оптимизацию продукта.

И ее реализация невозможна без внедрения IT-системы, обеспечивающей следующие параметры:

Структурирование и мониторинг затрат с учетом возможных вариантов изменения продукта. Система должна обеспечить учет затрат на всех технологических переделах, включая вариативные операции на различных этапах производства.
Автоматизированный двухсторонний обмен данными об изменениях между разработчиками и производством, способный обеспечить разработчиков информацией о результатах изменений на всех стадиях производственного цикла.
Оптимизация ресурсов. Эффективная IT-система позволяет легко определить, какой из заводов либо поставщиков лучше подходит для размещения конкретного заказа, исходя из показателей его экономичности и квалификации персонала. Эти данные находятся в системе и выдаются в качестве рекомендаций при выборе предприятий, которые будут включены в определенную производственную цепочку.

Если говорить о России, то можно выделить две очень важные особенности. Первое — это довольно незначительная доля России в мировом производстве, и второе — это то, что традиционно российские предприятия главным образом выпускают мелкосерийную продукцию с большой добавленной стоимостью: авиация, космос, транспортное и атомное машиностроение. За исключением автомобильной промышленности, представленной международными производителями. Учитывая эти два факта, можно утверждать, что как раз в таких условиях имеется колоссальный потенциал развития аддитивных технологий с использованием передовых IT-систем.

Источник

Газовые решения для аддитивных технологий от компании «Эр Ликид»

От

-

15.10.2018

0

XXI век стал поистине веком ускоренного развития исследований, технологий и промышленности, когда время, затраченное, на разработку изделия, его опытное производство и внедрение, становится дорогим и очень значимым ресурсом для обеспечения конкурентоспособности производителя. Использование аддитивных технологий существенно ускоряет этот процесс и облегчает разработку и внедрение востребованных изделий. «Эр Ликид» предлагает современные и удобные газовые решения для компаний, работающих с аддитивными технологиями типа SLS, SLM, DLMD.

Решения «Эр Ликид»

«Эр Ликид» предлагает газы высокого качества как для атомизации при производстве порошков, так и для создания инертной атмосферы — аргон с чистотой до 99,999% и азот (99,999%).

	Количество принтеров	Преимущества	Азот	Аргон	Гелий
Моноблоки <img alt="" height="111" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/air_liquide_tab1_at_1_2017-100×111.jpg" width="100" />	1–2	большой запас газа: 16 баллонов, 50 л давление 200 или 300 бар	+	+	+
Модульная емкость <img alt="" height="108" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/air_liquide_tab2_at_1_2017-100×108.jpg" width="100" />	1–5	простота установки и использования, мобильность	+	+
Криогенная емкость <img alt="" height="119" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/air_liquide_tab3_at_1_2017-100×119.jpg" width="100" />	> 5	длительная автономная работа	+	+

Новые баллоны «Эр Ликид»

Новые баллоны «Эр Ликид» эргономичны и просты в эксплуатации, обеспечивают неизменное качество газа, а повышенный объем баллона — его увеличенное количество. Преимущества новых баллонов:
1 — увеличенный объем баллона (50 л) по сравнению с баллоном отечественного производства (40 л);
2 — повышенное давление газа в баллоне: до 200 кгс/см² вместо 150 кгс/см² баллонов отечественного производства;
3 — сниженный вес баллона благодаря применению высокопрочной стали;
4 — вентили SMARTOP^TM со встроенным клапаном обратного давления;
5 — прочные колпаки для защиты вентиля с удобной рукояткой для ручного перемещения баллона в рабочей зоне.

Несмотря на то, что баллон имеет больший объем, это почти не отразилось на его габаритах благодаря использованию специальной стали. В сборе он выше на высоту защитного колпака, а по весу легче стандартного отечественного баллона на 10 кг.
Сочетание большего объема и повышенного давления позволило уместить в баллоне в 1,7 раза большее количество газа. Это сокращает необходимый парк баллонов, экономит складские площади и транспортные расходы. Баллоны сертифицированы для российского рынка и соответствуют требованиям ГОСТ 949.

Интеллектуальные вентили SMARTOP^TM

Вентиль SMARTOP^TM — это запатентованная разработка «Эр Ликид», основная его задача — не допустить попадания внутрь атмосферного воздуха при работе с баллоном, обеспечить максимальное удобство и безопасность работы
Преимущества SMARTOP^TM:
1 — вместо привычного винтового механизма с маховиком запорный вентиль снабжен рычагом, который открывает и закрывает его движением вверх/вниз;
2 — защитный металлический колпак. Он эргономичен и позволяет удобно и безопасно перекатывать баллон в рабочей зоне, защищает вентиль от случайных повреждений;
3 — встроенный индикатор давления позволяет получать информацию о количестве газа в баллоне в любой момент времени, что облегчает приемку баллонов и позволяет оператору оценивать запас остатка газа;
4 — автоматический клапан остаточного давления RPV не допускает загрязнения баллона даже при случайном открывании вентиля;
5 — для обеспечения безопасности при случайном открытии вентиль снабжен дополнительным ограничителем потока газа;
6 — для подключения газовых редукторов предусмотрена типовая резьба G¾.

Моноблоки

Моноблоки «Эр Ликид» имеют 16 баллонов, каждый объемом 50 л. Баллоны соединены в единый сосуд и размещены внутри сварного каркаса с проушинами и основанием под вилочный погрузчик. Давление газа в моноблоке 200 кгс/см² для кислорода и до 300 кгс/см² для азота и аргона. Рабочий объем газа достигает 225 нм³ для азота, 245 нм³ для аргона и 169 нм³ для кислорода. Все моноблоки снабжены индикаторами давления газа и вентилями с клапанами RPV.

Услуги и дополнительное оборудование

Подразделения «Эр Ликид» проводят проектирование и монтаж трубопроводов, оборудования и систем газоснабжения:
 монтаж линий и подключение оборудования для промышленных и систем детектирования и контроля;
 проведение тестов и квалификаций (тесты на давление, утечку гелия, влажность и частицы);
 подготовку рабочей и исполнительной документации.

Для хранения заготовок, материалов и изделий, чувствительных к кислороду и влаге, мы предлагаем шкафы сухого хранения ALIX Dry P (соответствует стандарту IPC/JEDEC J‑STD‑033). Быстрая осушка позволяет достигнуть уровня относительной влажности 1% менее, чем за 5 мин.
Емкость шкафа 250 л. Возможна модульная сборка из нескольких шкафов.

Доставка

Доставка баллонов и моноблоков осуществляется собственным транспортом «Эр Ликид», оснащенным навесным вилочным погрузчиком. Всю работу по погрузке и разгрузке выполняют водители «Эр Ликид». Для безопасной транспортировки баллонов используются паллеты на 15 баллонов, оснащенные стяжными ремнями. ■
<img alt="" height="38" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/u147/logo_air_liquide_4c_new-200×38.jpg" width="200" />

ООО «AIR LIQUIDE»
Тел.: +7 (495) 641 28 98,
www.airliquide.ru

Источник

Обновление линейки FDM-принтеров Magnum Creative 2. Удобная и быстрая печать двумя экструдерами теперь доступна каждому!

От

-

14.10.2018

0

В серии 3D-принтеров Magnum Creative 2 появился новый принтер — Creative 2 SW. Эта модель приходит на смену Creative 2 PRO, значительно улучшая и упрощая процесс печати двумя соплами.

Неактивное сопло теперь приподнимается и запирается, предотвращая вытекание пластика и задевание за модель. В конструкции использована запатентованная технология смены сопла, которая гарантирует надежное запирание активного сопла с высокой точностью, что положительно сказывается на качестве печати. Время переключения сопел также уменьшено и занимает не более 0,5 секунды.

Для удобства использования 3D-принтера добавлена полуавтоматическая калибровка высоты и расстояния между соплами. Это значительно упрощает и экономит время настройки 3D-принтера.

Новая модель унаследовала легендарную надежность и простоту работы с принтерами Magnum. Обновленная программа управления и внутреннее программное обеспечение принтера улучшает скорость и качество печати по сравнению с моделью PRO.
3D-принтер Magnum Creative 2 SW поддерживает работу с приставками «Лазер» и «Паста», расширяя возможности для творчества.

Обновление затронуло не только головку принтера, но и другие компоненты принтера

Удобная и быстрая калибровка экструдера экономит время

Запатентованная технология переключения активного сопла с гарантированно высокой точностью

Характеристики Magnum Creative 2 SW

Размер области построения 245 мм×170 мм×170 мм
Минимальная высота слоя 0,05 мм
Точность позиционирования по осям 0,04 мм
Технология печати FDM
Тип пластика для печати 1,75мм ABS, PLA, PVA, HIPS, Нейлон-6 и другие

Познакомиться подробнее с 3D-принтерами Magnum можно на сайте www.magnum3d.ru, где вы найдете фото и видео печати, а также в шоу-руме компании или у официальных дилеров. ■

Веб-сайт: www.magnum3d.ru / Instagram: #magnum3d

8 (800) 555-98-38, +7 (495) 925-88-38
E-mail: order@magnum3d.ru

Источник

ПОЛЕМА запускает первое в России производство сферичных порошков для 3D-печати и покрытий в промышленных масштабах

От

-

13.10.2018

0

Завод порошковой металлургии АО «ПОЛЕМА» (г. Тула, входит в «Промышленно-металлургический холдинг») ввел в эксплуатацию новейшее оборудование для производства металлических порошков для наплавки, напыления и аддитивных технологий.

Оборудование приобретено в рамках проекта, реализуемого при поддержке Фонда развития промышленности. Инвестиции в проект составили более 450 млн рублей. В состав парка оборудования входят колонна распыления с вакуумной камерой, классификаторы, установка сфероидизации. Завод значительно расширил свои возможности по производству новых марок порошковых композиций, соответствующих мировым стандартам качества: сферичная форма частиц, узкий гранулометрический состав, высокая чистота материала.

Колонна распыления с вакуумной камерой позволяет выпускать порошки сферичной формы с повышенной насыпной плотностью и высокими показателями текучести. Кроме того, процесс плавки в вакуумной камере снижает содержание газовых примесей в порошках.

Ситовая и воздушная классификации позволяют увеличить производительность по рассеву целевых фракций в 5 раз относительно ранее применяемого оборудования и выделять узкие фракции материала с шагом до 1 мкм.

Промышленная установка сфероидизации является уникальным для России оборудованием. Процесс сфероидизации в индукционно связанной плазме обеспечивает значительное снижение примесей кислорода, а также удаление пыли и сателлитов из порошка. Первые промышленные партии порошков молибдена и вольфрама с показателем сферичности более 96% и повышенной насыпной плотностью могут применяться как для нанесения покрытий, так и для 3D-печати. Ранее сферичные 3D-порошки тугоплавких металлов производили только 1–2 компании в мире, а аналогичных установок в мире всего лишь семь.
Благодаря высокой сферичности металлического порошка обеспечивается стабильность параметров: постоянство по текучести делает возможной равномерную подачу порошка при нанесении покрытий, что позволит избежать или сократить необходимость дополнительной механической обработки поверхности; при 3D печати SLM- и SLS-способами (послойная печать) сферичная форма частиц обеспечивает постоянство параметров получаемых в процессе изделий.
ПОЛЕМА стала первым предприятием в России, выпускающим порошки с высокой чистотой и сферичностью, в том числе порошки тугоплавких металлов. Предприятие способно выпускать порошки сферичной формы на Fe, Ni, Co, Mo, W‑основах.
Порошки сферичной формы на молибденовой основе находят широкое применение в производстве защитных покрытий, особенно в узлах трения. Они увеличивают износостойкость нагруженных деталей. Вольфрамовые порошки сферичной формы применяются в медицине (например, в рентгеновской технике), горнодобывающей промышленности, в машиностроении. Сферичные порошки на кобальтовой основе широко используют в авиакосмической отрасли, для печати эндопротезов и зубных протезов, а также в качестве аналога карбида вольфрама как защитные покрытия.
Сфера применения никелевых и железных основ — 3D-печать различных деталей для машиностроения, медицины, защитных и износостойких покрытий инструментов.
В ближайшие 5–10 лет ожидается значительный рост потребности в сферичных порошках для аддитивных технологий на отечественном рынке. Пока рынок покрытий в России в десятки раз шире, чем рынок порошков для 3D-печати. Только порошков на Ni-основе требуется более 280 тонн, причем почти 40% от этого объема приходится на импортные поставки.
Новое оборудование позволит ПОЛЕМЕ полностью вытеснить импорт из данной сферы и удовлетворить потребности российских производителей в качественных порошках для 3D-печати и покрытий.

Результаты плазменной сфероидизации тугоплавких материалов опытной партии:
Молибден до сфероидизации Молибден после сфероидизации

Вольфрам до сфероидизации Вольфрам после сфероидизации

*Процесс сфероидизации выглядит следующим образом: в горящей струе плазмы при t порядка 9000 К происходит оплавление поверхности частиц неправильной формы. В дальнейшем посредством сил поверхностного натяжения образуются частицы сферичной формы, которые под действием силы тяжести и газового потока направляются в порошкосборники.

Источник

В ногу со временем или работа на опережение?

От

-

12.10.2018

0

Долгие десятилетия Sandvik Group была известна миру режущим инструментом и горношахтной техникой. Наступление эры аддитивных технологий не застало компанию врасплох. И в этой области ей есть что предложить рынку. На вопросы обозревателя журнала «Аддитивные технологии» ответил Сергей Шпак, директор по продажам «Россия Восток Sandvik Coromant».

В чем суть решений, которые вы предлагаете для аддитивного производства?

Компания Sandvik Additive Manufacturing обслуживает всю группу компаний Sandvik Group и способна предложить комплексное решение — от идеи до готового продукта, в то время как многие другие компании только начинают осознавать перспективность аддитивного производства.

Как компания пришла к новому направлению?

Для Sandvik Group с ее знаниями и опытом в металлургии и универсальной компетентностью в металлических порошках аддитивное производство стало естественным путем развития.
Без порошка соответствующего качества аддитивное производство не могло бы работать. Качество и свойства порошка оказывают сильное влияние на свойства изделия. В данном случае учитываются три важнейших аспекта: выбор сырья, размер частиц и их морфология. Сегодня в процессах аддитивного производства используется пять больших групп сплавов: стальные, кобальтохромовые, никелевые, алюминиевые и титановые. В зависимости от производственного метода и спецификации расплав трансформируется в частицы нужного размера и морфологии в процессе газового распыления.
Кроме того, в последние годы мы вложили большие средства в НИОКР по различным технологиям аддитивного производства, и сегодня мы производим изделия промышленного назначения на глобальном уровне.

Велика ли конкуренция в этом сегменте и чем ваши решения отличаются от того, что есть на рынке?

Рынок аддитивного производства металлических изделий еще очень молод, но привлекателен и быстро растет. В 2015 году аддитивное производство металлических изделий только начинало свой путь от НИОКР и изготовления прототипов к производственному инструменту. В 2017 году движение к полноценной производственной технологии ускорилось, например, в области аэрокосмической, медицинской промышленности и инструментальной обработки. И сегодня на глобальном уровне у нашей компании нет равных конкурентов в этой сфере. Sandvik Group обладает компетенцией для того, чтобы предлагать рынку комплексное решение. Это происходит в том числе благодаря бизнес-направлению Sandvik Materials Technology, которое является крупнейшим в мире поставщиком металлического порошка, используемого в аддитивном производстве. Пока многие другие компании не имеют достаточно компетенций, которые смогут охватить весь процесс аддитивного производства: от производства и разработки металлического порошка до дизайна АП, выбора процесса АП и высококвалифицированной экспертизы в области технологий последующей обработки, таких как машинная обработка или спекание.

Насколько высок спрос на эту продукцию вашей компании?

Возможности Sandvik Group как в аддитивном производстве, так и в традиционном, субтрактивном производстве посредством станков с ЧПУ одинаково обширны благодаря такому бизнес-направлению, как Sandvik Coromant. Аддитивное производство — это фантастическое решение для многих областей, но для других более рентабельным остается субтрактивное производство. Поэтому обязательным этапом работы является обсуждение производственного метода с клиентом. У специалистов разных областей неоднозначный взгляд на такой метод изготовления изделий, но благодаря компетенции в обоих методах наши клиенты получают независимые и объективные рекомендации. Пока аддитивное производство остается предпочтительным выбором при изготовлении изделий со сложной пространственной структурой.

Каковы основные преимущества аддитивного производства перед субтрактивным?

Аддитивные технологии предпочтительнее там, где требуется снизить массу изделий. Уменьшение массы — неизменная ключевая потребность аэрокосмической индустрии, вызываемая как затратами на топливо, так и объемом выброса двуокиси углерода. Та же проблема актуальна для автомобильной отрасли, в том числе для коммерческого транспорта.
Наряду со снижением расхода топлива и экологичностью аддитивное производство имеет целый ряд других преимуществ. Так, оно значительно сокращает количество стадий изготовления, расходуется меньше материала. Все это происходит как благодаря дизайну, который требует меньшего расхода материала, так и процессу производства. По мере совершенствования технологий возможности аддитивного производства растут. В свою очередь, мы непрерывно корректируем и дорабатываем ассортимент продукции, чтобы дать возможность нашим клиентам создавать продукцию с более высокой добавленной стоимостью.

Вчера, сегодня и завтра аддитивных технологий в России?

Аддитивные технологии пришли и в Россию. Из дизайнерского хобби они перерастают в индустрию. Например, аддитивные технологии весьма привлекательны для производства лопаток турбин самолета, поскольку позволяют снизить массу и увеличить теплопроводность. Аддитивные технологии позволяют получить изделие, которое невозможно получить никаким другим способом, что открывает новые возможности в проектировании. Однако говорить о быстром распространении данной технологии преждевременно, так как сам метод производства изделия гораздо дороже и требования, предъявляемые, например, в авиационной промышленности достаточно консервативны. Укоренение технологии требует масштабных исследований и испытаний. С точки зрения инструментальной компании, обрабатываемость изделия, полученного с помощью аддитивных технологий, хуже, и еще предстоит провести много работы и найти подходящие для этого решения. Так что традиционные металлорежущие станки еще нам послужат. ■

Автор: Зинаида Сацкая

Источник

Инновационные решения студии «Game&Reality Studio» в кино и Cosplay

От

-

12.10.2018

0

Ни для кого не секрет, что с помощью 3D-принтера и навыков моделирования в наше время можно создать любую вещь.

Современные мировые компании изготавливают полноценные функциональные детали из пластиков, полимеров и других материалов для использования в промышленности и строительстве.

Студия «Game&Reality Studio» акцентировала своё внимание на продукции для Cosplay-фестивалей. Безусловно, мы делаем и технические детали для заводов, и прототипы корпусов, и масштабные проекты для реализации сувенирной продукции в сфере игр, ресторанов и брендовых изделий по индивидуальным заказам.

Наша студия занимается макетированием и моделированием сложных архитектурных форм, функциональных и дизайнерских вещей.

Направление Cosplay, на наш взгляд, самое интересное. Эта современная субкультура даёт возможность создавать уникальные вещи, которые только можно вообразить. К примеру, режиссёр задумал выпустить сериал или фильм, ему нужны костюмы, реквизит и множество других эксклюзивных, необычных элементов для съёмок фильма. Создавать реквизит вручную очень дорого в силу того, что мастер затрачивает много времени и сил на создание даже маленького объекта, не говоря уже о том, сколько он затратит времени на костюм или оружие для фантастического мира этой картины в целом. Мы помогаем значительно упростить процесс и сократить трудозатраты, при этом качество не только не пострадает, а будет значительно лучше (рис. 1). В европейских кинокомпаниях существуют огромные склады, на которых хранятся тысячи уникальных предметов, созданных сотнями мастеров, которые долгие годы создавали эти реквизиты. В современном мире зарубежные компании все чаще обращаются к технологии 3D-печати с целью снижения трудозатрат и повышения качества продукции.

Рис. 1. Модели: Van Helsing, Elias Ainsworth, Aquaman. Материалы: пластик, 3D-печать FDM (шлем, оружие доспех), металл, литье с мастер-модели, 3D-печать DLP (пряжки, пуговицы)

Значительную роль в создании костюмов играет 3D-сканирование. 3D-сканер помогает снять полноценные размеры с модели или человека. Точность при сканировании составляет 0,2 мм. Конечным результатом этого процесса является 3D-модель, которую можно отправлять в печать. Модель 3D-сканирования имеет преимущество перед моделированием вручную в сверхточности. Широкое применение такие модели имеют не только в театрах и кино, но и в индустрии моды. Сканированная модель имеет точные мерки, по которым можно шить костюмы, не снимая дополнительных размеров. 3D-сканером можно работать и с неодушевлёнными предметами, например, для создания миниатюрной модели личного катера или тюнинга своей машины, которые впоследствии можно напечатать на 3D-принтере различными материалами, включая цветной гипсополимер (рис. 2).

Рис. 2.

Наша студия «Game&Reality Studio» оптимизировала процесс создания таких предметов с помощью аддитивных технологий и технологий, сопряжённых с аддитивными. К примеру, задачи по созданию не пластиковых, а металлических изделий. Таким образом, с помощью 3D-принтера можно не ограничиваться изготовлением пластиковых изделий, но и продолжить процесс с использованием дополнительных материалов и технологий и прийти к изделиям из различных металлов от олова до золота (рис. 3).

Рис. 3. Модель: Daenerys Targaryen chains + Brooch. Материал: латунь, гальваника

Осуществляется такой процесс в несколько стадий:
— моделирование предмета в определённой 3D-программе;
— печать на 3D-принтере;
— снятие формы с готовой модели;
— восковка;
— отливка финального изделия из выбранного материала.
Некоторые стадии создания модели могут быть заменены для упрощения процесса и сокращения скорости изготовления. В этом нам снова поможет 3D-принтер. Например, можно заменить этап восковки модели на печать её технологией DLP или аналогичными. Это существенно сократит трудозатраты на проект и конечную стоимость. Этап выполнения восковки занимает от 7 до 15 календарных дней для отливки только одной детали. Наши испытания показали, что вместо восковки можно использовать детали, напечатанные из смол определённых производителей.
С помощью 3D-принтера и правильно созданной 3D-модели можно сделать мастер-деталь всего за несколько часов, и, возможно, даже не одну — в зависимости от размера, скорости и количества деталей, расположенных на столе принтера.
Эластичные материалы помогают в создании доспехов и подкладок. К сожалению, далеко не все дизайнеры, которые моделируют супергероев или концепцию костюма, задумываются о том, как косплеер будет ходить, бегать и прыгать в этом костюме, не говоря уже о драках и боях на мечах. Один из таких сложных концептов костюма мы разрабатывали для нашего клиента (рис. 4).

Рис. 4.
Очевидно, что человек в таком костюме двигаться просто не сможет. Решением было разобрать модель на слои и некоторые из элементов выполнить из эластичных материалов типа FLEX.
В заключение хочется отметить, что аддитивные технологии имеют большой потенциал, их смело можно назвать технологиями будущего. 3D-печать, в свою очередь, с каждым днём все больше и продуктивнее внедряется в нашу современную жизнь, упрощает работу и сокращает затраты. ■

Автор: Евгений Минкевич, руководитель группы Game&Reality Studio

Источник

Titomic, Австралия

Carbon3d, США

Optomec, США

Desktop metal, MIT, USA

Audi и e.GO Mobile AG

10 самых впечатляющих премьер

Мировые тренды в аддитивном производстве — 2018

Лазерная стереолитография

Масочные фотополимерные технологии

Фотополимерные технологии струйной печати

Лазерная наностереолитография

Установки лазерной стереолитографии

Изготовление формообразующей оснастки для литья металлов по выжигаемым моделям

Прямое использование пластиковых моделей в качестве формообразующей оснастки

Применение моделей, изготовленных с помощью лазерной стереолитографии, для аэродинамических исследований

Применение моделей, изготовленных с помощью лазерной стереолитографии, для медицины

Выводы

Решения «Эр Ликид»

Новые баллоны «Эр Ликид»

Интеллектуальные вентили SMARTOPTM

Моноблоки

Услуги и дополнительное оборудование

Доставка

Популярные Новости

Популярные блоги

Популярные категории

О нас

Подписывайтесь

Интеллектуальные вентили SMARTOP^TM