Toevoeging Tegnologie: beskrywing, definisie, en aansoek beskik oor graderings. Toevoeging tegnologie in die bedryf

3D-druk tegnologie is ingestel in 1986, toe die maatskappy 3D Systems die eerste spesiale drukker ontwikkel - stereolithography masjien, wat wyd gebruik word in die verdediging bedryf. Die eerste masjiene was baie duur en die keuse van materiaal vir die skepping van modelle was beperk. Die snelle ontwikkeling van drie-dimensionele druk begin met die ontwikkeling van ontwerp tegnologie (CAD), berekeninge en simulasie (CAE) en draaiwerk (CAM). En vandag is dit moeilik om 'n gebied van produksie, wat nie 3D-drukkers sou gebruik vind :. Gebruik dit om dele van die vliegtuig, ruimtetuig, duikbote, gereedskap, prosteses en inplantings, juweliersware, ens produseer Die vooruitsig is voor die hand liggend - toevoeging tegnologie in die nabye toekoms sal 'n prioriteit wees van meganiese ingenieurswese tegnologie .

Die voorste lande van die wêreld is aktief betrokke in die 3D-wedrenne. Byvoorbeeld, in 2012 in Yangstoune, Ohio, het die Nasionale Innovasie Instituut toevoeging vervaardiging NAMII - die eerste sentrum van toevoeging tegnologie van vyftien wat in die Verenigde State. Masjien park Instituut het reeds 10 van toevoeging masjiene, waarvan drie van die mees gevorderde masjiene om metaal dele te skep.

Terminologie en klassifikasie

Die essensie van toevoeging tegnologie is om materiaal te data voorwerpe van 3D-model laag te skep deur laag te kombineer. Dit is anders as konvensionele subtraktiewe vervaardiging tegnieke impliseer bewerking - die verwydering van materiaal uit die werkstuk.

Toevoeging tegnologie geklassifiseer:

• deur die materiaal wat gebruik word (vloeistof, deeltjies, polimeriese, metaal poeier);
• deur die teenwoordigheid van die laser;
• deur die metode van die vaspen van die laag konstruksie (termiese effek, bestraling met ultraviolet of sigbare lig, die band samestelling);
• deur die metode van die vorming van die laag.

Daar is twee maniere om die vorming van 'n laag. Die eerste is dat die eerste platform op die poeier materiaal uitgestort, dit is Gepartitioneerd of roller mes om 'n nog laag van verlangde dikte van die materiaal te skep. Dit kom selektiewe laser poeier verwerking of ander metode van poeierdeeltjies van saamgestelde (smelt of gom) volgens die huidige artikel van CAD-modelle. Konstruksie Vliegtuig is onveranderd, en 'n paar van die poeier bly ongeskonde. Hierdie proses staan bekend selektiewe sintese asook selektiewe laser sintering, as 'n mengsel van die instrument is 'n laser. Die tweede metode bestaan in die direkte afsetting van die materiaal in die sommering punt energie.

Organisasie ASTM, wat die industrie standaarde ontwikkel, verdeel die 3D-toevoeging tegnologie in 7 kategorieë.

1. Extruding materiaal. In die bou van punt van voorverhitte extruder gevoed die pasta materiaal, 'n mengsel van binder en metaal poeier. Gebou ru-model word in 'n oond tot die band en sintermeertjes poeier verwyder - op dieselfde manier as dit gebeur in die tradisionele tegnologie. Hierdie toevoeging tegnologie geïmplementeer onder die handelsmerke MJS (Multi Jet Stolling, multi jet stolling), FDM (Fused Afsetting Modeling, simulasie deur layerwise smelt), FFF (Fused Filament Fabrication, produksie metode vermenging filamente).
2. Bespuiting materiaal. Byvoorbeeld, in Polyjet was of photopolymer tegnologie vir multi-jet kop is van toepassing op 'n punt konstruksie. Hierdie toevoeging tegnologie word ook genoem Multi jetting materiaal.
3. Besprenkeling band. Dit sluit in jet ink-jet-inspuiting tegnologie in die konstruksie van die sone nie 'n model materiaal, 'n band agent (toevoeging vervaardiging tegnologie ExOne).
4. Verbinding van vel materiaal. Boumateriaal is 'n polimeer film, metaal foelie, papier en ander. Dit word gebruik, byvoorbeeld, in ultrasoniese tegnologie toevoeging Fabrisonic. Dun metaalplate word aanmekaar gesweis deur ultraklank, waarna oortollige metaal verwyder deur maal. Toevoeging tegnologie gebruik word in samewerking met subtraktiewe.
5. Photopolymerization bad. Die tegnologie maak gebruik van 'n vloeistof modellering materiaal - photopolymer hars. 'N Voorbeeld is die SLA-tegnologie maatskappy 3D Systems en DLP-tegnologie Envisiontec maatskappy, Digitale Light Optog.
6. Smelt van materiaal in 'n pre-gevorm laag. Gebruik in die SLS-tegnologie, met behulp van 'n bron van energie laser of termiese kop (SHS maatskappy Blueprinter).
7. Direkte energie opsomming na die plek van die konstruksie. Materiaal en energie gevoer om sy smeltpunt in die konstruksie gelyktydig. Die liggaam word gebruik as 'n werkende kop, toegerus met 'n stelsel vir die verskaffing van energie en materiaal. Energie kom in die vorm van 'n gekonsentreerde straal elektrone (Sciaky) of laserstraal (POM, Optomec,). Soms is die hoof is gemonteer op die "hand" van die robot.

Hierdie klassifikasie is baie meer praat oor die verwikkeldheid van toevoeging tegnologie as die voriges.

Velde van toepassing

toevoeging tegnologie mark in die dinamika van ontwikkeling voor ander nywerhede. Sy gemiddelde jaarlikse groei geskat op 27%, volgens NOK maatskappy beraam dat teen 2019 sal beloop 26700000000 dollars in vergelyking tot 11 miljard in 2015

Maar die OP mark is nog nie die onontginde potensiaal in die produksie van verbruikersgoedere te openbaar. Tot 10% van die maatskappye van die waarde van produksie van goedere verbruik in sy prototipe. En baie maatskappye het reeds hierdie marksegment geneem. Maar die oorblywende 90% gaan in produksie, so skep aansoeke vir 'n vinnige vervaardiging van produkte sal die belangrikste rigting van die ontwikkeling van die bedryf in die toekoms wees.

In 2014, die verhouding van 'n vinnige prototipering tegnologie in die mark van toevoeging alhoewel afgeneem, dit bly die hoogste - 35%, die deel van die produksie het vinnig gegroei en bereik 'n aandeel van 31% in die skepping van gereedskap gebly het op 25%, die res word volgens navorsing en opvoeding.

Deur ekonomiese sektore, die OP-tegnologie aansoeke versprei soos volg:

• 21% - produkte en elektronika verbruiker;
• 20% - motor;
• 15% - medisyne, insluitende tandheelkunde;
• 12% - lug-en Ruimte industrie;
• 11% - produksie van die middele van produksie;
• 8% - militêre toerusting;
• 8% - vorming;
• 3% - konstruksie.

Amateurs en professionele

BY-tegnologie mark is verdeel in amateur en professionele. Amateur mark sluit 3D-drukkers en hul onderhoud, wat diens, verbruiksgoedere, sagteware sluit, en is ontwerp vir individuele entoesiaste, onderwys en visualisering van idees en kommunikasie by die aanvanklike stadium van ontwikkeling van nuwe besigheid te fasiliteer.

Professionele 3D-drukkers is duur en is geskik vir 'n lang voortplanting. Hulle het 'n groot gebied van konstruksie, prestasie, akkuraatheid, betroubaarheid, uitgebreide reeks model materiaal. Hierdie masjiene is baie meer ingewikkeld en vereis die ontwikkeling van spesiale vaardighede om te werk met die toestelle self, met model materiaal en programmatuur. Tipies, die operateur van die masjien word 'n professionele deskundige op toevoeging tegnologie met 'n hoër tegniese onderwys.

Toevoeging Tegnologie in 2015

Volgens die verslag Wohlers Verslag 2015, 1988 en 2014 79 602 bedryf van 3D-drukkers het wêreldwyd geïnstalleer. . Terselfdertyd 38,1% van die toestelle kos meer as 5000 Amerikaanse dollars is uit die VSA, 9,3% - vir Japan, 9.2% - tot China, en 8,7% - na Duitsland. Res van die wêreld is ver voor die leiers. Vanaf 2007 tot 2014 jaarlikse volume van verkope van die lessenaar drukkers toegeneem 66-139 584 eenhede. In 2014, 91,6% van verkope verantwoordelik vir die lessenaar 3D-drukkers, en 8.4% - vir industriële toepassings van toevoeging vervaardiging, die wins waaruit egter verantwoordelik vir 86,6% van die totale, of 1120000000 Amerikaanse dollars absolute terme. Lessenaar masjiene tevrede 173200000 Amerikaanse dollar en 13,4%. In 2016, is die verkope sal na verwagting groei tot $ 7,3 miljard, in 2018-12700000000, in 2020 die mark sal bereik $ 21200000000.

Volgens Wohlers, FDM-tegnologie heers, gemiddeld ongeveer 300 handelsmerke wêreldwyd, elke dag die toevoeging van nuwe veranderinge. Sommige van hulle is net plaaslik verkoop, so dit is baie moeilik, indien nie onmoontlik nie, om inligting oor die aantal vervaardig handelsmerke van 3D-drukkers vind. Met vertroue kan ons sê dat hulle getal op die mark verhoog met elke dag wat verbygaan. Daar is 'n groot verskeidenheid in grootte en die tegnologie wat gebruik word. Byvoorbeeld, die Berlynse maatskappy produseer 'n groot BigRep FDM-drukker genaamd BigRep ONE.2 teen 'n prys van 36.000. Euro, in staat om van die druk voorwerpe tot 900 x 1055 x 1100 mm met 'n resolusie van 100-1000 mikron, met twee extruders en die vermoë om verskillende materiale gebruik.

Bedryf - vir

Die lugvaartbedryf is swaar belê in die produksie van die toevoeging. Die gebruik van toevoeging tegnologie sal die verbruik van materiaal bestee aan die vervaardiging van onderdele met 10 keer verminder. Daar word verwag dat GA Aviation Company jaarliks sal publiseer 40000. Inspuiters. En Airbus teen 2018 die maatskappy is van plan om tot 30 ton van dele per maand te druk. Die maatskappy neem kennis van die beduidende vordering in die eienskappe van vervaardigde dele in so 'n wyse as in vergelyking met die tradisionele. Dit blyk dat die bracket, wat ontwerp is vir 2.3 ton vrag, in werklikheid, kan baie kan weerstaan tot 14 ton, terwyl die vermindering van sy gewig by die helfte. Daarbenewens het die maatskappy publiseer besonderhede van aluminium plaat en brandstof verbindings. Die Airbus vliegtuig het 60 duisend. Stukke, gedruk die 3D-drukker Stratasys Fortus Company. Ander maatskappye lugvaartnywerheid is ook met behulp van toevoeging vervaardiging tegnologie. Onder hulle is: Bell Helicopter, BAE Systems, Bombardier, Boeing, Embraer, Honeywell Lugdiens, General Dynamics, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Rolls-Royce en SpaceX.

Digitale toevoeging tegnologie is reeds gebruik in die vervaardiging van verskeie verbruikersgoedere. Maatskappy materialiseer nie, die verskaffing van dienste Laagvervaardigings, saam met Hoet Eyeware in die vervaardiging van glas vir visie regstelling en 'n sonbril. 3D-modelle word 'n verskeidenheid van wolk dienste. Slegs die maatskappy se 3D Warehouse en Sketchup bied 2,7 miljoen monsters. Moenie bly in die party en die modebedryf. RS Print maak gebruik van 'n stelsel wat die druk van die sole meet, om individuele binnesole te druk. Ontwerpers eksperimenteer met bikinis, skoene en rokke.

rapid prototyping

Onder rapid prototyping verstaan die skepping van prototipe produkte in die kortste moontlike tyd. Dit is een van die belangrikste programme van toevoeging vervaardiging tegnologie. Prototipe - is 'n tipe van die produk wat nodig is om die vorm van die deel van die evaluering van ergonomie, vergadering verifikasie vermoëns en die korrektheid van uitleg oplossings te optimaliseer. Dit is waarom die vermindering van produksie dele lewe aansienlik kan verminder ontwikkeling tyd. Ook, kan die prototipe van 'n model wat ontwerp is vir aerodinamiese en hidrodinamiese toets of verifikasie funksie kampe van huishoudelike en mediese toerusting. Baie prototipes geskep as verkennende ontwerp modelle met die nuanses in die opset, kleure en kleur en so aan. D. Vir 'n vinnige prototipering gebruik goedkoop 3D-drukkers.

vinnige produksie

Die toevoeging tegnologie in die bedryf het 'n groot vooruitsigte. Kleinskaalse produksie van produkte met 'n komplekse meetkunde en van spesifieke materiaal algemeen in die Skipbouery, mag ingenieurswese, rekonstruktiewe chirurgie en tandheelkundige medisyne, lugvaartnywerheid. Direkte verbouing van metaal produkte is gemotiveer deur ekonomiese opportunisme, as hierdie modus van produksie goedkoper was. Met die gebruik van toevoeging tegnologie maak werk liggame turbines en skagte, inplantings en prostese, onderdele vir motors en vliegtuie.

Die ontwikkeling van 'n vinnige vervaardiging en bygedra het tot 'n beduidende toename in die aantal beskikbare metaal poeier materiale. As in 2000 was daar 5-6 tipes poeiers, nou is dit bied 'n wye verskeidenheid, beloop tien liedjies uit strukturele staal vir edelmetale en superlegerings.

Belowende en toevoeging tegnologie in meganiese ingenieurswese, waar dit gebruik kan word in die vervaardiging van gereedskap en gereedskap vir reeks produksie - inserts vir spuit giet masjiene, vorm, templates.

Ultimaker 2 - die beste 3D-drukker in 2016

In die mening van CHIP tydskrif, wat die toets gedoen en vergelyk die eienskappe van huishoudelike van 3D-drukkers, beste drukkers 2016 model Ultimaker is 2 maatskappye Ultimaker, Reniforce RF1000 maatskappy Conrad en Replicator Desktop 3D drukker maatskappy MakerBot.

Ultimaker 2+ in sy verbeterde model gebruik simulasie tegnologie deur die vermenging. 3D-drukker verskil kleinste laag dikte van 0,02 mm, 'n klein tyd berekening, 'n lae koste druk (2600 vryf per 1 kg materiaal). Belangrikste kenmerke:

• die grootte van die werk kamer - 223 x 223 x 305 mm;
• gewig - 12,3 kg;
• kop grootte - 0.25 / 0.4 / 0.6 / 0.8 mm;
• sterf temperatuur - 180-260 ° C;
• resolusie laag - 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 mikron;
• Print Spoed - 8-24 mm ³ / s;
• presisie XYZ - 12,5-12,55 mikron;
• materiaal - PLA, ABS, CPE deursnee 2,85 mm;
• Sagteware - Cura;
• Ondersteun lêer tipes - STL, obj, AMF;
• Kragverbruik - 221 W;
• prys - 1895 euro, en die basis model 2495 euro verleng.

Volgens kliënt resensies, die drukker is lig om te installeer en te gebruik. Die viering van 'n hoë resolusie, self-aanpassing bed, 'n groot verskeidenheid van materiaal wat gebruik word, die gebruik van open source sagteware. Die nadele sluit in die drukker maak die drukker ontwerp, wat kan lei tot brandwonde van warm materiaal.

LulzBot Mini 3D drukker

In 'n hersiening van die tydskrif PC Magazine Ultimaker 2 en Replicator Desktop 3D ook drukker ingeskryf het vir die top drie, maar hier in die eerste plek was die drukker LulzBot Mini 3D drukker. Sy spesifikasies is soos volg:

• die grootte van die werk kamer - 152 x 152 x 158 mm;
• Gewig - 8,55 kg;
• sterf temperatuur - 300 ° C;
• laag dikte - 0,05-0,5 mm;
• Print Spoed - 275 mm / s op 'n hoogte van 0,18 mm laag;
• materiaal - PLA, ABS, heupe, PVA, PETT, poliëster, nylon, plastiek, PETG, PCTE, PC-ABS en ander deursnee van 3 mm.
• Sagteware - Cura, OctoPrint, BotQueue, Slic3r, PrintRun, MatterControl ens;.
• Kragverbruik - 300 W;
• prys - $ 1 250.

Sciaky EBAM 300

Een van die beste industriële masjiene Laagvervaardigings is EBAM 300 maatskappye Sciaky. Elektronstraal geweer veroorsaak dat die metaal lae teen 'n spoed van tot 9 kg per uur.

• die grootte van die werk kamer - 5791 x 1219 x 1219 mm;
• die druk van die vakuum kamer - 1x10 ^-4 Torr;
• kragverbruik - tot 42 kW teen 'n spanning van 60 kV;
• tegnologie - extrusie;
• materiaal - titanium en titaniumallooie, tantaal, Inconel, wolfram, niobium, vlekvrye staal, aluminium, staal, koper-nikkel legering (70/30 en 30/70);
• die maksimum bedrag - 8605,2 liter;
• prys - 250,000 Amerikaanse dollars ..

Toevoeging tegnologie in Rusland

industriële-graad masjiene in Rusland is nie geproduseer. Terwyl slegs ontwikkel word in die "Rosatom", die laser sentrum MSTU. Bauman Universiteit "STANKIN" Politegnikum Universiteit van St Petersburg, die Oeral Federale Universiteit. "Voronezhselimmash", die vervaardiging van opvoedkundige en binnelandse 3D-drukkers "Alpha", is die ontwikkeling van 'n kommersiële toevoeging plant.

Dieselfde situasie met voorrade. Die leier van die ontwikkeling van poeiers en poeier formulerings in Rusland is viam. Hulle vervaardig die poeier vir toevoeging tegnologie gebruik word in die herstel van turbine lemme, deur 'n bevel van die Perm "vliegtuigenjins». Vordering is en by die All-Russiese Instituut van lig legerings (wiele). Ontwikkelings is verskillende ingenieurswese sentrums regdeur die Russiese Federasie. "Rostec", Oeral-tak van die Russiese Akademie vir Wetenskap, UFU lei hul ontwikkeling. Maar nog steeds is hulle nie in staat is om selfs 'n klein vraag van 20 ton van poeier per jaar vergader.

In hierdie verband het die Regering opdrag gegee om die Ministerie van Onderwys, die Ministerie van Ekonomiese Ontwikkeling, die Ministerie van Nywerheid, die Ministerie van Kommunikasie, Russiese Akademie vir Wetenskap, Fano, "Roscosmos", "Rosatom", "Rosstandart" ontwikkelingsinstellings om 'n gekoördineerde program ontwikkeling en navorsing te vestig. Want daar is voorgestel dat bykomende toeken begrotingstoekennings, sowel as om die moontlikheid van mede-finansiering ten koste van die Nasionale Welfare Fund en ander bronne oorweeg. Dit word aanbeveel om die nuwe produksie-tegnologie ondersteun, in Vol. H. Optel, MER, "Rosnano" Fonds "Skolkovo", die uitvoer agentskap "EXIAR", "Vnesheconombank". Die regering is ook verteenwoordig deur die industrie en handel Ministerie sal 'n gedeelte van die staat program voor te berei vir die ontwikkeling en verbetering van industriële mededingendheid.