Additive Teknolojia: maelezo, ufafanuzi, na matumizi makala ratings. teknolojia nyongeza katika sekta ya

teknolojia 3D uchapishaji kuletwa mwaka 1986, wakati kampuni 3D Systems maendeleo kwanza maalum printer - stereolithography mashine, ambayo ni sana kutumika katika sekta ya ulinzi. mashine ya kwanza walikuwa ghali sana na uchaguzi wa vifaa kwa ajili ya viumbe ya mifano alikuwa mdogo. maendeleo ya haraka ya uchapishaji pande tatu ulianza na maendeleo ya kubuni teknolojia (CAD), mahesabu na simulation (CAE) na machining (CAM). Na leo ni vigumu kupata eneo la uzalishaji, ambayo si kutumika 3D printa :. Matumizi yao ya kuzalisha sehemu za ndege, spacecraft, submarines, zana, viungo bandia na implantat, kujitia, nk matarajio ni dhahiri - teknolojia livsmedelstillsats katika siku za usoni itakuwa kipaumbele cha teknolojia ya mitambo ya uhandisi .

nchi inayoongoza duniani ni kushiriki kikamilifu katika 3D-racing. Hivyo, mwaka 2012, Yangstoune, Ohio, alifungua National Innovation Taasisi za nyongeza viwanda NAMII - kituo cha kwanza ya teknolojia livsmedelstillsats ya kumi na tano zinazozalishwa nchini Marekani. Machine park Institute tayari ina 10 ya mashine za nyongeza, tatu ambazo ni mashine ya juu ya kujenga sehemu ya chuma.

Istilahi na uainishaji

kiini cha teknolojia nyongeza ni kuchanganya vifaa vya kujenga vitu data kutoka 3D mfano safu kwa safu. Hii ni tofauti na mbinu za kawaida subtractive viwanda ikimaanisha machining - kuondoa nyenzo kutoka workpiece.

teknolojia Additive imeainishwa:

• na vifaa vya kutumika (maji, chembechembe, polymeric, chuma poda);
• na uwepo wa laser,
• kwa njia ya fixing safu ujenzi (matokeo ya joto, umeme na ultraviolet au mwanga inayoonekana, binder muundo);
• kwa njia ya malezi ya safu.

Kuna njia mbili za kutengeneza safu. kwanza ni kwamba jukwaa kwanza hutiwa juu ya vifaa poda, ni partitioned au roller kisu kujenga hata safu ya taka unene wa nyenzo. Hutokea kuwachagua laser poda usindikaji au njia nyingine ya chembe ya unga wa kiwanja (kiwango au gluing) kulingana na kifungu cha sasa cha CAD-mifano. Ujenzi Ndege ni bila kubadilika, na baadhi ya unga bado iko. Mchakato huu unaitwa kuwachagua awali pamoja na kuwachagua laser sintering, kama kiwanja cha chombo ni laser. Njia ya pili yamo katika utuaji wa moja kwa moja ya nyenzo kwa nguvu summing uhakika.

Shirika ASTM, ambayo yanaendelea viwango vya sekta, hugawanya teknolojia 3D nyongeza katika makundi 7.

1. Extruding nyenzo. Katika ujenzi wa hatua ya extruder preheated kulishwa kuweka vifaa, mchanganyiko wa binder na unga wa chuma. Kujengwa mfano ghafi huwekwa katika tanuri kuondoa binder na sinter unga - kwa njia moja kama itatokea katika teknolojia ya jadi. Teknolojia hii nyongeza inatekelezwa chini ya alama za biashara MJS (Multiphase jet kukandishwa, multiphase ndege kukandishwa), FDM (Fused utuaji Modeling, simulation na layerwise fusing), FFF (Fused Filament Fabrication, njia ya uzalishaji fusing filaments).
2. Kunyunyizia nyenzo. Kwa mfano, katika Polyjet nta au teknolojia photopolymer kwa mbalimbali ya ndege kichwa inatumika kwa ujenzi uhakika. Teknolojia hii nyongeza pia huitwa Multi jetting Material.
3. Kusafishwa binder. Hizi ni pamoja na ndege Ink-Jet-sindano teknolojia katika ujenzi wa ukanda haina mfano nyenzo, binder wakala (nyongeza ya viwanda teknolojia ExOne).
4. Kiwanja ya vifaa vya karatasi. Kujenga vifaa ni polymer filamu, chuma foil, karatasi na wengine. Ni kutumika, kwa mfano, katika ultrasonic teknolojia nyongeza Fabrisonic. sahani nyembamba ya chuma ni svetsade pamoja na ultrasound, baada ya chuma ya ziada ni kuondolewa kwa kusaga. teknolojia Additive ni kutumika kwa kushirikiana na subtractive.
5. Photopolymerization kuoga. teknolojia inatumia maji Modeling vifaa - photopolymer resin. Mfano ni SLA-kampuni ya teknolojia 3D Systems na DLP teknolojia Envisiontec kampuni, Digital Mwanga maandamano.
6. Kiwango ya nyenzo katika safu ya awali sumu. Kutumika katika SLS teknolojia, kwa kutumia kama chanzo cha nishati laser au mafuta kichwa (SHS kampuni Blueprinter).
7. Moja kwa moja nishati jumla yake mahali pa ujenzi. Vifaa na nishati kulishwa kwa hatua yake ya kuyeyuka katika ujenzi kwa wakati mmoja. mwili ni kutumika kama mkuu kazi, vifaa na mfumo wa kusambaza nishati na vifaa. Nishati huja katika namna ya boriti kujilimbikizia ya elektroni (Sciaky) au boriti laser (pom, Optomec,). Wakati mwingine kichwa ni vyema juu ya "mkono" wa robot.

Uanishaji huu ni mazungumzo zaidi kuhusu ugumu wa teknolojia nyongeza ya zile za nyuma.

Mashamba ya maombi

nyongeza teknolojia soko katika mienendo ya maendeleo kabla ya viwanda vingine. ukuaji wake wastani inakadiriwa kuwa 27%, kulingana na IDC kampuni makadirio ya kwamba kwa 2019 itakuwa kiasi kwa dola bilioni 26.7 ikilinganishwa na bilioni 11 katika 2015

Hata hivyo, soko AT bado kudhihirisha uwezo untapped katika uzalishaji wa bidhaa za walaji. Hadi 10% ya makampuni ya thamani ya uzalishaji wa bidhaa zinazotumiwa katika prototyping yake. Na makampuni mengi tayari kuchukuliwa hii sehemu ya soko. Lakini iliyobaki 90% huenda katika uzalishaji, hivyo kujenga maombi ya viwanda ya haraka ya bidhaa itakuwa mwelekeo kuu ya maendeleo ya sekta hii katika siku zijazo.

Mwaka 2014, idadi ya teknolojia ya haraka prototyping katika soko ya nyongeza pamoja na kwamba umepungua, ilibakia juu - 35%, sehemu ya uzalishaji ilikua haraka na kufikia 31% kushiriki katika uumbaji wa zana alibakia walibaki katika 25%, wengine ni ya hesabu na utafiti na elimu.

By sekta ya kiuchumi, maombi AT teknolojia kusambazwa kama ifuatavyo:

• 21% - matumizi ya bidhaa na vifaa vya elektroniki,
• 20% - gari,
• 15% - dawa, ikiwa ni pamoja na meno;
• 12% - flygteknik na sekta ya nafasi ya viwanda;
• 11% - uzalishaji wa njia za uzalishaji,
• 8% - vifaa vya kijeshi,
• 8% - malezi;
• 3% - ujenzi.

Amateurs na wataalamu

AT teknolojia soko imegawanywa katika Amateur na kitaaluma. soko Amateur ni pamoja 3D printa na matengenezo yao, ambayo ni pamoja na huduma, bidhaa za matumizi, programu, na ni iliyoundwa kwa ajili ya mtu binafsi mashabiki, elimu na taswira ya mawazo na kuwezesha mawasiliano katika hatua za awali za maendeleo ya biashara mpya.

Professional 3D printa ni ghali na ni mzuri kwa ajili ya uzazi pana. Wana eneo kubwa ya ujenzi, utendaji, usahihi, kuegemea, hadi vifaa mbalimbali mfano. Mashine hizi ni ngumu zaidi na kuhitaji maendeleo ya ujuzi maalum ya kufanya kazi na vifaa wenyewe, kwa vifaa mtindo na programu. Kwa kawaida, mwendeshaji wa mashine ya kuwa mtaalamu mtaalam wa teknolojia livsmedelstillsats na elimu ya juu ya kiufundi.

Additive Technology katika 2015

Kulingana na ripoti ya Wohlers Ripoti ya mwaka 2015, 1988 na 2014 79 602 sekta ya 3D printa zimewekwa duniani kote. . Wakati huo huo 38.1% ya vifaa gharama zaidi ya 5 elfu dola za Marekani ni kutoka Marekani, 9.3% - kwa ajili ya Japan, 9.2% - kwa China, na 8.7% - kwa Ujerumani. Dunia nzima ni mbali mbele ya viongozi. Kuanzia mwaka 2007 hadi 2014 kiasi ya kila mwaka ya mauzo ya Printers desktop kuongezeka 66-139 584 vipande. Katika 2014, 91.6% ya mauzo ilichangia 3D Printers desktop, na 8.4% - kwa ajili ya maombi ya viwanda wa viwanda livsmedelstillsats, faida ambayo, hata hivyo, ilifikia 86.6% ya jumla, au bilioni 1.12 dola za Marekani hali halisi. mashine-kazi kuridhika milioni 173.2 dola za Marekani na 13.4%. Mwaka 2016, mauzo inatarajiwa kuongezeka hadi $ bilioni 7.3, katika 2018 - bilioni 12.7, mwaka 2020 soko kufikia $ bilioni 21.2.

Kwa mujibu wa Wohlers, FDM teknolojia inaendelea, ukifikia 300 bidhaa duniani kote, kila siku na kuongeza marekebisho mpya. Baadhi yao yanauzwa ndani ya nchi tu, hivyo ni vigumu sana, kama siyo haiwezekani, kupata taarifa kuhusu idadi ya bidhaa za viwandani ya 3D-Printers. Kwa kujiamini tunaweza kusema kwamba idadi yao kwenye soko kuongezeka kwa kila siku kupita. Kuna tofauti kubwa katika ukubwa na teknolojia kutumika. Kwa mfano, kampuni ya Berlin inazalisha kubwa BigRep FDM-printer inaitwa BigRep ONE.2 kwa bei ya 36 elfu. Euro, uwezo wa uchapishaji vitu hadi 900 x 1055 x 1100 mm na azimio la 100-1000 microns, na extruders wawili na uwezo wa kutumia vifaa mbalimbali.

Viwanda - kwa ajili ya

sekta ya anga ni kuwekeza sana katika uzalishaji wa nyongeza. matumizi ya teknolojia ya nyongeza kupunguza matumizi ya vifaa vya kutumika katika uzalishaji wa sehemu kwa mara 10. Inatarajiwa kwamba GE Aviation Kampuni kwa mwaka kuchapisha 40 elfu. Injectors. Na Airbus na 2018 Kampuni hiyo kwenda magazeti tani hadi 30 ya sehemu kwa mwezi. kampuni inabainisha maendeleo makubwa katika tabia ya sehemu za viwandani kwa namna kama ikilinganishwa na jadi. Aligeuka kuwa mabano, ambayo ilikuwa iliyoundwa kwa ajili ya tani 2.3 mzigo, kwa kweli, inaweza kuhimili mizigo hadi tani 14 wakati kupunguza uzito wake kwa nusu. Aidha, kampuni ya kuchapisha maelezo ya alumini karatasi na viungio mafuta. ndege ya Airbus ina 60 elfu. Vipande, kuchapishwa 3D printer Stratasys Fortus Company. makampuni mengine luftfart sekta pia wanatumia nyongeza teknolojia ya viwanda. Miongoni mwao: Bell Helicopter, BAE Systems, Bombardier, Boeing, Embraer, Honeywell Anga, Jumla Dynamics, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Rolls-Royce na SpaceX.

Digital nyongeza teknolojia tayari kutumika katika utengenezaji wa bidhaa mbalimbali za matumizi. Kampuni Materialise, kutoa huduma za nyongeza za viwanda, kushirikiana na Hoet Eyeware katika utengenezaji wa glasi kwa maono marekebisho na miwani. 3D mifano hutolewa huduma mbalimbali wingu. Tu ya kampuni ya 3D Warehouse na Sketchup kutoa sampuli milioni 2.7. Je, si kubaki katika chama na sekta ya mtindo. RS Print hutumia mfumo kuwa hatua ya shinikizo la nyayo, kuchapa soli ya mtu binafsi. Wabunifu ni majaribio na sidiria, viatu na nguo.

prototyping haraka

Chini ya prototyping haraka kuelewa kuundwa bidhaa mfano katika muda mfupi iwezekanavyo. Ni moja ya maombi kuu ya teknolojia nyongeza viwanda. Mfano - ni aina ya bidhaa required kuongeza sura ya sehemu ya tathmini yake ya ergonomics, uwezo uhakiki mkutano na usahihi wa ufumbuzi mpangilio. Hii ndiyo sababu ya kupunguza viwanda vya maisha kwa kiasi kikubwa kupunguza muda maendeleo. Pia, mfano unaweza kuwa mfano wa kuigwa iliyoundwa kwa ajili ya aerodynamic na hydrodynamic kupima au utendaji ukaguzi hakikisha ya nyumbani na vifaa vya matibabu. prototypes Wengi iliyoundwa kama mifano ya kubuni kutafuta mafuta na nuances katika usanidi, rangi na Coloring na kadhalika. D. Kwa prototyping haraka inatumia ghali 3D Printers.

uzalishaji wa haraka

nyongeza teknolojia katika sekta na matarajio makubwa. Kiwango kidogo uzalishaji wa bidhaa na jiometri tata na ya vifaa vya dhahiri ya pamoja katika shipbuilding, nguvu uhandisi, upasuaji reconstructive na dawa ya meno, sekta ya luftfart. Moja kwa moja kulima mazao ya chuma huchochewa na kujinadi kiuchumi, kwa kuwa hii mfumo wa uzalishaji yalikuwa na gharama ndogo. Pamoja na matumizi ya teknolojia ya nyongeza kufanya kazi miili mitambo na shafts, implantat na prostheses, vipuri kwa ajili ya magari na ndege.

maendeleo ya viwanda ya haraka na kuchangia ongezeko kubwa la idadi ya inapatikana vifaa vya chuma poda. Kama mwaka 2000 kulikuwa na aina 5-6 ya unga, sasa inatoa mbalimbali, kiasi kumi ya nyimbo kutoka kwa miundo chuma kwa madini ya thamani na superalloys.

Kuahidi na livsmedelstillsats teknolojia ya uhandisi wa mitambo, ambapo inaweza kutumika katika utengenezaji wa zana na zana kwa ajili ya uzalishaji mfululizo - kuwekeza kwa mashine ya ukingo sindano, unyevu, templates.

Ultimaker 2 - bora 3D printer mwaka 2016

Kwa maoni ya gazeti CHIP, ambayo uliofanywa kupima na ikilinganishwa tabia ya nyumbani ya 3D-printa, printa bora 2016 mfano Ultimaker ni 2 makampuni Ultimaker, Reniforce RF1000 kampuni Conrad na Replicator Desktop 3D Printer kampuni MakerBot.

Ultimaker 2+ katika kuboresha mtindo wake anatumia teknolojia simulation na fusing. 3D printer hutofautiana ndogo unene safu ya 0.02 mm, ndogo wakati hesabu, low uchapishaji gharama (2600 RUB kwa kilo 1 ya nyenzo). Makala muhimu:

• ukubwa wa chumba kazi - 223 x 223 x 305 mm;
• uzito - 12.3 kg;
• kichwa ukubwa - 0.25 / 0.4 / 0.6 / 0.8 mm;
• kufa joto - 180-260 ° C,
• azimio safu - 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 microns,
• Print Kasi - 8-24 mm ³ / s;
• usahihi XYZ - 12,5-12,55 microns,
• nyenzo - PLA, ABS, CPE mduara 2.85 mm;
• Programu - Cura;
• aina ya faili mkono - STL, OBJ, AMF;
• Matumizi ya nguvu - 221 W;
• bei - 1895 euro, na msingi mfano 2495 euro kuongezwa.

Kwa mujibu wa maoni ya wateja, printer ni nyepesi kufunga na matumizi. Kuadhimisha azimio juu, binafsi kurekebisha kitanda, aina kubwa ya vifaa kutumika, matumizi ya programu huria. hasara ni pamoja na printer kufungua printer kubuni, ambayo inaweza kusababisha nzito kutoka nyenzo ya moto.

Printer LulzBot Mini 3D

Katika mapitio la gazeti PC Magazine Ultimaker 2 na Replicator Desktop 3D Printer pia aliingia tatu za juu, lakini hapa katika nafasi ya kwanza ilikuwa printer LulzBot Mini 3D Printer. specifikationer yake ni:

• ukubwa wa chumba kazi - 152 x 152 x 158 mm;
• Weight - 8.55 kg;
• kufa joto - 300 ° C;
• unene safu - 0.05-0.5 mm;
• Print Kasi - 275 mm / s katika urefu wa safu 0.18 mm;
• nyenzo - PLA, ABS, nyonga, PVA, Pett, polyester, nylon, polycarbonate, PETG, PCTE, PC-ABS, na mduara wengine 3 mm.
• Programu - Cura, OctoPrint, BotQueue, Slic3r, Printrun, MatterControl nk;.
• Matumizi ya nguvu - 300 W;
• bei - $ 1 250.

Sciaky EBAM 300

Moja ya mashine bora ya viwanda livsmedelstillsats viwanda ni EBAM 300 makampuni Sciaky. Electron boriti bunduki husababisha tabaka chuma kwa kasi ya kilo hadi 9 kwa kila saa.

• ukubwa wa chumba kazi - 5791 x 1219 x 1219 mm;
• shinikizo la chumba utupu - 1x10 ^-4 Torr;
• matumizi ya nguvu - hadi 42 kW katika voltage 60 kV;
• teknolojia - extrusion,
• nyenzo - titanium na aloi titan, tantalum, inconel, Tungsten, niobamu, chuma cha pua, alumini, chuma, shaba-nikeli alloy (70/30 na 30/70);
• kiwango cha juu - 8,605.2 lita;
• bei - dola za Marekani 250 elfu ..

teknolojia Additive katika Urusi

viwanda daraja mashine nchini Urusi si zinazozalishwa. Wakati tu kuwa na maendeleo katika "Rosatom", kituo cha laser MSTU. Bauman Chuo Kikuu "STANKIN" Polytechnic University of St Petersburg, Urals University Federal. "Voronezhselimmash", kuzalisha elimu na ndani 3D printa "Alpha", ni kuendeleza biashara nyongeza kupanda.

Hali moja na vifaa vya. kiongozi wa maendeleo ya poda na michanganyiko ya unga katika Urusi ni VIAM. Wao zinazozalishwa unga kwa teknolojia nyongeza hutumika katika marejesho ya vile turbine, kwa amri ya Permian "injini ya ndege». Maendeleo ni nini na katika Taasisi All-Russian aloi mwanga (WHEELS). Maendeleo ni tofauti vituo uhandisi katika Shirikisho la Urusi. "Rostec", Ural Tawi la Urusi Chuo cha Sayansi, UFU kusababisha maendeleo yao. Lakini bado wao hawawezi kukutana hata mahitaji madogo ya tani 20 za unga kwa mwaka.

Kwa hali hiyo, Serikali maelekezo ya Wizara ya Elimu, Wizara ya Maendeleo ya Uchumi, Wizara ya Viwanda, Wizara ya Mawasiliano, Urusi Chuo cha Sayansi, Fano, "Roscosmos", "Rosatom", "Rosstandart" taasisi ya maendeleo ya kuanzisha uratibu wa mpango wa maendeleo na utafiti. Kwa inapendekezwa kutenga ziada mgao bajeti, ikiwa ni pamoja na kuangalia uwezekano wa ushirikiano wa fedha kwa gharama ya Mfuko wa Taifa Ustawi na vyanzo vingine. Inapendekezwa kwa msaada wa teknolojia mpya ya uzalishaji, katika Vol. H. Addition, mers, "Rosnano" Mfuko "Skolkovo", kuuza nje ya shirika la "EXIAR", "Vnesheconombank". Serikali pia iliwakilishwa na Viwanda na Biashara Wizara kuandaa sehemu ya mpango wa serikali kwa ajili ya maendeleo na uboreshaji wa ushindani ya viwanda.