Ychwanegion Thechnoleg: disgrifiad, diffiniad, a chymhwyso nodweddion ratings. technolegau ychwanegion mewn diwydiant

technoleg 3D-argraffu ei gyflwyno yn 1986, pan fydd y cwmni 3D Systems Datblygwyd yr argraffydd arbennig cyntaf - beiriant Stereolithograffeg, a ddefnyddir yn eang yn y diwydiant amddiffyn. Mae'r peiriannau cyntaf yn ddrud iawn ac mae'r dewis o ddeunydd ar gyfer y modelau creu yn gyfyngedig. Dechreuodd y datblygiad cyflym o argraffu tri-dimensiwn gyda datblygiad technoleg dylunio (CAD), cyfrifiadau ac efelychu (CAE) a pheiriannu (CAM). A heddiw, mae'n anodd dod o hyd yn ardal o gynhyrchu, na fyddai wedi defnyddio 3D-argraffwyr :. Defnyddiwch nhw i gynhyrchu rhannau o awyrennau, llongau gofod, llongau tanfor, offer, prosthesis a mewnblaniadau, jewelry, ac ati Mae'r posibilrwydd yn amlwg - technoleg ychwanegyn yn y dyfodol agos yn flaenoriaeth o dechnoleg peirianneg fecanyddol .

Mae gwledydd blaenllaw y byd yn cymryd rhan weithredol yn y 3D-rasio. Felly, yn 2012, agorodd Yangstoune, Ohio y Sefydliad Arloesi Cenedlaethol NAMII gweithgynhyrchu ychwanegyn - y ganolfan gyntaf o dechnolegau ychwanegyn o bymtheg a gynhyrchir yn yr Unol Daleithiau. Mae gan y parc Peiriant Sefydliad eisoes 10 o beiriannau ychwanegyn, tri ohonynt yn y peiriannau mwyaf datblygedig i greu rhannau metel.

Terminoleg a dosbarthiad

Hanfod dechnoleg ychwanegyn yw cyfuno deunyddiau i greu gwrthrychau data o haen 3D-model trwy haen. Mae hyn yn wahanol i dechnegau gweithgynhyrchu gostyngol confensiynol awgrymu peiriannu - cael gwared deunydd o'r workpiece.

technoleg Ychwanegion Dosberthir:

• gan y deunyddiau a ddefnyddir (hylif, gronynnau, polymerig, powdwr metel);
• gan bresenoldeb y laser;
• gan y dull o osod yr haen adeiladu (effaith thermol, arbelydru uwchfioled gyda neu olau gweladwy, cyfansoddiad rhwymwr);
• gan y dull o ffurfio haen.

Mae dwy ffordd o ffurfio haen. Y cyntaf yw bod y llwyfan cyntaf yn cael ei dywallt ar y deunydd powdwr, mae'n rhannu neu roler cyllell i greu hyd yn oed haen o drwch a ddymunir o ddeunydd. Mae'n digwydd prosesu powdr laser dethol neu ddull arall o ronynnau bowdr o cyfansoddyn (toddi neu gludo) yn ôl at yr adran ar hyn o bryd o CAD-fodelau. Adeiladu Plane wedi newid, ac mae rhai o'r powdwr yn parhau i fod yn gyfan. Gelwir y broses hon synthesis dethol yn ogystal â sintro laser dethol, os gyfansoddyn yr offeryn yn laser. Yr ail ddull yn cynnwys yn y dyddodiad uniongyrchol o'r deunydd yn y ynni mhwynt crynhoi.

Sefydliad ASTM, sy'n datblygu safonau'r diwydiant, yn rhannu'r dechnoleg 3D-ychwanegyn mewn 7 categori.

1. Allwthio deunydd. Wrth adeiladu man allwthiwr gynhesu ymlaen llaw bwydo deunydd past, cymysgedd o rhwymwr a powdwr metel. model crai Adeiledig yn cael ei roi mewn ffwrnais i gael gwared ar y rhwymwr a sinter powdr - yn yr un modd ag y mae'n digwydd mewn technolegau traddodiadol. Mae'r dechnoleg hon yn cael ei ychwanegyn gweithredu o dan y nodau masnach MJS (Aml Gyfnod Jet galedu, galedu jet amlwedd), FDM (Ymdoddedig Dyddodiad Modelu, efelychu gan ffiwsio layerwise), FFF (Ymdoddedig ffilament Ffabrigo, dull cynhyrchu ffilamentau ffiwsio).
2. Chwistrellu deunydd. Er enghraifft, mewn cwyr Polyjet neu dechnoleg photopolymer i ben aml-jet yn cael ei gymhwyso i adeiladu pwynt. Gelwir hyn hefyd yn dechnoleg ychwanegyn ffrydio Deunydd Aml.
3. rhwymwr llond llaw. Mae'r rhain yn cynnwys jet technoleg Ink-Jet-pigiad yn y gwaith o adeiladu parth ddim yn modelu deunydd, asiant rhwymwr (ExOne technoleg gweithgynhyrchu ychwanegyn).
4. Cyfansawdd o ddeunyddiau ddalen. Adeiladu deunydd yn ffilm polymer, ffoil metel, papur ac eraill. Mae'n cael ei ddefnyddio, er enghraifft, mewn ychwanegyn technoleg ultrasonic Fabrisonic. platiau metel tenau yn cael eu weldio at ei gilydd gan uwchsain, ac wedi hynny metel dros ben yn cael ei dynnu gan melino. technoleg Ychwanegion yn cael ei ddefnyddio ar y cyd â gostyngol.
5. bath Photopolymerization. Mae'r dechnoleg yn defnyddio hylif ddeunyddiau modelu - resin photopolymer. Un enghraifft yw'r cwmni CLG-dechnoleg Systemau 3D a chwmni Envisiontec CLLD-dechnoleg, Digital Golau Gorymdaith.
6. Toddi o ddeunydd mewn haen cyn-eu ffurfio. A ddefnyddir yn y SLS-dechnoleg, gan ddefnyddio fel ffynhonnell ynni laser neu bennaeth thermol (cwmni SHS Blueprinter).
7. ynni uniongyrchol grynhoi i fyny i'r man gwaith adeiladu. Deunydd ac egni bwydo i'w ymdoddbwynt yn y gwaith adeiladu ar yr un pryd. Mae'r corff yn cael ei ddefnyddio fel pen yn gweithio, offer gyda system ar gyfer cyflenwi ynni a deunydd. Daw egni ar ffurf trawst dwys o electronau (Sciaky) neu pelydr laser (POM, Optomec,). Weithiau, bydd y pennaeth yn cael ei gosod ar y "llaw" y robot.

Mae'r dosbarthiad hwn yn llawer mwy yn siarad am y cymhlethdodau o dechnolegau ychwanegyn na'r rhai blaenorol.

Meysydd o gais

farchnad dechnoleg ychwanegyn yn y ddeinameg o ddatblygiad y blaen i ddiwydiannau eraill. amcangyfrifir yn 27%, yn ôl cwmni IDC ei dwf blynyddol cyfartalog yn amcangyfrif y bydd erbyn 2019 yn gyfystyr â 26.7 biliwn o ddoleri o'i gymharu ag 11 biliwn yn 2015

Fodd bynnag, mae'r farchnad AT wedi i ddatgelu potensial wrth gynhyrchu nwyddau defnyddwyr eto. Mae hyd at 10% o'r cwmnïau o werth gynhyrchu nwyddau a ddefnyddir yn ei prototeipio. Ac mae llawer o gwmnïau eisoes wedi cymryd y segment marchnad. Ond mae'r 90% sy'n weddill yn mynd i mewn i gynhyrchu, felly bydd yn creu ceisiadau ar gyfer gweithgynhyrchu cyflym o gynhyrchion fydd y prif gyfeiriad datblygiad y diwydiant hwn yn y dyfodol.

Yn 2014, roedd cyfran y technolegau prototeipio cyflym yn y farchnad o ychwanegyn er ei gostwng, mae'n parhau i fod yr uchaf - 35%, tyfodd yn gyflym y gyfran o gynhyrchu a chyrhaeddodd 31% o gyfran yn y offer creu aros aros ar 25%, y gweddill yn cyfrif am ymchwil ac addysg.

Erbyn sectorau economaidd, y ceisiadau AT-dechnoleg dosbarthu fel a ganlyn:

• 21% - cynhyrchion defnyddwyr ac electroneg;
• 20% - car;
• 15% - meddygaeth, gan gynnwys deintyddiaeth;
• 12% - awyrenneg a diwydiant gweithgynhyrchu gofod;
• 11% - cynhyrchu o'r dulliau cynhyrchu;
• 8% - offer milwrol;
• 8% - ffurfio;
• 3% - adeiladu.

Amaturiaid a phobl broffesiynol

AT-dechnoleg farchnad wedi ei rannu i amatur a phroffesiynol. farchnad amatur yn cynnwys 3D-argraffwyr a'u cynnal a chadw, sy'n cynnwys gwasanaethau, nwyddau traul, meddalwedd, ac wedi'i gynllunio ar gyfer selogion unigol, addysg a delweddu o syniadau a hwyluso cyfathrebu yn ystod y cam cychwynnol o ddatblygu busnes newydd.

Proffesiynol 3D-argraffwyr yn ddrud ac yn addas ar gyfer atgynhyrchu estynedig. Mae ganddynt ardal fawr o adeiladu, perfformiad, cywirdeb, dibynadwyedd, deunyddiau model ystod estynedig. Y peiriannau hyn yn llawer mwy cymhleth ac mae angen datblygu sgiliau arbennig i weithio gyda'r dyfeisiau eu hunain, gyda deunyddiau a meddalwedd model. Yn nodweddiadol, mae'r gweithredydd y peiriant yn dod yn arbenigwr proffesiynol ar dechnolegau ychwanegyn ag addysg dechnegol uwch.

Technoleg Ychwanegion yn 2015

Yn ôl yr adroddiad Adroddiad Wohlers 2015, 1988 a 2014, 79,602 diwydiant 3D-argraffwyr wedi cael eu gosod ledled y byd. . Ar yr un pryd 38.1% o'r dyfeisiau costio mwy na 5 mil o ddoleri Unol Daleithiau yn dod o Unol Daleithiau, 9.3% - ar gyfer Japan, 9.2% - i Tsieina, a 8.7% - i'r Almaen. Gweddill y byd yn llawer o flaen yr arweinwyr. O 2007 i 2014 gyfrol flynyddol o werthiannau o argraffwyr bwrdd gwaith cynyddu 66-139 584 o unedau. Yn 2014, 91.6% o werthiannau yn cyfrif am ben-desg 3D-argraffwyr, a 8.4% - ar gyfer ceisiadau diwydiannol ychwanegyn gweithgynhyrchu, mae'r elw o sydd, fodd bynnag, yn cyfrif am 86.6% o'r cyfanswm, neu 1.12 Mae biliwn o ddoleri Unol Daleithiau termau absoliwt. peiriannau bwrdd gwaith bodloni ar 173,200,000 doler yr Unol Daleithiau a 13.4%. Yn 2016, mae disgwyl gwerthiant i dyfu i $ 7.3 biliwn, yn 2018 - 12.7 biliwn, yn 2020, bydd y farchnad yn cyrraedd $ 21.2 biliwn.

Yn ôl Wohlers, FDM-dechnoleg yn bodoli, gyda chyfartaledd o tua 300 brandiau ledled y byd, bob dydd gan ychwanegu addasiadau newydd. Mae rhai ohonynt yn cael eu gwerthu yn unig yn lleol, felly mae'n anodd iawn, os nad yn amhosibl, i ganfod gwybodaeth am y nifer o frandiau a weithgynhyrchir o 3D-argraffwyr. Gyda hyder gallwn ddweud bod eu rhif ar y farchnad yn cynyddu gyda phob diwrnod fynd heibio. Mae amrywiaeth mawr o ran maint a'r technolegau a ddefnyddir. Er enghraifft, mae'r cwmni Berlin yn cynhyrchu enfawr BigRep FDM-argraffydd o'r enw BigRep ONE.2 am bris o 36 mil. Ewro, sy'n gallu argraffu gwrthrychau hyd at 900 x 1055 x 1100 mm gyda phenderfyniad o 100-1000 micron, gyda dau allwthwyr a'r gallu i ddefnyddio gwahanol ddeunyddiau.

Diwydiant - ar gyfer

Mae'r diwydiant awyrennau yn buddsoddi'n drwm yn y broses o gynhyrchu'r ychwanegyn. Bydd y defnydd o dechnolegau ychwanegyn lleihau'r defnydd o ddeunyddiau a wariwyd ar gynhyrchu rhannau o 10 o weithiau. Disgwylir y bydd GE Aviation Cwmni yn flynyddol cyhoeddi 40,000. Chwistrellwyr. Ac Airbus erbyn 2018 y cwmni yn mynd i argraffu hyd at 30 tunnell o rannau y mis. Mae'r cwmni yn nodi'r cynnydd sylweddol o ran nodweddion rhannau gweithgynhyrchu yn y fath fodd fel gymharu â traddodiadol. Mae'n troi allan fod y braced, a gynlluniwyd ar gyfer 2.3 tunnell llwyth, mewn gwirionedd, yn gallu gwrthsefyll llwythi hyd at 14 tunnell tra'n lleihau ei bwysau o hanner. Yn ogystal, mae'r cwmni yn cyhoeddi manylion am daflen alwminiwm a cysylltwyr tanwydd. Mae gan y awyren Airbus 60,000. Pieces, argraffwyd y 3D-argraffydd Stratasys Fortus Company. cwmnïau eraill yn y diwydiant awyrofod hefyd yn defnyddio technoleg gweithgynhyrchu ychwanegyn. Yn eu plith: Bell Hofrennydd, BAE Systems, Bombardier, Boeing, Embraer, Honeywell Awyrofod, General Dynamics, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Rolls-Royce a SpaceX.

technolegau ychwanegion Digidol eisoes yn cael eu defnyddio wrth weithgynhyrchu nwyddau amrywiol defnyddwyr. Cwmni gwireddu, gan ddarparu gwasanaethau o ychwanegolion gweithgynhyrchu, cydweithio gyda Hoet Eyeware wrth weithgynhyrchu sbectol i'w cywiro golwg a sbectol haul. 3D-fodelau yn cael eu darparu amrywiaeth o wasanaethau cwmwl. Dim ond 3D Warws a Sketchup y cwmni yn cynnig 2.7 miliwn o samplau. Peidiwch aros yn y diwydiant ffasiwn parti a. RS Argraffu yn defnyddio system sy'n mesur y pwysau y gwadnau, argraffu mewnwadnau unigol. Dylunwyr yn arbrofi gyda bikinis, esgidiau a ffrogiau.

prototeipio cyflym

O dan prototeipio cyflym yn deall y cynnyrch prototeip creu yn yr amser byrraf posibl. Mae'n un o brif gymwysiadau ychwanegyn thechnolegau gweithgynhyrchu. Prototeip - yn fath o gynnyrch sydd ei angen i wneud y gorau y siâp y rhan o'i werthusiad o ergonomeg, galluoedd gwirio cydosod ac cywirdeb atebion cynllun. Dyna pam y gall gostyngiad a bywyd rhannau gweithgynhyrchu lleihau'n sylweddol o amser datblygu. Hefyd, gall y prototeip fod yn fodel a gynlluniwyd ar gyfer profi neu ymarferoldeb gwirio lociau erodynamig a hydrodynameg o aelwyd ac offer meddygol. Mae llawer o prototeipiau a grëwyd fel modelau dylunio archwiliadol gyda'r naws yn y cyfluniad, lliwiau a lliwio ac yn y blaen. D. I prototeipio cyflym yn defnyddio rhad 3D-argraffwyr.

cynhyrchu cyflym

Mae'r dechnoleg ychwanegyn yn y diwydiant yn cael rhagolygon gwych. gynhyrchu ar raddfa fach o gynhyrchion gyda geometreg gymhleth a deunyddiau penodol cyffredin yn y adeiladu llongau, peirianneg pŵer, llawdriniaeth adluniol a meddygaeth deintyddol, diwydiant awyrofod. amaethu Uniongyrchol cynhyrchion metel yn cael ei ysgogi gan hwylustod economaidd, gan fod hyn yn ddull o gynhyrchu yn llai costus. Gyda'r defnydd o dechnolegau ychwanegyn yn gwneud tyrbinau cyrff sy'n gweithio a siafftiau, mewnblaniadau a prostheses, rhannau sbâr ar gyfer ceir ac awyrennau.

Mae datblygiad gweithgynhyrchu cyflym ac wedi cyfrannu at gynnydd sylweddol yn y nifer o ddeunyddiau powdwr metel sydd ar gael. Os yn 2000 roedd 5-6 fathau o powdr, erbyn hyn mae'n cynnig ystod eang, y swm i ddegau o draciau o dur adeileddol i metelau gwerthfawr a superalloys.

technoleg addawol ac ychwanegyn mewn peirianneg fecanyddol, lle gellir eu defnyddio wrth weithgynhyrchu offer a offer ar gyfer cynhyrchu cyfres - mewnosod ar gyfer peiriannau mowldio chwistrellu, mowldiau, templedi.

Ultimaker 2 - y 3D-argraffydd gorau yn 2016

Ym marn cylchgrawn CHIP, a gynhaliodd profi a cymharu nodweddion cartref 3D-argraffwyr, argraffwyr gorau 2016 model Ultimaker yn 2 gwmni Ultimaker, Reniforce RF1000 cwmni Conrad a Replicator Bwrdd Gwaith 3D MakerBot cwmni Argraffydd.

Ultimaker 2+ yn ei fodel gwell yn defnyddio technoleg efelychu trwy ffiwsio. 3D-argraffydd yn wahanol lleiaf trwch haen o 0.02 mm, cyfrifiad amser bach, argraffu cost isel (2600 rubles fesul 1 kg o'r deunydd). Nodweddion Allweddol:

• maint y siambr yn gweithio - 223 x 223 x 305 mm;
• pwysau - 12.3 kg;
• Maint y pen - 0.25 / 0.4 / 0.6 / 0.8 mm;
• marw tymheredd - 180-260 ° C;
• haen datrys - 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 micron;
• Print Cyflymder - 8-24 mm ³ / s;
• trachywiredd XYZ - 12,5-12,55 micron;
• deunydd - PLA, ABS, diamedr CPE 2.85 mm;
• Meddalwedd - Cura;
• mathau o ffeiliau Chymorth - STL, OBJ, AMF;
• Power yfed - 221 W;
• pris - 1895 ewro, ac mae'r model sylfaen 2495 ewro estynedig.

Yn ôl adolygiadau cwsmeriaid, yr argraffydd yn ysgafn i osod a defnyddio. Dathlu cydraniad uchel, gwely hunan-addasu, amrywiaeth eang o ddeunydd a ddefnyddir, y defnydd o feddalwedd ffynhonnell agored. Mae'r anfanteision yn cynnwys yr argraffydd yn agor y dyluniad argraffydd, a allai arwain at losgiadau o ddeunydd poeth.

Argraffydd LulzBot Mini 3D

Mewn adolygiad o'r cylchgrawn PC Magazine Ultimaker 2 a Replicator Bwrdd Gwaith 3D hefyd aeth Argraffydd y tri uchaf, ond yma yn y lle cyntaf oedd y LulzBot argraffydd Argraffydd Mini 3D. Mae ei manylebau fel a ganlyn:

• maint y siambr yn gweithio - 152 x 152 x 158 mm;
• Pwysau - 8.55 kg;
• marw tymheredd - 300 ° C;
• haen trwch - 0.05-0.5 mm;
• Print Cyflymder - 275 mm / s ar uchder o haen 0.18 mm;
• deunydd - PLA, ABS, HIPS, PVA, Pett, polyester, neilon, polycarbonad, PETG, PCTE, PC-ABS, ac diamedr eraill o 3 mm.
• Meddalwedd - Cura, OctoPrint, BotQueue, Slic3r, Printrun, MatterControl ac ati;.
• Power defnydd - 300 W;
• pris - $ 1 250.

EBAM Sciaky 300

Un o'r peiriannau diwydiannol gorau o gynhyrchu ychwanegyn yw cwmni EBAM 300 Sciaky. Mae gynnau electronig yn defnyddio haenau o fetel ar gyflymder o hyd at 9 kg yr awr.

• Maint y siambr weithio yw 5791 x 1219 x 1219 mm;
• Mae pwysedd y siambr gwactod yn 1x10 ^-4 Torr;
• Defnyddio pŵer - hyd at 42 kW ar foltedd o 60 kV;
• Technoleg - allwthio;
• Deunydd - aloi titaniwm a titaniwm, tantalwm, inconel, twngsten, niobium, dur di-staen, alwminiwm, dur, aloi copr-nicel (70/30 a 30/70);
• Y gyfaint uchaf yw 8605.2 litr;
• Pris - 250,000 o ddoleri yr Unol Daleithiau.

Technolegau ychwanegion yn Rwsia

Ni chynhyrchir peiriannau dosbarth diwydiannol yn Rwsia. Hyd yn hyn, dim ond datblygiadau yn y "Rosatom", canolfan laser y MSTU. Prifysgol Bauman, Stankin, Prifysgol Polytechnic Petersburg, Prifysgol Ffederal Ural. Mae "Voronezhselimmash", sy'n cynhyrchu argraffwyr addysgol ac aelwydydd 3D "Alpha", yn datblygu gosodiad ychwanegyn diwydiannol.

Yr un sefyllfa â nwyddau traul. Yr arweinydd wrth ddatblygu powdrau a chyfansoddiadau powdr yn Rwsia yw VIAM. Maent yn cynhyrchu powdwr ar gyfer technolegau ychwanegyn, a ddefnyddir wrth atgyweirio'r llafnau tyrbinau, a gomisiynir gan y Av Avvigatel. Mae cynnydd hefyd yn y Sefydliad Alloleg Goleuo All-Russian (VILS). Cynhelir datblygiadau gan ganolfannau peirianneg amrywiol ledled Ffederasiwn Rwsia. Mae Rostekh, Cangen Ural Academi y Gwyddorau Rwsia, UrFU yn datblygu eu dyluniadau eu hunain. Ond nid ydynt yn gallu bodloni hyd yn oed galw bach o 20 tunnell o bowdwr y flwyddyn.

Yn hyn o beth, cyfarwyddodd y llywodraeth ganllawiau'r Weinyddiaeth Addysg, y Weinyddiaeth Economaidd, y Weinyddiaeth Gyfathrebu, y RAS, FAO, Roskosmos, Rosatom, Rosstandart, i greu rhaglen gydlynol o ymchwil a datblygu. I'r perwyl hwn , bwriedir dyrannu dyraniadau cyllidebol ychwanegol , yn ogystal ag ystyried y posibilrwydd o gyd-ariannu o gronfeydd yr NWF a ffynonellau eraill. Argymhellir cefnogi technolegau cynhyrchu newydd, gan gynnwys rhai ychwanegion, RVC, Rosnano, Skolkovo, asiantaeth allforio Exar, Vnesheconombank. Hefyd, bydd y llywodraeth, a gynrychiolir gan y Weinyddiaeth Diwydiant a Masnach, yn paratoi rhan o'r rhaglen wladwriaeth ar gyfer datblygu a gwella cystadleurwydd diwydiant.