Все привыкли представлять катушки пластика, когда речь идёт о 3Д печати, но как быть, если в роли материала должен выступать металл вместо прутка? Ответ есть! И он прямо у нас на производстве.
С недавних пор мы используем сразу три 3д принтера, печатающих металлом. Наш EP-M260 давно используется на производстве, но спрос на печать металлом только растёт, технология пользуется большой популярностью и сейчас в нашем распоряжении ещё два устройства по технологии селективного лазерного сплавления/SLM /MPBF – EPlus3D EP-M300 и PrintLine3D M400S. Подробный обзор на M400S появится в ближайшее время в нашем блоге.
Что из себя представляет технология?
Давайте разбираться, что это за метод печати и чем он так хорош. Селективное лазерное сплавление (Selective Laser Melting, или Metal Powder Bed Fusion ) — это технология аддитивного производства, при которой металлический порошок точечно расплавляется лазерным лучом высокой мощности. Процесс происходит слой за слоем в соответствии с трёхмерной моделью, созданной в системе автоматизированного проектирования/CAD-программе.
Этот этап стоит упомянуть отдельно, ведь подготовка модели - достаточно серьезный процесс, особенно когда на кону стоит печать крупногабаритной детали дорогостоящим металлическим порошком. В таких ситуациях цена ошибки слишком высока. Затрачивается много времени на неудавшуюся печать, материалы и силы оператора. Именно поэтому мы обсуждаем с заказчиками спорные моменты, при необходимости дорабатываем модель, чтобы напечатанное изделие было идеальным, в соответствии с заявленными характеристикам. В результате формируется однородная деталь с плотностью 99,9% и механическими свойствами соответствующего материала. Оценить наглядно качество напечатанных изделий можно в нашем портфолио на примере реальных кейсов.
В нашем производстве используются титан (Ti6Al4V, аналогичный по своим свойствам с ВТ6), алюминий (AlSi10Mg), нержавеющая сталь (316L, 17-4PH), кобальт-хром (Co-Cr) и никелевый сплав (Inconel 718). На устройствах Eplus3D есть возможность печатать и другими материалами, при наличии соответствующего порошка.
Наиболее популярным материалом является алюминий, более подробно про 3Д печать им вы можете узнать в нашей статье. Мы планируем осветить и другие востребованные материалы — в частности, нержавеющую сталь и титан. Чтобы быть в курсе свежих публикаций об этих материалах и не пропустить новые полезные статьи и видеообзоры, рекомендуем регулярно заглядывать в наш блог.
Преимущества технологии селективного лазерного сплавления/SLM
Как уже писали ранее, в нашем производстве мы используем сразу три 3Д принтера по технологии селективного лазерного сплавления/SLM, это связано с большим спросом, который оправдан благодаря ряду преимуществ технологии, таких как:
– создание деталей со сложными внутренними полостями и каналами, недоступными для фрезеровки или литья
– изготовление монолитных изделий вместо сборных деталей
– печать решетчатых и бионических структур, а также полых изделий, снижающих массу без потери прочности
– напечатанные изделия по плотности и прочности сопоставимы с фрезерованными аналогами и значительно превосходят литье (Плотность напечатанных деталей: не ниже 99,9%)
– снижение затрат на оснастку для мелкосерийного производства
– широкий выбор материалов
– повторное использование металлического порошка (неиспользованный порошок можно просеять и использовать повторно)
– производство деталей по индивидуальным параметрам
– время полного цикла изготовления изделий значительно ниже по сравнению с традиционными методами производства
Технология особенно полезна для тех, кому требуется изготовление деталей сложной геометрической формы, высокие показатели прочности при минимальном весе, сжатые сроки разработки и возможность персонализации изделий. Наиболее востребованные сферы с подобными запросами на нашем опыте:
– авиакосмическая отрасль
– автомобилестроение
– медицина
– машиностроение
Компания Eplus3D
Основанная в 2014 году, компания EPlus3D объединила команду профессионалов с 25‑летним опытом в сфере аддитивных технологий. Эксперты компании сосредоточены на исследованиях и создании промышленных систем аддитивного производства, а также сопутствующих технологических решений.
На сегодняшний день EPlus3D — это международная высокотехнологичная компания, обладающая свыше 70 независимых прав на интеллектуальную собственность в сфере 3Д технологий и сертифицированная по международной организации стандартизации/ISO 9001 и ISO 14001. Из года в год EPlus3D занимает лидирующие позиции на рынке в отрасли аддитивных технологий, что подтверждает статистика.
Тесный контакт с производителем позволяет нам в кратчайшие сроки решить любые вопросы, связанные с оборудованием, в случае их возникновения. Также это позволяет нам уведомлять клиентов обо всех новинках и обновлениях компании из первых уст.
Одним из наиболее впечатляющих примеров применения технологий Eplus3D стал проект по созданию ракетного двигателя высотой 1,3 метра. Для его изготовления был выбран алюминиевый сплав AlSi10Mg, обеспечивающий оптимальное сочетание прочности и лёгкости конструкции.
Для реализации проекта была использована промышленная установка Eplus3D EP‑M650H. Оснащенная шестью лазерами мощностью 500 Вт каждый, эта машина обладает внушительной рабочей камерой размером 650 × 650 мм и способна создавать детали высотой до 1600 мм. Такие технические возможности открыли перед инженерами LEAP 71 перспективу разработать полностью интегрированную геометрию двигателя без необходимости сборки из отдельных компонентов. Весь процесс печати прошёл как единый непрерывный цикл и занял 354 часа.
Этот проект наглядно демонстрирует потенциал аддитивных технологий в аэрокосмической отрасли: сочетание инновационного оборудования Eplus3D и профессионального инженерного подхода позволяет воплощать в реальность самые смелые технические решения. Подробнее о тонкостях реализации вы можете узнать в нашей статье про этот уникальный проект.
Особенности модели Eplus3D EP-M300
Лазер IPG
— Исключительная надежность: ресурс лазерного источника составляет до 100 000 часов.
— Качество излучения и производительность: превосходное качество луча позволяет получать стабильный размер пятна, что обеспечивает высокую плотность энергии.
— Компактность: лазеры IPG имеют один из лучших показателей мощности на единицу занимаемой площади.
Лазер мощностью 500 Вт (опционально 700 Вт и 1000 Вт) эффективно работает с широким спектром металлических порошков: титановыми, алюминиевыми, никелевыми и кобальт‑хромовыми сплавами, нержавеющей сталью. Стабильность излучения лазера IPG минимизирует риск дефектов печати, связанных с неравномерным плавлением порошка. Это особенно важно при изготовлении крупногабаритных деталей и изделий со сложной геометрией.
Сканатор ScanLab
Одну из ключевых ролей в обеспечении качества печати играет высокоточный сканатор производства компании ScanLab — признанного мирового эксперта в области систем лазерного сканирования. Эта часть принтера отвечает за направление лазерного луча в процессе селективного лазерного сплавления, напрямую влияя на детализацию и плотность изготавливаемых изделий. Точная фокусировка лазерного луча (диаметр пятна — от 70 до 120 мкм) позволяет добиваться исключительной детализации изделий. Система отличается следующими параметрами:
– скорость перемещения
– надёжность и долгий срок эксплуатации
Эти характеристики идеально соответствуют требованиям для 3Д принтера промышленного уровня, где крайне важна предсказуемость и повторяемость результатов, а также минимизация пористости в готовых изделиях.
Характеристики принтера
| Вес | 2900 кг |
| Габариты | 2990х1320х2590 мм |
| Гарантия | 1 год |
| Мощность лазера | Волоконный лазер 500 Вт / 700 Вт/ 1000 Вт (опционально с одним или двумя лазерами) |
| Рабочая камера | 300*300*450 мм |
| Область построения | 300*300*450 мм |
| Программное обеспечение | EP Control, EPHatch, VoxelDance |
| Размер лазерного пятна | 70-120 мкм |
| Скорость печати | 20-45 см³/ч (один лазер), 55-95 см³/ч (два лазера) |
| Скорость сканирования | 8 м/с |
| Температура стола | 200 ℃ |
| Толщина слоя | 20-120 мкм |
| Формат файлов | *.stl, *.epi, *.cli, *.slc |
| Электропитание | 380 В, 32А, 50/60 Гц, 6/8 кВт |
Программное обеспечение
VoxelDance — профессиональное программное обеспечение, предназначенное для полной технологической подготовки данных перед 3Д печатью. В ней пользователю предоставляется возможность расставлять поддержки, выбрать их тип, прогнозировать процесс печати и многое другое. Более подробно ознакомиться с этим ПО вы можете в нашем блоге.
EP‑Hatch — это специализированное программное обеспечение, входящее в рабочий проприетарный комплекс 3Д принтера Eplus3D EP‑M300. Оно играет ключевую роль в подготовке к печати. Обладает необходимым функционалом для разработки оптимальной стратегии плавления металлического порошка. В ней можно подобрать траекторию движения лазерного луча, его скорость и мощность в каждой зоне построения. Управлять параметрами слоя — регулировать толщину наносимого порошка (в диапазоне 20–120 мкм) и другие параметры сплавления. Минимизировать время печати за счёт интеллектуального распределения нагрузки между лазерами. Подбирать параметры под конкретный металлический порошок.
EPControl – это встроенное программное обеспечение самого принтера для взаимодействия оператора с устройством. В нем осуществляется запуск на печать, визуализация рабочих процессов на встроенном мониторе, контроль процесса печати и все необходимое для дальнейшей работы (управление системой подачи порошка, составление очереди заданий, контроль температуры платформы, уровня кислорода, циклов продувки и создание инертной среды). Это многоуровневая программа для подготовки принтера к печати, мониторинга в реальном времени и анализа данных.
Процесс печати
.gif)
Первый этап - это согласование модели с заказчиком. Мы подбираем наиболее подходящий материал и обсуждаем все нюансы, включая возможные спорные моменты. Если требуется доработка, отправляем 3Д модель нашему инженеру — он проводит необходимые корректировки, выполняет подготовку к печати, продумывает стратегию и детально настраивает параметры для последующей печати.
Технология селективного лазерного сплавления/SLM существенно отличается от более привычных методов 3Д печати, таких как, например послойное отверждение/LCD и метод послойного наплавления/FDM. Здесь критически важно заранее учесть внутреннее напряжение изделия, возникающее в детали в процессе изготовления. Инженер заранее прорабатывает в программном обеспечении ключевые аспекты: оптимальную фиксацию на печатной платформе, наилучшую ориентацию модели и геометрию поддерживающих структур. Это необходимо для исключения риска отрыва изделия от платформы во время печати. Для каждого слоя специалист индивидуально подбирает настройки, тщательно контролируя равномерность нагрева и тонко настраивая весь процесс.
Перед началом печати оператор готовит принтер к новой задаче. После загрузки модели в программное обеспечение принтера устройство показывает, сколько требуется порошка для изготовления изделия — оператор при необходимости пополняет порошок в камере или производит замену. Также он очищает камеру от следов предыдущего цикла печати.
Система принтера надёжно защищает от возможных ошибок оператора — запуск печати невозможен при нарушении ключевых параметров. Устройство минимизирует влияние человеческого фактора: множество датчиков непрерывно контролируют подачу материала, обеспечивают подачу газа для создания инертной среды (для большинства материалов используется азот, а для взрывоопасных материалов — аргон), следят за работой системы очистки и других узлов. Когда модель готова к печати и загружена в программное обеспечение принтера, начинается процесс изготовления.
После завершения печати оператор приступает к очистке детали — всё выполняется в инертной среде с использованием специальных перчаток, встроенных в корпус принтера. Затем деталь тщательно продувают, удаляя остатки порошка из труднодоступных мест, каналов и поднутрений.
Завершающий этап работы — отправка изделия в муфельную печь для снятия остаточного напряжения. Эта процедура имеет принципиальное важное значение: без неё при отделении от печатной платформы деталь может сильно деформироваться, что с высокой вероятностью приведёт к потере должной геометрии детали.
Особого внимания требует подготовка металлического порошка: его обязательно просеивают на специальной взрывобезопасной станции просеивания. Одним из лучших устройств такого плана является TOP TSF-F20 VAD.
Постобработка
В нашем производстве для отделения детали от печатного стола используется электроэрозионная обработка, которая стала отличным дополнением к промышленным принтерам по технологии селективного лазерного сплавления в цепочке изготовления высокоточных металлических изделий.
Благодаря прецизионной точности этого устройства экономится время на обработку и поддерживающий материал, так как детали можно сразу же формировать напрямую от стола, что уменьшает риски перегрева и деформации. Отделение деталей происходит с помощью проволоки из молибденового сплава, на которую подаётся электрический разряд. Между проволокой и поверхностью печатного стола принтера возникает искра, которая выжигает металл, создавая контролируемый рез по направлению движения станка. В результате детали отделяются от стола с минимальным зазором и прогнозируемой точностью. В нашей подробной статье про постобработку металлических изделий вы сможете узнать детально обо всех процессах, через которые проходит напечатанная модель.
Как и в большинстве технологий 3Д печати, метод селективного лазерного сплавления не обходится без последующей механической обработки. На этом этапе выполняются ключевые операции: сначала удаляются поддерживающие структуры, затем деталь подвергается пескоструйной обработке, после чего следуют опциональные возможности улучшения качества поверхности такие как, фрезеровка и полировка.
Отклонение геометрии детали составляет не более 50-100 мкм после печати, а благодаря тщательно выстроенному процессу постобработки удаётся достичь еще более впечатляющей точности: не более 20-30 мкм в местах механической обработки. Это позволяет получать изделия с требуемыми эксплуатационными характеристиками и чистотой поверхности.
Завершающим этапом производства становится контроль геометрии и томография. На этой стадии специалисты тщательно проверяют соответствие готовой детали заданным параметрам,необходимо убедиться, что все размеры полностью соответствуют изначальной 3Д модели, а параметры пористости не превышают 0,1%. После успешного прохождения контроля изделие полностью готово к использованию и отправляется к заказчику вместе с необходимыми отчетами.
Дополнительное оборудование
Для модели EPlus3D EP-M300 подходит следующий набор устройств:
Открывает список аксессуаров полуэлектрический штабелер-погрузчик FBDD400, представляющий собой компактное и маневренное подъёмно‑транспортное устройство, которое идеально подходит для технического обслуживания оборудования — в частности, для захвата платформы с напечатанными изделиями и резервуара подачи порошка.
Промышленные взрывозащищённые пылесосы
Переходим к не менее важным устройствам для поддержания чистоты на производстве – промышленным взрывозащищенным пылесосам. Эти устройства активно применяются в технологии селективного лазерного сплавления для решения нескольких ключевых задач: удаления пыли и порошковых отходов, обеспечения безопасности при работе с взрывоопасными материалами, такими как алюминий и титан, а также для поддержания чистоты в производственной среде.
Устройство Delfin MTL451INERTZ21-007 предназначено для очистки рабочей камеры, а также для удаления пыли, отходов и т.д.
Более мощный и объёмный аналог Delfin ZFR75INERT. В сравнении с объёмом камеры Delfin MTL451INERTZ21-007 (740 × 550 × 1470 мм) это устройство обладает вместимостью 790 × 660 × 1700 мм и мощностью 3 кВт против 1.1 кВт у аналога.
.png)
Взрывозащищенный вакуумный пылесос мокрого типа TOP TEX3-E1.2KW IB 9L. Устройство широко используется в аэрокосмической, военной, химической, фармацевтической и в других видах промышленности, в механической обработке и, конечно же, в 3Д печати металлическими порошками. Предназначен для работы во взрывоопасных зонах 21 и 22 по европейскому стандарту ATEX.
.png)
Промышленный вакуумный пылесос TOP TEX5-E 1.2KW DS 35L — взрывозащищённая модель сухого типа со съёмным контейнером, предназначенная для сбора пыли и взрывоопасных порошков. Оборудование соответствует требованиям технического регламента ТР ТС 012/2011 (безопасность оборудования во взрывоопасных средах) для работы в зонах класса 22 и имеет все необходимые сертификаты РФ, включая декларации по ТР ТС 004/2011 (электробезопасность) и ТР ТС 020/2011 (электромагнитная совместимость). Пылесос работает от однофазной сети 220 В.
.png)
Вакуумная сушильная печь
При хранении в условиях высокой влажности, как и в случае с пластиками, порошок может впитывать влагу, поэтому он обязательно должен быть просушен во избежание различных дефектов при печати. Для этого используют специальные устройства для сушки металлических порошков.Eplus3D DZF-6216
| Размер устройства | 720 × 820 ×1750 мм |
| Потребление | 220В |
| Мощность | 2.1 кВт |
| Вес | 180 кг |
| Рабочая область | 560 × 600 × 640 мм |
| Температура | ~200°C |
.png)
Устройства для просеивания порошков
Eplus3D EP-MS400A (невзрывозащищённый) – используется для просеивания порошков и сбора крупногабаритных частиц не взрывоопасных материалов, таких как стальные, никелевые сплавы и др. Благодаря такому устройству после просеивания металлический порошок можно использовать повторно в следующем цикле печати.
TOP TGB-800 – это профессиональное решение для безопасной фасовки и быстрой автоматической упаковки металлических порошков и гранулированных материалов, используемых в промышленной 3Д печати. Автоматизированная система обеспечивает быстрое вытеснение воздуха из упаковочной камеры с непрерывным мониторингом концентрации кислорода и давления.
Станция порошковой очистки TCB-300 предназначена для эффективной очистки сложных деталей от остатков металлического порошка, особенно в случаях, когда традиционные методы очистки оказываются недостаточно эффективными. Внутри камеры деталь может свободно вращаться по двум осям на 360°, что обеспечивает качественное удаление порошка из труднодоступных внутренних полостей. Управление поворотом детали может осуществляться вручную или по заданной программе — для этого предусмотрен эргономичный джойстик. Оборудование спроектировано в соответствии с требованиями взрывозащиты и рассчитано на работу в инертной среде.
Муфельная печь
Муфельная печь в 3Д печати металлом — это обязательное звено в полноценном цикле производства. В процессе SLM-печати металл локально нагревается лазером и быстро остывает — это создаёт остаточные внутренние напряжения в конструкции детали. После термической обработки в таком устройстве происходит стабилизация структуры и достижение требуемых физико-механических характеристик благодаря равномерному нагреву со всех сторон.
Муфельная печь EPlus3D SLQ1100-40-S
Муфельная печь SLQ1100‑40S станет одним из лучших решений в дополнение к EP-M300. Это надёжное и точное устройство для термообработки. Полезный объём камеры совпадает с габаритами печатного стола принтера – 300×300×400 мм.
Благодаря стальному корпусу с герметизацией высокотемпературным силиконом и гибридной системе охлаждения (водяной и воздушной) печь быстро сбрасывает температуру. Максимальная температура достигает 1000 °C при скорости нагрева до 10 °C/мин, а гарантировать стабильность процесса позволит точность контроля температуры ±1 °C.
Для создания инертной среды в камере можно использовать аргон, азот и другие газы. SLQ1100‑40S требует минимальной настройки и усилий оператора за счёт продуманного программного обеспечения и конструкции устройства. С помощью дисплея осуществляется запуск по заданной программе и мониторинг температуры. Конфигурация устройства позволяет работать с такими распространёнными материалами для 3Д-печати как сталь, бронза и алюминий.
Вакуумная печь для термообработки EPlus3D SLZK1100-45
SLZK1100‑45 представляет собой универсальное оборудование для термообработки разнообразных сплавов, включая никелевые, титановые и кобальт‑хромовые. Остаточное давление 6,67×10-3 pa обеспечивает надёжную защиту материалов от окисления без применения инертных газов. Это позволяет существенно сократить эксплуатационные расходы, связанные с регулярной закачкой газа, исключает необходимость выделять пространство для хранения газовых баллонов, а также экономит время и силы оператора на дополнительной подготовке. Максимальная рабочая температура устройства достигает 1100 °C, при скорости нагрева до 50 °C/мин, а скорость охлаждения — до 10 °C/мин.
Интерфейс устройства позволяет настраивать и отслеживать все необходимые показатели: контроль температуры, вакуума, время работы и т.д. Также программа запоминает все данные о нагреве и вакууме после каждого запуска с возможностью экспорта на сторонние носители.
SLZK1100-45 - не просто опция, а необходимый элемент в цепочке производства 3Д печати металлом. При габаритах 1250×1360×1680 мм и весе 280 кг печь обеспечивает весь необходимый функционал для термообработки деталей после 3Д-печати. Диаметр камеры составляет 450 мм с высотой 500 мм.
Вывод
3Д принтер Eplus3D EP‑M300 отлично подходит для решения профессиональных задач любой сложности. Благодаря удобству эксплуатации, высокой скорости печати, вместительной камере построения и производительности, устройство активно применяется в машиностроении, медицине и авиакосмической отрасли. По сравнению с традиционными методами производства – аддитивные технологии предлагают быстрые и практичные решения, будь то прототипирование или изготовление готовой продукции. Отработанные модели запускаются в печать с абсолютной повторяемостью, что позволяет непрерывно изготавливать цельные крупные изделия, сборные детали крупных размеров, и большие партии негабаритных изделий в кратчайшие сроки.
Широкий выбор материалов для печати позволяет спланировать стратегию под совершенно разные задачи любого уровня сложности. А дополнительное оборудование, поставляемое в комплекте с 3Д принтером не только повышает эффективность и безопасность работы, но и обеспечивает чистоту на производственном участке. Подобрать такое оборудование – наша прямая обязанность, за которую мы несём полную ответственность.
Перед поставкой любого промышленного оборудования мы рассчитываем себестоимость производства изделий в индивидуальном порядке для оформления экономического обоснования оснащения производственной площадки, что позволяет наглядно увидеть преимущества аддитивного производства. Как эксклюзивный дистрибьютор компании Eplus3D, мы всегда готовы поделиться экспертным мнением в сфере аддитивных технологий. Наша команда обеспечивает полную поддержку на каждом этапе: от подбора оптимальной технологии и обучения до сервисного сопровождения, гарантируя безупречное качество работы с нами и поставляемыми устройствами.
Связаться с нами можно любым удобным способом:
по телефону +7 (800) 333-07-58
отправив запрос на info@3dvision.su
заполнив форму заявки на сайте
Реклама. OOO "3Д Вижн". ИНН: 7802253640
