В текущем году наблюдается резкий рост и развитие новых методов объемной печати металлом. Разработка недорогих технологий компаниями Desktop Metal, Markforged и Xact Metal указывает на то, что основная проблема для их массового внедрения – себестоимость – отходит на второй план. Однако остается еще один камень преткновения в виде относительно невысокой скорости печати 3d-принтеров для работы с металлами.
Решить эту проблему намерен стартап из Австралии SPEED3D. В организации говорят, что благодаря новому подходу к «металлическим» аддитивным технологиям, можно достичь скорости печати в 1 000 раз выше по сравнению с обычными системами на основе лазера.
Генеральный и технический директоры SPEED3D Байрон Кеннеди и Стивен Камиллери соответственно 15 лет назад работали вместе в одной компании и занимались созданием конвейеров для электромоторов. «Мы многому научились на той работе, а теперь видим, насколько сильно изменились производственные процессы и понимаем, что настало время для 3д-печати. В мире, в котором мы жили раньше, аддитивные технологии были слишком медленные и слишком дорогие. Создавая со Стивеном SPEED3D, мы поставили цель: как можно эффективнее решить проблему цены и скорости», – рассказывает Б. Кеннеди.
Техническая часть вопроса
В ходе исследований, команда столкнулась с методом холодного распыления (cold spray), ранее использованного американской армией. В ходе этого процесса, металлические частицы порошка диаметром от 10 до 50 мкм под действием сжатого газа ускоряются до сверхзвуковой скорости (1 000 м/с) и направляются на покрываемую поверхность. Когда частицы попадают на эту поверхность, они, благодаря кинетической энергии, деформируются и прилипают, образуя необходимую деталь.
Генеральный директор SPEED3D отмечает, что для коммерческой реализации метода холодного распыления, команде пришлось разработать собственные алгоритмы управления программным и аппаратным обеспечением.
Благодаря инвестициям австралийского правительства, стартапу удалось создать технологию сверхзвукового 3d-наплавления (SP3D), а первой установкой, функционирующей по такой логике, стал принтер LIGHTSPEE3D. В компании гордятся, что это первый в мире 3д-принтер с полностью интегрированной технологией холодного распыления. Рабочая площадь машины составляет 300x300 мм, есть 6-осевой робот с настраиваемой головкой, а также отсутствует необходимость использования инертных газов.
Целевое предназначение
На промо-ролике SPEE3D демонстрируется, как с помощью установки буквально за 10 минут была изготовлена клюшка для гольфа. В то же время, в компании понимают, что неизбежны и недостатки такого производства на скорую руку. Пользователи могут изготавливать детали и готовые решения с высокой скоростью, но никуда не деться от их пост-обработки.
«Это то, чего действительно требуют люди. Мы не претендуем на звание компании-лидера в области аддитивных технологий в медицинской или любой другой сфере, где требуется высочайшая точность. Стартап SPEE3D нацелен на то, чтобы позволять рядовым пользователям изготавливать те решения, которые они хотят видеть здесь и сейчас. И все это – довольно быстро и по малой себестоимости», – объясняет Б. Кеннеди.
Установка LIGHTSPEE3D использует стандартные металлические порошки; сейчас она работает с медью и алюминием, в дальнейшем планируется реализовать поддержку стали. Не в последнюю очередь благодаря этому и достигается экономия, ведь для большинства других систем используются специально разработанные расходные материалы.
«Наша технология подходит для работы с 3д-печатью в традиционном ее понимании. С технической точки зрения это реализуемо, и мы можем использовать дорогие и сложные материалы вроде инконеля или нержавеющей стали, но наша задача состоит в другом. Компания SPEE3D выбирает противоположный конец рынка», – уверяет генеральный директор стартапа.
Планы на будущее
Б. Кеннеди считает, что литейное производство несколько пренебрегает достижениями в области 3d-печати, например, в изготовлении сложных форм для отливки. Задачей SPEE3D на ближайшую перспективу является создание ключевых деталей для литейного производства.
«С помощью SP3D мы планируем изготавливать экономически выгодные компоненты, которые в противном случае будут произведены с использованием традиционной механической обработки металла. Это, например, алюминиевые скобы и шкивы или медные части кулеров», – объясняет Б. Кеннеди.
Технология австралийской компании хорошо показывает себя при работе с большими объемами (около 10 000 изготовленных компонентов), где экономия по сравнению с литьем особо заметна. На таких масштабах метод SP3D был бы идеален при работе в заводских условиях. Кстати, именно по этой причине компания оборудовала свой принтер 6-осевым роботом, который не только делает процесс более гибким, но и упрощает интеграцию машины на производственный участок.
