3D печать металлом заводы – это сейчас активно обсуждаемая тема, особенно в контексте импортозамещения и развития отечественного производства. Вроде бы, технология перспективная, да и заявлений много. Но если взглянуть за красивой картинкой и маркетинговыми обещаниями, то понимаешь, что тут еще немало подводных камней. Несколько лет я занимаюсь вопросами промышленной аддитивной технологии, в том числе и в области металлов, и скажу сразу: это не просто 'принтер для всего'.
Помню, как в начале 2010-х, когда первые коммерчески доступные стальные 3D печатные металлы появились на рынке, вокруг был просто ажиотаж. Все говорили о возможности создания сложных деталей без необходимости дорогостоящего механического обработки. Но практический опыт показал, что не все так просто. Первые попытки наносить металлы слоями, получать деталь с заданными свойствами, часто заканчивались неудачами. Появились вопросы с усадкой, сцеплением слоев, с качеством поверхности. Попытки печатать крупногабаритные детали, например, детали для авиастроения, часто сталкивались с проблемами геометрической точности и необходимостью огромных затрат на постобработку. Сейчас ситуация, конечно, меняется, но эти проблемы остаются актуальными. И сейчас, когда речь заходит о создании заводов по металлической 3D печати, важно понимать, какие конкретно задачи нужно решать и какие материалы будут использоваться.
Существуют различные методы 3D печати металлом, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее распространенными являются: лазерная пассивная специфическая лазерная металлургия (SLM/DMLS), электронно-лучевая плавка (EBM), и направленная энергия (DED). SLM/DMLS – это, пожалуй, самый популярный метод, используемый для изготовления деталей из титана, алюминия, нержавеющей стали и сплавов никеля. EBM, в свою очередь, лучше подходит для работы с никелевыми сплавами, например Inconel, которые часто используются в аэрокосмической и энергетической отраслях. DED используется для печати больших деталей, часто в условиях существующего оборудования, например, для ремонта и изготовления запасных частей. Выбор конкретной технологии зависит от типа материала, требуемой точности, размера детали и бюджета.
Стоит отметить, что разработка и оптимизация технологических процессов для каждой технологии занимает значительное время и требует серьезных инвестиций. Это не просто покупка принтера и настройка программного обеспечения. Необходимо учитывать множество факторов, включая характеристики материала, параметры лазерного луча, скорость печати, температурный режим и т.д. Неправильная настройка этих параметров может привести к дефектам детали, таким как трещины, пористость и низкая механическая прочность.
Раньше 3D печать металлом ассоциировалась в основном с нержавеющей сталью. Сейчас же ассортимент доступных материалов значительно расширился. Появились сплавы титана, алюминия, никеля, кобальта, а также керамические материалы и композиты. Важно понимать, что не все материалы одинаково хорошо поддаются 3D печати металлом. Например, титан, несмотря на свою высокую прочность и коррозионную стойкость, довольно сложно печатать. Сплавы никеля требуют высоких температур плавления и специального оборудования. Поэтому, при выборе материала необходимо учитывать не только его механические свойства, но и технологические особенности.
В Xiamen Neway Rubber & Plastic Products Co., Ltd. мы специализируемся на изготовлении нестандартных пластиковых деталей, деталей из силиконовой резины и металлоизделий. Мы постоянно следим за развитием новых материалов и технологий, чтобы предлагать нашим клиентам самые современные решения. Например, мы активно используем сплавы алюминия для изготовления легких деталей для авиационной промышленности, а также сплавы титана для изготовления медицинских имплантатов. Именно поэтому для нас критически важно иметь доступ к качественным материалам и современному оборудованию.
Несмотря на все достижения в области 3D печати металлом, существуют серьезные проблемы, которые необходимо решить для ее широкого внедрения. Во-первых, это высокая стоимость оборудования и материалов. 3D печатные металлы значительно дороже традиционно изготовленных деталей. Во-вторых, это ограниченная геометрическая сложность. Не все детали можно напечатать одним куском. Часто приходится использовать сложные системы поддержки, которые затем удаляются и требуют дополнительной обработки. В-третьих, это необходимость постобработки. Большинство 3D печатных металлов нуждаются в механической обработке, термообработке или других видах постобработки для достижения требуемых свойств. В-четвертых, качество поверхности, зачастую требует дополнительной полировки или шлифовки.
Постобработка – это неотъемлемая часть процесса 3D печати металлом. Она необходима для удаления опорных структур, улучшения геометрической точности, повышения механических свойств и достижения требуемого качества поверхности. Существует несколько видов постобработки, включая механическую обработку (резка, шлифовка, полировка), термообработку (отжиг, закалка), химическую обработку (химическое травление) и другие. Выбор конкретного вида постобработки зависит от типа материала, требуемой точности и бюджета. Например, для удаления опорных структур часто используется механическая обработка, а для повышения механической прочности – термообработка.
Неправильная постобработка может привести к дефектам детали и снижению ее эксплуатационных характеристик. Поэтому, постобработку необходимо проводить с соблюдением всех технологических требований и с использованием специализированного оборудования. Оптимизация процессов постобработки – это важная задача для снижения стоимости и повышения качества 3D печати металлом.
Несмотря на все сложности, будущее заводов по металлической 3D печати представляется весьма перспективным. По мере развития технологий и снижения стоимости оборудования, 3D печать металлом будет все шире использоваться в различных отраслях промышленности, включая авиастроение, автомобилестроение, медицину, энергетику и другие. Особенно перспективным является применение 3D печати металлом для изготовления сложных деталей с индивидуальными характеристиками, которые невозможно изготовить традиционными методами. В частности, это касается деталей для авиационной промышленности, где важна легкость и прочность. Также, 3D печать металлом может значительно ускорить процесс создания новых продуктов и снизить затраты на прототипирование.
На сегодняшний день Xiamen Neway Rubber & Plastic Products Co., Ltd. активно инвестирует в исследования и разработки в области аддитивных технологий, в том числе и в области 3D печати металлом. Мы уверены, что 3D печать металлом станет важной частью будущего промышленного производства. Необходимо понимать, что прорыв произойдет не за счет простого масштабирования существующих технологий, а за счет разработки новых материалов, процессов и инструментов, которые позволят создавать детали с заданными свойствами и высокой точностью. Также, крайне важна интеграция 3D печати металлом в существующие производственные цепочки, что требует совместной работы поставщиков, производителей и конечных потребителей.
