Аддитивные технологии призваны ускорить и облегчить процессы разработки и производства продукта, являясь надежным подспорьем традиционных способов, а иногда и приходя им на замену. Разработки передовых материалов, включая пластики, металлы и керамику, позволяют достигать всё новых высот в 3D‑печати инновационных изделий с улучшенными характеристиками, в первую очередь в наукоемких отраслях промышленности.
Среди главных преимуществ аддитивных технологий – высокая точность и детализация, возможность создания сложных форм, сокращение сроков выполнения проектов и производственных издержек.
Каждый из методов печати имеет свои особенности и служит определенным задачам, удовлетворяя самые разные потребности пользователей – от создания прототипов до мелко- и среднесерийного производства.
Рассмотрим возможности, плюсы и ограничения основных технологий 3D‑печати с использованием полимеров, металлов и воска. Статья также поможет вам решить, приобретать 3D‑принтеры для своего предприятия или передавать заказы на аутсорс.
Когда выгодно заказать услуги 3D‑печати
Покупка оборудования (а многие 3D‑принтеры весьма дороги) – это капитальные затраты, которые оправданы при регулярном использовании. Обращение к подрядчику для выполнения услуг аддитивного производства может быть экономически более выгодным вариантом, чем приобретение системы 3D‑печати. Давайте посмотрим, в каких ситуациях это будет рентабельно.
1. Мне много не надо
Если вам не требуется аддитивное производство в больших объемах (например, нужно напечатать несколько прототипов, единичные изделия или мелкую серию), заказ услуги 3D‑печати позволит избежать значительных затрат на покупку и обслуживание оборудования. В этом случае стоимость печати будет гораздо ниже, чем амортизация и эксплуатация собственного принтера.
2. Хочу попробовать
Решили внедрить 3D‑печать в своей организации, присматриваетесь к аддитивным установкам, и вас страшит мучительный выбор? Пробное изготовление образцов поможет вам оценить реальные возможности того или иного метода и ознакомиться с технологическим процессом еще до покупки оборудования.
3. Как объять необъятное?
Как известно, универсальных 3D‑принтеров не существует. Если ваши задачи решаются с использованием разных аддитивных процессов (а значит, разного оборудования и расходных материалов), а бюджет ограничен, обращайтесь в центр быстрого прототипирования: так вы сможете гибко выбирать нужную технологию в зависимости от требований проекта.
4. Мне не хватает знаний
Для эффективного использования 3D‑принтеров требуются определенные навыки и опыт в настройке и эксплуатации оборудования, а также знание программного обеспечения для моделирования и подготовки файлов. Если таких специалистов у вас нет, заказ профессиональных услуг избавит от необходимости вкладывать средства в поиск и обучение персонала.
5. Сроки горят
Провайдеры услуг 3D‑печати располагают современным промышленным оборудованием и ПО и могут оперативно вносить изменения в проект. Если требуется срочная печать или модификация конструкции, подрядчик поможет сэкономить время, которое у вас могло бы уйти на подготовку модели к печати и на настройку и эксплуатацию собственного оборудования.
Итак, если ваша задача – это создание прототипов, единичных кастомизированных изделий или небольших серий продукции, заказ услуг 3D‑печати будет гораздо более экономичным и гибким решением, чем покупка принтера.
Обращайтесь в экспертный центр 3D‑решений TWIZE! Расскажите о своих производственных проблемах, опишите задачи, а мы найдем выгодное и оперативное решение средствами 3D‑печати. К вашим услугам – высокоэффективное оборудование и опытные специалисты.
Обзор основных аддитивных технологий для промышленности и бизнеса
SLA – лазерная стереолитография
Принцип работы: модели послойно выращиваются из жидкого фотополимера, который засвечивается и затвердевает под действием лазерного луча
Расходные материалы: фотополимерные смолы с различными свойствами (гибкие, термостойкие, прозрачные, аналоги ABS и т.д.)
Ключевые особенности:
- идеальное качество поверхности
- несложная постобработка
- возможность печати как миниатюрных объектов с высокой детализацией, так и крупногабаритных изделий
- отличный вариант, когда в приоритете точность печати и не требуется особая прочность и долговечность
- модели чувствительны к длительному воздействию ультрафиолета
Примеры изделий:
- наглядные/функциональные прототипы
- конечные изделия (корпуса приборов, кронштейны, автокомпоненты, сувениры и т.п.)
- макеты
- выжигаемые мастер-модели
- оснастка
FDM – моделирование методом послойного наплавления
Принцип работы: послойная экструзия расплавленного пластикового материала. Экструдер перемещается снизу вверх по осям X и Y, по оси Z движется рабочая платформа
Расходные материалы: различные термопласты и композиты – от базовых (PLA, PETG, ABS) до высокоэффективных инженерных (PEEK, PEI). Материалы поставляются в виде намотанных на катушки нитей (филаментов) или гранул (такая технология носит название Fused Granular Fabrication – FGF)
Ключевые особенности:
- самая бюджетная технология по затратам на оборудование и расходные материалы
- большой выбор материалов, в том числе с высокими механическими характеристиками
- высокая скорость печати
- простота эксплуатации оборудования
- наибольшая среди всех аддитивных технологий степень шероховатости поверхности (требуется постобработка)
- повышенная чувствительность к перепадам температур
Примеры изделий:
- наглядные/функциональные прототипы
- макеты
- функциональные изделия (прочные и износостойкие детали и комплектующие в машиностроении, автомобилестроении и других отраслях, декоративные объекты)
- оснастка
SLS – селективное лазерное спекание
Принцип работы: точечное спекание пластиковых порошков с разными компонентами лазерным лучом
Расходные материалы: полиамид, полистирол и другие пластики в виде порошка
Ключевые особенности:
- прочность и долговечность напечатанных моделей
- возможность создавать изделия сложнейших форм и фактур
- высокая производительность принтеров
- мелкосерийное производство
- отсутствие поддержек (отсюда – экономия материала)
- требуется постобработка из‑за шероховатой/пористой структуры моделей
Примеры изделий:
- функциональные прототипы
- элементы в инженерии и строительстве (шланги труб, прокладки, изоляционные шайбы)
- детали силовых установок
- литейные модели
MJP – многоструйная печать
Принцип работы: послойное построение моделей из воскового материала (также есть разновидность этой технологии с использованием фотополимерных смол)
Расходные материалы: экологически безопасный бесконтактный растворимый воск
Ключевые особенности:
- исключительная детализация и точность построения
- высокая производительность
- разнообразие модельных материалов
- простота эксплуатации аддитивных установок
- модели хрупки и уязвимы к солнечному свету
- высокая стоимость расходных материалов
Примеры изделий:
мастер-модели для литья по выплавляемым моделям для производства
- промышленных компонентов для автомобильной и авиакосмической индустрии, машиностроения и приборостроения
- запчастей
- ювелирных украшений
- стоматологических изделий
- сувениров
SLM – селективное лазерное плавление
Принцип работы: выборочное послойное расплавление металлического порошка под действием мощного лазерного излучения
Расходные материалы: нержавеющие, инструментальные, жароупорные, титановые и алюминиевые сплавы, медицинские кобальт-хром и титан, и др.
Ключевые особенности:
- создание сложных инновационных деталей, которые трудоемко или невозможно получить традиционными методами
- высокая точность, плотность и повторяемость изделий
- оптимизация геометрии для снижения веса и сокращения числа единиц в сборке
- получаемые изделия по своим механическим характеристикам сравнимы с литыми
- большие первоначальные инвестиции (самая дорогая аддитивная технология)
- особые требования к помещению и условиям эксплуатации
Примеры изделий:
- функциональные детали для разнообразных агрегатов и узлов
- цельнометаллические изделия, которые в традиционном производстве собираются из нескольких элементов
- формообразующие элементы пресс-форм с каналами конформного охлаждения
- индивидуальные протезы, имплантаты и другие приспособления в стоматологии и медицине
- технические прототипы для отработки конструкции изделий
Надеемся, этот небольшой материал станет руководством к действию при выборе аддитивной технологии, которая позволит вам оптимизировать производство и выпускать более конкурентоспособные продукты в более короткие сроки.
