3D-печать металлом : виды и примеры

От столовых приборов и хирургических инструментов до автомобильных деталей и лопастей турбин — нержавеющая сталь окружает нас повсюду, и не зря. Она устойчива к коррозии и высоким температурам, легка и доступна по цене. Это делает ее идеальным материалом для 3D-печати.

Сегодня 3D-печать из нержавеющей стали используется во многих промышленных компонентах и изделиях, дизайнерских, архитектурных и художественных приложениях. Почему; зачастую это быстрее, дешевле и эффективнее, чем традиционные методы производства.

Если вам нужны стальные детали, прототипы или оснастка, ознакомьтесь с нашим широким ассортиментом 3D-принтеров, материалов и услуг. Посмотрите на все наши возможности 3D-печати для нержавеющей стали.

Почему 3д печать?

Изготовители штампуют, режут, формуют и сваривают нержавеющую сталь уже более 100 лет. 3-D печать металлом Хотя эта технология существует всего несколько десятилетий, она уже конкурирует с традиционными методами по скорости и стоимости. Кроме того, 3D-печать играет важную роль в создании инновационных продуктов, позволяя создавать конструкции и сложные формы, которые невозможны при использовании других методов производства.

Прежде чем рассматривать способы 3D-печати с использованием нержавеющей стали, давайте посмотрим, «почему» компании делают это в настоящее время.

Уникальная оснастка

Крупному заводу Allegheny Electric срочно понадобились новые детали для 6-осевого робота для контроля партии продукции. Его отсутствие грозило остановкой завода. Инструмент был уникальным и являлся частью конструкции, которая должна была соединяться с двумя другими концевыми частями. Первоначальный прототип был напечатан в 3D из пластика, армированного углеродом, но материал оказался недостаточно прочным, поэтому Allegheny Electric обратилась к методам печати из нержавеющей стали (17-4PH) и быстродействующей и доступной технологии струйного 3D-связывания. Перепроектировав деталь для 3D-печати, компания смогла на вес примерно 40% за счет сжатия и снизить расход материала до 5%. Печать и расчет стоимости детали (на фото ниже) заняли менее одного дня. примерно в 150 долларов.

Фото: 3D-печатный инструмент из нержавеющей стали на заказ 3D-печатный инструмент из нержавеющей стали для компании Allegheny Electric.

Единственные в своем роде запасные части

Для запуска знаменитого гоночного автомобиля 1952 года Cummins Diesel Special No. 28 требовался новый водяной насос. Оригинал имел уникальную конструкцию, поэтому другие запасные части не соответствовали требованиям. Еще более сложным было то, что 28-ю модель нужно было изготовить за несколько недель, отказавшись от длительного традиционного метода литья в песчаные формы, который занимает 10 недель. Инженеры Cummins прибегли к проектированию и реверсивной 3D-печати. металлом 3D SLM-принтера 3D Systems. Новый водяной насос (на фото ниже) был напечатан в трех измерениях из нержавеющей стали 316L всего за три дня, а весь процесс длился пять недель вместо десяти. Корпус идеально подошел к остальным компонентам насоса и обеспечил непревзойденную производительность в шести гонках.

На фотографии оригинальный водяной насос для специального гоночного автомобиля Cummins #28 (слева) и 3D-печатный насос из нержавеющей стали.

Архитектура и конструкция

Голландская компания MX3D напечатала полностью функционирующий мост из нержавеющей стали через один из самых старых и известных каналов в центре Амстердама. Компания использовала протезирование с помощью дуговой сварки плавленой металлической проволокой (WAAM). Этот новый подход позволил компании напечатать в 3D прочную, сложную и элегантную конструкцию из нержавеющей стали. Мост не только уникально эстетичен, но и имеет встроенные в конструкцию датчики, которые измеряют движение и нагрузки моста в режиме реального времени.

Фото: мост из нержавеющей стали в Амстердаме, изготовленный с помощью 3D-печати MX3D

Прототипы сложных промышленных компонентов

Воронка является важным элементом насоса, регулирующим давление, и должна быть разработана для каждого конкретного применения. Возможность печатать собственные компоненты из нержавеющей стали 316L позволяет дизайнерской группе быстро создавать функциональные прототипы для тестирования, используя те же материалы, которые требуются для конечного аксессуара. Стоимость печати крыльчатки из нержавеющей стали, показанной ниже, с использованием системы Metal Studio Table составляет примерно 70 долларов США за единицу. Это гораздо меньше, чем оригинальный ЧПУ. Экономия затрат важна, особенно если требуется несколько итераций оригинала. Эти отдельные ребра дороги и сложны в производстве, требуют дорогостоящего оборудования и специализированной рабочей силы.

Показано: 3D-печатный функциональный прототип из нержавеющей стали

Функциональные прототипы медицинских инструментов

Компания Shukla Medical использует нержавеющую сталь PH 17-4 для печати прототипов из того же материала, что и многие готовые изделия, вместо того чтобы использовать станок с ЧПУ. Для создания первых прототипов они используют 3D-принтер Markforged из углеродного волокна, а затем окончательно изготавливают сталь на системе Markforged Metal X. Они уже находятся в руках хирургов для оценки. Хирурги могут представить, как это будет использоваться на практике, и понять, подходит ли это для их рук», — говорит Зак Свитцер, директор компании по разработке продукции. Возможность более эффективно создавать прототипы и быстрее выводить готовый продукт на рынок ставит нас на передовые позиции в отрасли».

Изображение: напечатанный стальной прототип от Shukla Medical, используемый хирургами-ортопедами для оценки будущих инструментов.

Технологии 3D-печати из нержавеющей стали

Изображение: высокодетальная диаграмма, созданная с помощью 3D-микропечати (Источник: 3D Microprint)

Существуют различные типы технологий 3D-печати металлом Нержавеющая сталь. В некоторых принтерах используются металлические стержни, в других — те же металлические порошки, которые применяются в традиционных методах производства. Другой новый, более доступный метод — 3D-печать металлическими нитями с последующей очисткой и спеканием (система Metalfuse компании Raise3D).

Некоторые 3D-принтеры из нержавеющей стали могут поместиться на столе, в то время как другие заполняют целую комнату. Кроме того, получаемые металлические детали имеют широкий диапазон механических свойств, поэтому необходимо хотя бы немного узнать о различных методах, чтобы понять, какой из них подходит для вашего проекта.

Например, если вам нужны сменные металлические сопла или быстрая переналадка для заводского производства, лучшим вариантом будет настольный FDM-принтер. Однако если вам нужно создать индивидуальные фитинги для труб из нержавеющей стали заказу — которые должны соответствовать промышленным нормам, необходимо использовать технологию лазерного порошкового спекания.

При оценке вариантов 3D-печати нержавеющей стали учитывайте конечную плотность детали (90-99%), пористость (которая может быть недостатком или преимуществом в зависимости от применения) и общий набор требуемых механических свойств, таких как прочность на разрыв. .

Для 3D-печати нержавеющей стали вы можете выбрать одну из следующих технологий 3D-печати.

— Фьюзинговое моделирование (FDM)

— Нанесение связующего (струя связующего)

— Селективное сплавление с помощью лазера (SLM)

— Протезные конструкции с проволочной дугой (WAAM)

— Микроразмерная печать

Более подробную информацию о поверхностной печати металлическими нитями см.

Где заказать 3д печать металлом ?

Инновационный центр Best3Dprint в Москве предлагает металлические 3D-печатные компоненты с помощью системы MetalFuse и селективного лазерного SLM. Кроме того, центр предлагает услуги «с гаечным ключом» — от дизайна до готового изделия, и только пост-обработку (очистка напечатанных компонентов от соединительного полимера и его камина). В конечном итоге центр осуществляет доставку продукции по всей России.