Главная
/
Блог
/
Создание металлических деталей путем экструзии металла или 3D-печати
23.06.2022

Создание металлических деталей путем экструзии металла или 3D-печати

Печать металлом,3дпечать металлом,3d печать металлом,печать сталью,3д печать сталью 3d печать сталью,печать металлом на заказ,3д печать на заказ,3d печать на заказ,fdm печать металлом

Экструзия металла — это альтернативный недорогой способ 3D-печати металлом, который подходит в основном для создания прототипов или для изготовления небольшого количества металлических деталей на заказ.

Рассмотрим характеристики, ключевые преимущества и недостатки этой аддитивной технологии, чтобы помочь вам понять, как ее использовать наиболее эффективно.

Что такое 3D-печать путем экструзии металла?

 

Печать металлом,3дпечать металлом,3d печать металлом,печать сталью,3д печать сталью 3d печать сталью,печать металлом на заказ,3д печать на заказ,3d печать на заказ,fdm печать металлом

Экструзия металла — это разновидность классического процесса FDM-печати пластиком. Первые 3D-принтеры для экструзии металла были выпущены в 2018 году. Технология также известна как «размещение связанного металла» (BMD) или технология атомной диффузии (ADAM).

Подобно FDM, деталь создается послойно путем выплавления и выдавливания материала через сопло. В отличие от FDM, материал представляет собой не пластик, а металлический порошок, скрепленный при помощи полимерного связующего. Результатом печати является “зеленая” деталь, которую необходимо очистить от полимера и спечь, чтобы она стала полностью металлической и прочной.

Стадии получения металлической детали путем 3D-печати

Печать металлом,3дпечать металлом,3d печать металлом,печать сталью,3д печать сталью 3d печать сталью,печать металлом на заказ,3д печать на заказ,3d печать на заказ,fdm печать металлом

3D-печать металлом — это трехэтапный процесс. Он включает в себя этап печати, этап удаления связующего и этап спекания. Вот как происходит этап печати:

  • Исходный материал поставляется в виде нити, состоящей из металлических частиц, связанных полимером и/или воском.
  • Эта нить выдавливается через нагретое сопло и наносится послойно, создавая деталь из трехмерной цифровой модели.
  • При необходимости создаются опорные конструкции. Слой между деталью и поддержками печатается из керамического материала, который легко удалить вручную.

По завершении печати полученную “зеленую” деталь необходимо подвергнуть последующей обработке, чтобы она стала прочной и чисто металлической. Сначала из «зеленой» части при помощи кислоты удаляется большая часть связующего. Затем она спекается в печи, где металлические частицы соединяются. Так формируется полностью металлическая деталь.

Печать металлом,3дпечать металлом,3d печать металлом,печать сталью,3д печать сталью 3d печать сталью,печать металлом на заказ,3д печать на заказ,3d печать на заказ,fdm печать металлом

Во время спекания размеры детали уменьшаются примерно на 20%. Детали печатаются большего размера, чтобы компенсировать это. Для получения точных результатов необходимо предусмотреть процент усадки заранее.

Печать металлом VS печать пластиком

Принцип печати и сами принтеры, печатающие металлонаполненной нитью и пластиковой, очень похожи. В обоих процессах печатаются детали с использованием контура и заполнения.

Помимо материала, есть два других важных практических различия между экструзией металла и пластика, которые вы должны иметь в виду. Оба связаны с механикой процесса удаления связующего и спекания.

  • Толщина стенки: при экструзии металла детали всегда должны иметь одинаковую толщину стенки (предпочтительно менее 10 мм). Если это не так, то время, необходимое для полного очистки и спекания деталей, может увеличиться на несколько часов.
  • Опорные конструкции: при печати металлом поддержка необходима в том числе на для стадии спекания. При очень высоких температурах металлический материал становится мягким и податливым и может разрушиться под собственным весом.

Плюсы и минусы 3D-печати металлом

Печать металлом отлично подходит для функционального прототипирования и небольших производств металлических деталей, для изготовления которых в противном случае потребовалась бы 5-осевая обработка на станке ЧПУ.

Стоимость оборудования для 3D-печати металлом значительно ниже стоимости оборудования для прямого и селективного лазерного спекания (DMLS/SLM) или Binder Jetting. Это самая экономичная система для печати металлом на сегодняшний день. Таким образом, для создания прототипов и небольших серий технологией может воспользоваться более широкая аудитория. Кроме того, простота использования этих систем и низкие санитарные и технические требования делают их привлекательными для собственного производства нестандартных деталей или оснастки.

Однако, по сравнению с другими технологиями производства (такими как, обработка на станке ЧПУ) стоимость печати металлом по-прежнему значительна. Для простых геометрических форм более экономично (и, как правило, быстрее) выбрать традиционный производственный процесс, даже при аутсорсинге производства. Наибольший вклад в конечную стоимость детали вносит время, необходимое для очистки и спекания напечатанных “зеленых” деталей. В среднем на это уходит от 24 до 72 часов.

С технической точки зрения, детали, изготовленные с помощью 3D-печати, не подходят для сложных применений, поскольку они имеют более низкие механические свойства, чем обработанный металл (прочность на ~ 33% ниже) из-за их внутренней пористости (примерно 2-4%).

 

Плюсы:

+ Низкая стоимость по сравнению с другими аддитивными методами изготовления металлических деталей.

+ Возможность изготовить функциональные прототипы из металла.

+ Простота в использовании.

 

Минусы:

— Более высокая стоимость изготовления простых деталей, чем при обработке на станке ЧПУ.

— Длительная постобработка.

— Прочность на 33% ниже, чем у кованого железа.

Где можно заказать 3D- печать металлом?

Если у вас нет собственного производства металлических деталей, вы можете обратиться в Инновационный центр 3D-печати Best3DPrint. На сайте компании вы можете заказать как услугу под ключ, от моделирования до получения готового изделия, так и только постобработку (очистку напечатанной детали от связующего полимера и ее спекание). Центр осуществляет доставку готовых изделий по всей России.

Оборудование, которое использует Best3DPrint для печати металлических деталей – система известной компании Raise3D MetalFuse, а также оборудование других известных производителей. Для 3D-печати металлом используется металлонаполненная нить от BASF Forward AM – Ultrafuse 316L и Ultrafuse 17-4 PH. На сайте компании можно рассчитать примерную стоимость и поручить выполнение заказа профессионалам.