Первые попытки создания металлических изделий с помощью трехмерной печати были предприняты еще в конце ХХ века. Несмотря на многочисленные неудачи и препятствия, исследователям удалось добиться успеха в данной сфере. Сегодня 3D-печать металлом – процесс хоть и затратный, но вполне осуществимый.
Сферы применения 3D-печати из металла
Предметы интерьера
Как правило, с помощью 3D-принтера по металлу создаются предметы быта небольших размеров. Это различные рамки, крепители, ручки, статуэтки, светильники. Предметы интерьера из металла имеют высокую прочность, а характерный блеск создает особую атмосферу в помещении, поэтому спрос на металлические предметы интерьера есть всегда. На это рассчитывали в компании American Standard Brands, которая представила линейку необычных металлических кранов. Смесители изготовлены по технологии SLS – селективного лазерного спекания, которая позволяет создать конструкцию любого размера и формы. Планируется изготовить целую серию данных кухонных приборов. Разумеется, такое удовольствие будет стоить недешево – от 12 тыс. долларов за один кран. Однако те, кому это по карману, смогут оценить изящество и уникальный дизайн приборов.
Средства передвижения
Печатью стальных конструкций для автомобилей или самолетов уже никого не удивишь. В США даже было представлено первое средство передвижения, полностью напечатанное на трехмерном принтере. Однако металлическими были только некоторые детали внутренней отделки машины, корпус изготовлялся из пластика. Зато команде студентов из Нидерландов удалось создать почти невероятное – велосипед, вся конструкция которого, кроме резиновых шин, металлическая. Данное чудо техники было воплощено в жизнь благодаря использованию трехмерного принтера.
Создатели первого в мире велосипеда, сконструированного с помощью 3D-печати металлом и сваривания элементов, назвали его Arc Bicycle. Изготовляли средство передвижения с помощью специально разработанных для этого проекта трехмерных принтеров-роботов.
Архитектура
3D-технологии используются в архитектуре, как правило, для печати уменьшенных копий различных сооружений, макетов будущих строений и т.д. О создании конструкций в натуральных масштабах пока говорится только как о проектах. Один из самых грандиозных проектов – построение пешеходного моста с помощью трехмерного принтера. Для этого будет использовано специальное оборудование – два 3D-принтера, которые изначально установят по разным берегам, затем машины сойдутся на середине уже готового моста. Конечно, пока это всего лишь проект, который, однако, в случае реализации, может спровоцировать революцию в мире трехмерной печати. К тому же, команда проектировщиков настроена решительно.
Основные технологии 3D-печати металлом
На сегодня существует несколько технологий, которые используются для создания металлических изделий.
Селективное лазерное спекание
Данная технология еще имеет название SLS печать или Direct metal laser sintering. Использование этого метода позволяет создать изделия на основе особого материала – металлической глины. Вначале с помощью технологии лазерного спекания изготовлялись примитивные формы. Только через десять лет ее стали применять в промышленности.
Как проходит процесс печати. На специальную поверхность SLS-принтера наносится металлоглина, которая имеет порошковую консистенцию, затем разглаживается специальным валиком. С помощью лазерного излучения корректируется каждый слой металлоглины. Деталь печатается по запрограммированному шаблону.
Электронно-лучевая плавка
Принцип технологии EBM практически ничем не отличается от метода селективного лазерного спекания. Главное ее отличие заключается в том, что слои металлоглины печатаются под воздействием электроимпульса. Этот способ печати является наиболее дорогостоящим, поскольку EBM-принтеры оснащены специальными установками с позолоченными или посеребренными зеркалами.
Как происходит процесс печати. Создание изделия происходит в вакууме, благодаря чему можно добиться высокой детализации объектов. Движение лазерного луча, корректирующего слои металлоглины, осуществляется за счет манипуляции электромагнитных полей, что позволяет печатать конструкции любой сложности.
Струйное моделирование методом наплавления
Технология FDM или fused deposition modeling является самой простой и наиболее распространенной. С ее помощью можно создавать изделия из стали, меди, железа, золота, серебра и бронзы. Однако данным метод имеет существенный недостаток – невозможность печати высокотехнологичных конструкций.
Как происходит процесс печати. Расплавленный металл выдавливается на охлажденную платформу для печати, слой за слоем, формируя объект нужного размера и формы. Затем конструкции требуется некоторое время для застывания.
Сегодня 3D-печать из металла все еще является роскошью. Позволить себе производство конструкций с использованием трехмерного принтера могут только крупнейшие производители. Цена на трехмерную печать металлом зависит от следующих факторов:
- тип материала изготавливаемого изделия и способ его обработки после печати;
- размер, форма и детализация конструкции;
- сроки выполнения заказа.
Благодаря стараниям ученых, исследователей, вполне возможно, что в скором будущем появятся более дешевые модели 3D-принтеров по металлу, что приведет к массовому внедрению трехмерной печати металлических изделий в различных сферах деятельности человека.
Читайте интересную и полезную информацию в блоге компании KLONA, и будьте в курсе всего, что происходит в мире 3D-технологий!
