첨가제 기술 : 설명, 정의 및 응용 프로그램 등급을 갖추고 있습니다. 업계의 첨가제 기술

조형 기계, 널리 방위 산업에 사용되는 - 회사 3D 시스템이 첫 번째 특수 프린터를 개발 할 때 3D 인쇄 기술은 1986 년에 도입되었다. 첫 번째 기계는 매우 비쌌다 및 모델의 창조를위한 재료의 선택은 제한되었다. 입체 인쇄의 급속한 발전은 설계 기술 (CAD), 계산 및 시뮬레이션 (CAE) 및 가공 (CAM)의 개발을 시작했다. 그리고 오늘은 3 차원 프린터를 사용하지 않았을 생산의 영역을 찾기 어렵 :. 전망은 분명하다 항공기, 우주선, 잠수함, 도구, 보철 및 임플란트, 보석 등의 부품을 생산하는 데 사용할 - 첨가제 기술을 가까운 장래에 우선 순위가 될 것입니다 기계 공학 기술의 .

세계의 주요 국가들은 적극적으로 3D 경주에 참여하고 있습니다. 미국에서 생산 된 열 다섯의 첨가제 기술의 첫 번째 센터 - 예를 들어, Yangstoune, 오하이오에서 2012 년, 국립 혁신 연구소 첨가제 제조 NAMII을 열었다. 기계 공원 연구소는 이미 금속 부품을 만들 수있는 가장 진보 된 기계 세 가지있는 첨가제 기계, 10있다.

용어 및 분류

첨가제 기술의 본질은 층으로 3D 모델 계층에서 데이터 개체를 만들 수있는 재료를 결합하는 것입니다. 공작물로부터 재료를 제거 - 이것은 기계를 의미 종래 감산 제조 기술과 다르다.

첨가제 기술 분류된다 :

• 사용 된 재료 (액체, 입자, 고분자, 금속 분말)하는 단계;
• 레이저의 존재;
• (자외선 또는 가시 광선, 바인더 조성물과 열적 효과 조사) 층 구조를 고정하는 방법으로;
• 층의 형성 방법에 의해.

층을 형성하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 첫 번째는 상기 제 플랫폼 분말 재료에 붓고 즉, 재료의 원하는 두께의 균일 한 층을 생성하는 파티션 또는 롤러 칼이다. 그것은-CAD 모델의 현재 부분에 따라 선택적 레이저 가공 또는 분말 화합물 (용융 또는 접착제)의 분말 입자의 다른 방법을 발생한다. 건설 비행기는 변경되지 않습니다, 그리고 분말의 일부는 그대로 유지됩니다. 공구의 화합물이 레이저 인 경우,이 프로세스는 선택적 합성뿐만 아니라 선택적 레이저 소결이라고한다. 두 번째 방법은 가산점 에너지의 재료를 직접 증착에있다.

업계 표준을 개발기구 ASTM은 7 개 범주로 3D-첨가제 기술을 나눕니다.

1. 재료를 압출. 예열 압출기 지점 구성에서, 페이스트 재료, 바인더와 금속 분말의 혼합물을 공급. 내장 원유 모델은 바인더와 소결 분말을 제거하기로에 위치 - 같은 방법으로 기존 기술에서 발생한다. 이 첨가제 기술은 상표 MJS (다상 제트 응고, 다상 제트 응고)에 따라 구현 된, FDM (융착 모델링 layerwise 융착에 의한 시뮬레이션), FFF (용융 필라멘트 제조, 제조 방법 필라멘트 융합).
2. 물질을 스프레이. 예를 들어, 다중 - 제트 헤드 Polyjet 왁스 또는 감광 기술의 포인트 구조에 적용된다. 이 첨가제 기술은 다중 분사 재료라고합니다.
3. 뿌리 바인더. 이러한 물질, 결착 제 (첨가제 제조 기술 ExOne)를 모델링하지 않는 영역의 구성에 분사 잉크젯 분사 기술을 포함한다.
4. 시트 재료의 화합물. 재 구축은 중합체 필름, 금속 호일, 종이 등이다. 이것은 초음파 기술 Fabrisonic 첨가제, 예를 들어 사용된다. 얇은 금속 플레이트를 초과 금속은 밀링에 의해 제거 된 후, 초음파에 의해 용접된다. 첨가제 기술 감산과 함께 사용된다.
5. 광중합 목욕. 감광 수지 - 기술은 액체 모델링 재료를 사용한다. 예는 SLA-기술 회사 3D 시스템 및 DLP 기술의 Envisiontec 회사, 디지털 라이트 행렬이다.
6. 전 형성층의 재료의 녹는. 에너지 레이저 나 열 헤드 (SHS 회사 Blueprinter)의 소스로 사용하여 SLS 기술에 사용된다.
7. 건축 장소까지 합산 직접 에너지. 물질과 에너지를 동시에 건설에 녹는 점에 공급. 본체는 에너지 및 재료를 공급하기위한 시스템이 장착 된 작업 헤드로서 사용된다. 에너지 전자 (Sciaky) 또는 레이저 광 (POM, Optomec)의 농축 된 빔의 형태로 제공. 때로는 머리가 로봇의 "손"에 장착된다.

이 분류는 이전의 것들보다 첨가제 기술의 복잡성에 대해 더 많은 이야기입니다.

응용 프로그램의 필드

앞서 다른 산업의 발전의 역학 첨가제 기술 시장. 평균 연간 성장률, 27 %로 추정 IDC 회사에 따라서는 2019 년 2015 년 110 억에 비해 26,700,000,000 달러에이를 것으로 추정

그러나, AT 시장은 소비재의 생산에 숨은 잠재력을 나타 내기 위해 아직있다. 최대 제품 생산의 가치를 기업의 10 %는 프로토 타입에 소비했다. 그리고 많은 기업들이 이미이 시장 세그먼트를 촬영했다. 그러나 나머지 90 %는 생산에 간다, 그래서 제품의 신속한 생산을위한 응용 프로그램을 만드는 것은 앞으로이 산업 발전의 주요 방향이 될 것입니다.

나머지는 연구와 교육에 의해 회계, 35 % 생산의 비중은 빠르게 성장하고 도구의 창조에서 31 %의 점유율에 도달 남아 25 %로 유지 - 2014 년 감소하지만 첨가제의 시장에서 쾌속 조형 기술의 비율은, 그것은 가장 높은 남아 있었다.

다음과 같이 경제 부문으로 AT 기술의 응용 프로그램 배포 :

• 21 % - 소비자 제품 및 전자;
• 20 % - 자동차;
• 15 % - 치과를 포함하여 약;
• 12 % - 항공 우주 제조업;
• 11 % - 생산 수단의 생산;
• 8 % - 군사 장비;
• 8 % - 형성;
• 3 % - 건설.

아마추어 및 프로 페셔널

AT 기술 시장은 아마추어와 프로로 나누어진다. 아마추어 시장은 3 차원 프린터, 서비스, 소모품, 소프트웨어를 포함, 개별 매니아, 교육, 아이디어의 시각화를위한 설계 및 신규 사업 개발의 초기 단계에서 통신을 용이하게 그들의 유지 보수를 포함한다.

전문의 3D 프린터는 비싸다 및 확장 재생에 적합합니다. 이들은 구조, 성능, 정확도, 신뢰도, 범위 확장 모델 물질의 큰 면적을 가지고있다. 이 기계는 훨씬 더 복잡하고 모델 재료 및 소프트웨어와 함께, 자체 장치와 함께 작동하도록 특별한 기술의 개발을 필요로한다. 일반적으로, 기계의 운전자는 높은 기술 교육과 첨가제 기술에 대한 전문적인 전문가가된다.

2015 년 첨가제 기술

보고서에 따르면 3 차원 프린터의 Wohlers 보고서 2015 년, 1988 년과 2014 년 79 (602) 산업은 전 세계적으로 설치되어 있습니다. . 중국, 8.7 % - - 일본, 9.2 %를 - 독일에 동시에 장치의 38.1 %가 9.3 % 이상 5000 달러가 미국 출신 비용. 세계의 나머지 훨씬 앞서 지도자입니다. 2007 년에서 2014 년에 데스크탑 프린터의 판매의 연간 볼륨은 139 584 만대로 66 증가. 2014 년 매출의 91.6 %가 데스크탑 3 차원 프린터, 8.4 %를 차지 - 첨가제 제조 산업 애플리케이션의 경우, 이익이되는, 그러나, 전체의 86.6 %, 또는 1,120,000,000 미국 달러를 차지 절대. 데스크톱 컴퓨터는 173,200,000 미국 달러와 13.4 %를 만족. 127 억이, 2020 년 시장은 $ 21.2 억에 도달 할 것 - 2016 년 매출액은 2018 년 $ 7.3 억 달러로 증가 할 것으로 예상된다.

Wohlers에 따르면, FDM 기술은 전 세계적으로 약 300 브랜드, 새로운 수정을 추가 매일 평균 우선합니다. 그들 중 일부는 로컬에서만 판매되고, 그래서 3 차원 프린터의 제조 브랜드의 수에 대한 정보를 찾기 위해, 아주 불가능하지는 않지만 어렵다. 자신감을 가지고 우리는 시장에서 자신의 수는 나날이 증가 말할 수 있습니다. 크기가 큰 다양성과 사용되는 기술이있다. 예를 들어, 베를린 회사는 36000. 유로의 가격에 BigRep의 ONE.2라는 거 BigRep FDM-프린터를 생산, 인쇄 할 수있는 두 개의 압출기로 100 ~ 1000 미크론의 해상도 및 다른 재료를 사용할 수있는 기능과 900 X 1,055 X 1,100mm까지 오브젝트.

산업 -에 대한

항공 산업은 첨가제의 생산에 집중적으로 투자하고있다. 첨가제 기술의 사용은 10 배 부품의 생산에 소요되는 재료의 소비를 줄일 수 있습니다. GE 항공 회사는 매년 40,000. 인젝터를 게시 할 것으로 예상된다. 그리고 에어 버스는 2018 년까지이 회사는 한 달에 부품의 최대 30 톤을 인쇄하려고 했어요. 이 회사는 기존에 비해 같은 방법으로 제조 된 부품의 특성에 상당한 진전을 말한다. 그것은 절반의 무게를 줄이면서 2.3 톤의 하중을 위해 설계되었습니다 브래킷, 사실 14 톤 하중을 견딜 수 있다고 밝혀졌다. 또한, 회사는 알루미늄 시트 및 연료 커넥터의 세부 사항을 게시합니다. 에어 버스 항공기는 3 차원 프린터 Stratasys의의 Fortus 회사 인쇄, 60,000. 조각이있다. 다른 회사의 항공 우주 산업은 첨가제 제조 기술을 사용하고 있습니다. 그 중 : 벨 헬리콥터, BAE 시스템, 폭격, 보잉, 엠 브라 에르, 하니웰 항공 우주, 일반 역학, 노스 롭 그루먼, 록히드 마틴, 레이 시온, 프랫 & 휘트니, 롤스 로이스와 스페이스 엑스.

디지털 첨가제 기술은 이미 다양한 소비재의 제조에 사용된다. 구체화 회사가 제공하는 서비스는 시력 교정 용 안경, 선글라스의 제조 Hoet Eyeware 협력, 제조 첨가제. 3 차원 모델은 클라우드 다양한 서비스를 제공하고 있습니다. 만 회사의 3D 이미지 갤러리 및 스케치 업이 270 만 개 샘플을 제공합니다. 당과 패션 산업에 남아 있지 않습니다. RS 인쇄 개별 깔창 인쇄, 발바닥의 압력을 측정하는 시스템을 사용한다. 디자이너는 비키니, 신발, 드레스 실험하고있다.

신속한 프로토 타입

신속한 프로토 타입에 따라 가능한 최단 시간에 프로토 타입 제품의 생성을 이해합니다. 이 첨가제 제조 기술의 주요 응용 프로그램 중 하나입니다. 프로토 타입 - 인체 공학, 조립 검증 기능의 평가 부분의 모양과 레이아웃 솔루션의 정확성을 최적화하는 데 필요한 제품의 유형입니다. 즉 제조 부품 수명의 감소는 크게 개발 시간을 단축 할 수있는 이유입니다. 또한, 프로토 타입은 가정용 및 의료 기기의 공기 역학 및 유체 역학적 테스트 나 검증 기능 인클로저 용으로 설계된 모델이 될 수 있습니다. 구성, 색상 및 착색 및 신속한 프로토 타입 등등. D.의 뉘앙스와 탐구 설계 모델로 만들어 많은 프로토 타입은 저렴한 3 차원 프린터를 사용합니다.

빠른 생산

업계에서 첨가제 기술은 좋은 전망을 가지고있다. 복잡한 형상을 가진 특정 조선의 일반적인 재료의 제품의 작은 규모의 생산 전력 공학, 재건 수술 및 치과 의학, 항공 우주 산업. 이 같은 금속 제품의 직접 재배는 경제적 편의에 의해 동기를 생산 모드가 저렴했다. 첨가제 기술의 사용으로 작업의 몸 터빈 샤프트, 임플란트 및 보철, 자동차 및 항공기 용 예비 부품을합니다.

급속한 제조의 개발과 사용 가능한 금속 분말 재료의 수가 크게 증가에 기여했다. 2000 년 분말의 5 ~ 6 개 종류가 있다면, 지금은에서 트랙의 수십 넓은 범위, 양 제공 구조용 강재 귀금속에 초합금을.

그들이 도구의 제조에 사용될 수있는 기계 공학, 유망 및 첨가제 기술과 사출 성형 기계, 금형, 템플릿 삽입 - 시리즈 생산을위한 도구를 제공합니다.

Ultimaker 2-2016에서 최고의 3 차원 프린터

테스트를 실시하고 3 차원 프린터의 가정의 특성을 비교 CHIP 잡지의 의견으로는, 최고의 프린터 2016 모델 Ultimaker는이 개 회사 Ultimaker, Reniforce RF1000 기업 콘래드와 플리 데스크탑 3D 프린터 기업 메이커 봇입니다.

개선 된 모델 Ultimaker 2+는 융합 시뮬레이션 기술을 사용합니다. 3 차원 프린터는 0.02 mm의 최소 층 두께가 작은 시간 산출 저비용 프린팅 (재료 1kg 당 2,600 문질러)와 다르다. 주요 특징 :

• 워킹 챔버의 크기 - 223 X 223 X 305mm;
• 중량 - 12.3 kg;
• 머리 크기 - 0.25 / 0.4 / 0.6 / 0.8 mm;
• 다이 온도 - 180-260 ℃로하는 단계;
• 해상도 층 - 150-60 / 200-20 / 400-20 / 600-20 마이크론;
• 인쇄 속도 - 8-24mm ³ / s의;
• 정밀 XYZ - 12,5-12,55 미크론;
• 재료 - PLA, ABS, CPE 직경 2.85 mm;
• 소프트웨어 - 큐라;
• 지원되는 파일 형식 - STL, OBJ, AMF;
• 소비 전력 - 221 W;
• 가격은 - 1,895유로 및 확장 기본 모델 2,495유로.

고객 리뷰에 따르면, 프린터 설치 및 사용하는 조명입니다. 기념 높은 해상도, 자동 조정 침대, 사용 재료의 대형 다양한 오픈 소스 소프트웨어의 사용. 단점은 프린터가 뜨거운 물질로부터 화상을 입을 수있는 프린터 디자인을 열고 있습니다.

LulzBot 미니 3D 프린터

잡지 PC 매거진 Ultimaker 2 플리 바탕 화면 3D의 리뷰에서 프린터는 또한 세 가지를 입력하지만, 여기 첫번째 장소에있는 프린터 LulzBot 미니 3D 프린터이었다. 다음과 같이 그것의 사양은 다음과 같습니다 :

• 워킹 챔버의 크기 - 152 X 152 X 158mm;
• 무게 - 8.55 kg;
• 다이 온도 - 300 ° C 단계;
• 층 두께 - 0.05 ~ 0.5 mm;
• 인쇄 속도 - 275mm / 0.18 mm 층의 높이의;
• 재료 - PLA, ABS, HIPS, PVA, 페트, 폴리 에스테르, 나일론, 폴리 카보네이트, PETG, PCTE, PC-ABS 및 3mm의 다른 직경을 갖는다.
• 소프트웨어 - 큐라, OctoPrint, BotQueue, Slic3r, Printrun, MatterControl 등;.
• 소비 전력 - 300 W;
• 가격 - $ 1250.

Sciaky의 EBAM (300)

최고의 산업 기계 중 하나는 제조가 EBAM 300 개 회사 Sciaky입니다 첨가제. 전자총은 시간당 최대 9 kg의 속도로 금속층시킨다.

• 워킹 챔버의 크기 - 5,791 X 1,219 X 1,219mm;
• 진공 챔버의 압력 - 1 × ^-4 토르;
• 전력 - 60 kV의 전압에서의 42 kW의 최대;
• 기술 - 압출;
• 재료 - 티타늄 및 티타늄 합금, 탄탈, 인코넬, 텅스텐, 니오븀, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 철, 구리 - 니켈 합금 (70/30 및 30/70);
• 최대량 - 8605.2 리터;
• 가격 - 250,000 달러 ..

러시아의 첨가제 기술

러시아에서 산업용 등급의 기계는 생산되지 않습니다. 단지 "로사 톰 (Rosatom)", 레이저 센터 MSTU 개발되고있다. 바우만 대학 "STANKIN"상트 페테르부르크의 폴리 테크닉 대학, 우랄 연방 대학. 교육 및 국내의 3D 프린터 "알파"생산 "Voronezhselimmash는"상용 첨가제 공장을 개발하고있다.

공급과 같은 상황. 러시아 분말 및 분말 제제의 개발의 선두 주자는 VIAM입니다. 첨가제 기술이 페름기 "항공기 엔진»의 명령에 의해, 터빈 블레이드의 복원에 사용되는 동안 그들은 분말을 생산했다. 진행은 가벼운 합금의 모든 러시아 연구소 (바퀴)에서. 개발은 러시아 연방에 걸쳐 서로 다른 엔지니어링 센터입니다. "Rostec는"러시아 과학 아카데미 우랄 브랜치, UFU 자신의 발전을 이끌. 하지만 여전히 그들은 매년 분말 20 톤도 작은 수요를 충족 할 수 없습니다.

이와 관련, 정부는 조정 된 프로그램 개발 및 연구를 설정하기 위해 교육부, 경제 개발, 산업 자원부, 통신부, 러시아 과학 아카데미, 파노, "Roscosmos"장관, "로사 톰 (Rosatom)", "Rosstandart"개발 기관을 지시했다. 추가 할당하는 제안을 위해 예산 할당을, 뿐만 아니라 국가 복지 기금 및 기타 소스의 비용으로 공동 자금 조달의 가능성을 고려. 집에서, 새로운 생산 기술을 지원하는 것이 좋습니다. H. 추가, MERS, "Rosnano"기금 "Skolkovo"수출 기관 "EXIAR", "Vnesheconombank". 정부는 산업 경쟁력의 개발과 향상을위한 국가 프로그램의 섹션을 준비합니다 산업과 무역 장관에 의해 표현된다.