Что такое индустриальный принтер

Как это работает. Промышленный 3D-принтер

Фото: Александр Уткин

Аддитивные технологии постепенно меняют промышленный уклад. Изделия, которые можно изготовить с помощью 3D-печати, становятся функциональнее и крупнее. Растет количество таких деталей в составе сложной техники. Все больше предприятий дополняют свое производство аддитивным оборудованием. 3D-принтеры позволяют экономить средства и время на изготовление деталей, они более экологичны, чем традиционные станки. На примере 3D-печати металлом, которая активно применяется на предприятиях Ростеха, рассказываем о преимуществах промышленных принтеров и принципе их работы.

Аддитивное производство на основе металла (от лат. addere «добавлять») – одна из наиболее быстро развивающихся технологий в обрабатывающей промышленности. Это способ создания деталей методом поэтапного добавления материала на основу, также называемый промышленной 3D-печатью. В отличие от традиционного производства (например, токарного или фрезеровочного), где от заготовки отсекается все лишнее, в аддитивном производстве объект, наоборот, постепенно создается из нужного материала, как бы выращивается. Основные сферы применения трехмерной печати металлом – прототипирование, авиакосмическая промышленность, машиностроение, изготовление инструментов, медицинских имплантов и т.д.

Основные преимущества 3D-печати металлом – возможность создания объектов сложных форм, снижение веса деталей без снижения прочности, более короткий срок производства, экономичность и экологичность метода. Действительно, 3D-принтеры работают с минимумом отходов, а специальные технологии очистки позволяют вторично использовать остатки исходных материалов.

Трехмерная печать металлом позволяет создавать сложные цельные конструкции. Это дает возможность исключить многие технологические операции, такие как сварка, сборка. 3D-печать позволяет объединить в одном узле 30-40 элементов без потери функциональности и создавать такие детали, которые получить на обычных станках просто невозможно.

Как работает 3D-принтер

3D-печать металлом – общее определение для ряда технологий. В целом так можно назвать любую технологию, когда металлический объект создается слой за слоем с помощью процессов спекания, плавления или сварки. Распространенным видом 3D-печати металлом является селективное лазерное сплавление (SLM, Selective laser melting), когда металлический порошок сплавляется с помощью мощного лазера. Рассмотрим работу промышленного принтера на примере этой технологии.

При использовании любого вида печати до начала работы с 3D-принтером по металлу нам нужна трехмерная модель изготавливаемой детали. Она создается с помощью программ САПР – систем автоматизированного проектирования. Затем цифровая модель переводится в стереолитографический формат STL и загружается в специальное программное обеспечение, которое делит модель на очень тонкие, толщиной от 20 до 100 мкм, горизонтальные слои, определяет необходимые опоры и проводит другие подготовительные работы.

Далее мы переходим непосредственно к самому принтеру. Камера устройства сначала заполняется инертным газом (например аргоном), чтобы минимизировать окисление металлического порошка, а затем нагревается до оптимальной температуры.

Тонкий слой металлического порошка распределяется по платформе построения, и лазер высокой мощности проходит с заданной скоростью поперечное сечение компонента, сплавляя металлические частицы вместе и создавая слой. Когда процесс сплавления завершен, платформа перемещается вниз на толщину одного слоя, а устройство распределяет еще один тонкий слой металлического порошка. Процесс повторяется до тех пор, пока деталь не будет построена полностью.

Детали, как правило, прикрепляются к платформе сборки через опорные конструкции − поддержки. Поддержка необходима для уменьшения деформации, которая может возникнуть из-за высоких температур обработки, а также отводит излишки тепла. В 3D-печати металлом поддержка изготавливается из того же материала, что и деталь, и обычно представляет собой ажурную конструкцию, которая удаляется после создания детали.

После завершения печати камера охлаждается до комнатной температуры, излишки порошка удаляются вручную. Затем деталь вместе с платформой извлекается из камеры, подвергается термообработке и механическим способом отделяется от платформы. После этого проводятся все необходимые действия по финишной обработке детали.

Читайте также:  Принтер самсунг заминает бумагу что делать

О Центре аддитивных технологий Ростеха

3D-печать металлом и другие виды аддитивного производства активно развиваются на предприятиях Госкорпорации. Интеграцией этих процессов в рамках Ростеха занимается Центр аддитивных технологий (ЦАТ), созданный на базе холдинговых корпораций авиационного комплекса. Акционерами организации выступают холдинги ОДК, «Технодинамика», КРЭТ и «Вертолеты России».

Центр работает уже более трех лет и сегодня является крупнейшим в России предприятием, специализирующимся на промышленной 3D-печати полного цикла. Здесь создаются детали для самых масштабных проектов отечественной авиации, таких как двигатели ПД-14, ПД-35, ВК-650В, ВК-1600В, вертолет «Ансат» и др.


Двигатель-демонстратор ВК-1600В на МАКС-2021. Фото: Виктор Молодцов

На недавно прошедшем в подмосковном Жуковском Международном авиакосмическом салоне МАКС-2021 было представлено сразу несколько разработок, использующих созданные в Центре детали. Одной из премьер салона стал двигатель-демонстратор ВК-1600В для вертолета Ка-62, около 10% деталей которого были напечатаны на 3D-принтере. А в двигателе-демонстраторе ВК-650В для вертолета Ка-226Т доля напечатанных в ЦАТ деталей составит уже около 15%. Также на МАКСе были продемонстрированы вертолеты Ми-8/17 и Ми-171А3, заготовки для деталей которых создавались силами Центра. В результате оптимизации удалось добиться сокращения до 30% массы деталей и на 50% уменьшить расчетное время финишной механической обработки в сравнении с традиционными методами.

События, связанные с этим

Главный моторист Советского Союза: к 130-летию Бориса Стечкина

Источник

Промышленный принтер.Разновидности

Любой производитель рано или поздно сталкивается с необходимостью маркировки своей продукции.

Маркировка товара является обязательным условием для выпуска и последующей реализации продукции.

Для данной задачи используются различные виды промышленных маркираторов, тем не менее имеющие общие свойства: во-первых, они приспособлены к работе в производственных и складских помещениях – сделаны из металла, обязательно имеют различные классы пыле- и влагозащищенности.

Во-вторых, промышленные маркираторы в большинстве своём являются высокоскоростными печатающими устройствами. В зависимости от используемой технологии скорость печати промышленных маркираторов может достигать 300 и более метров в минуту.

Существует немало разновидностей промышленных принтеров: каплеструйные (CIJ), лазерные, термоструйные (TIJ), крупносимвольные (DOD) и и т.д.

2. Термоструйный маркиратор (TIJ).

Промышленный принтер TIJ предназначен в первую очередь для печати логотипов и штрих-кодов, то есть информации, имеющей повышенные требования к считываемости. Из плюсов можно отметить простоту технического обслуживания, высокое качество печати. Из минусов — относительно высокую стоимость отпечатка.

2. Каплеструйный маркиратор (CIJ).

Промышленный принтер CIJ — наиболее распространенный вид маркираторов. Благодаря своей универсальности и неприхотливости данные маркираторы позволяют наносить печать на продукты различной формы из различных материалов : на пищевые продукты, запчасти автомобилей, трубы, стекло и т.д. От термоструйных принтеров они отличаются значительно более высокими скоростями маркировки. Стоимость отпечатка каплеструйного принтера ниже. Однако он сложней в техническом обслуживании.

3. Лазерный маркиратор (CIJ).

Лазерные маркираторы отличаются особой быстротой печати, компактностью и универсальностью. Такой принтер не требует расходных материалов, т.к. наносит на материал информацию с помощью лазера. Отличается особой надежностью нанесения изображений – лазерная маркировка не сотрется. Из Недостатков лазерного принтера можно отметить высокую стоимость принтера и очень высокую стоимость запчастей, особенно печатной головки в случае её выхода из строя. Кроме того, лазерные принтеры имеют определенные ограничения по использованию при маркировке отражающих поверхностей.

Источник

Что такое промышленный принтер

Считается, что принтеры – это устройства, при помощи которых можно печатать документы и фото, если предусмотрена подобная функция. Все привыкли слышать про струйные и лазерные модели, кто-то, возможно, слышал и про матричные аппараты. На самом же деле, существуют и другие типы принтеров, причем, со многими из них мы сталкиваемся практически ежедневно.

Читайте также:  Принтер м436n где лоток 1

Одним из таких примеров является промышленный принтер. Нет, это не то устройство, которое используют в копировальных центрах или офисах, или же на фирмах, где осуществляется скупка новых картриджей. Речь идет о несколько ином приборе, который, тем не менее, широко распространен.

Промышленный принтер используется для печати этикеток из разных материалов. Потребители сталкиваются с такой печатной продукцией в супермаркетах, магазинах одежды, текстиля, белья, игрушек и т.д. Те самые этикетки, на которых указана информация для покупателей – срок годности, состав, наименование продукции, торговая марка и т.д. – они и печатаются на промышленных принтерах.

Печать может производиться, как на бумаге, так и на виниловых поверхностях, текстильных, картонных, нейлоновых и ряда других. Просто метод нанесения разный для разных типов материалов. В остальном же суть точно такая, как и в обычном принтере. В устройство заносится необходимая информация, в специальное отверстие устанавливается расходный материал, а затем осуществляется процесс печати.

Потребители с этим сталкиваются чаще всего в супермаркетах, где нужно самостоятельно взвешивать товар, нажимать кнопку с кодом товара, а из аппарата выскакивает наклейка, которую затем и клеят на пакет с продукцией.

Конечно, принцип работы, как и технические характеристики промышленного и бытового принтеров отличаются. Бытовая модель рассчитана только на бумагу, как правило, формата А4, некоторые коммерческие модели позволяют печатать на больших форматах, например, А3, А1. Но, в любом случае, расходный материал один, бумага, причем в определенном диапазоне плотности.

У промышленных моделей можно настроить диапазон формата этикеток, если это предусмотрено производителем, а материалы могут использоваться различные. Есть принтеры для тканевых расходных материалов, есть – для материалов на основе бумаги, для полиэтилена.

Также отличие и в скорости печати, на которую влияют и материал, и цветность. Монохромная печать в любом устройстве производится быстрее, чем цветная.

г. Москва , ул. Петровско-Разумовский проезд, д.3

м. Динамо (7 минут пешком), м. Савеловская (15 минут пешком)

Телефоны: 8 (929) 551-50-62 , 8 (495) 973-72-98

Пн-Пт с 10:00 до 19:00, Сб и Вс по предварительной записи по тел 8 (901) 553-72-98

Источник

Лучшие промышленные 3D-принтеры

3D-принтеры бывают не только персональные или профессиональные, но и промышленные, которые применяются на различных производствах. У них выше производительность, большие размеры и, конечно, более высокая стоимость. Но такое оборудование достаточно быстро окупается при использовании его возможностей по максимуму.

Промышленный 3D-принтер

В промышленности технология 3D-печати чаще всего называется аддитивным производством. Такой производственный процесс является полной противоположностью классическому, в котором от заготовки отсекают все лишнее. При аддитивном производстве детали создаются послойным наплавлением.

Промышленный 3D-принтер работает с трехмерными графическими файлами, в которых заложены параметры будущего изделия. Модели создаются путем сканирования существующих объектов или же вручную на специальных программах.

Принтер обрабатывает полученную информацию и создает структуру из слоев листового, порошкообразного или жидкого материала. Изделие образуется при последовательном соединении слоев.

Сферы применения производственных 3D-принтеров

В технологии 3D-печати отсутствую отходы, благодаря чему она выгодна крупным заводам и коммерческим предприятиям. Трехмерная печать уже успела достаточно крепко закрепиться в таких отраслях:

  • военной;
  • аэрокосмической;
  • автомобильной;
  • строительной;
  • медицинской.

Это обусловлено тем, что технология такой печати позволяет изготавливать изделия с любой геометрией. На обычном производственном оборудовании это сделать невозможно.

Материалы и основные методики в промышленном использовании 3D-принтеров

Уже есть более 10 методов аддитивного производства в промышленной сфере. Они отличаются между собой обрабатываемыми материалами и способом формирования слоев.

Чаще всего в производстве используют 5 методик:

  1. Послойное наплавление. При экструзионном методе применяются различные термопластики, включая полилактиды.
  2. Электронно-лучевая плавка. Используются порошковые и проволочные методы, с помощью которых можно создавать изделия из сплавов металлов.
  3. Лазерное спекание металлов. Применяется при создании титановых сплавов.
  4. Выборочная лазерная плавка. С ее помощью можно изготавливать детали из алюминия, нержавеющей стали и сплавов кобальта и хрома. Готовые изделия не уступают аналогам, сделанным методом механической обработки. Но стоимость их производства ниже.
  5. Выборочное лазерное спекание. С помощью этой методики можно делать детали из полиамидов, армированного стекловолокна, полистирола и армированного углеволокна.
Читайте также:  Что такое камера запуска очистных устройств

При помощи трехмерной печати производственный цикл значительно ускоряется, а затраты снижаются.

Перспективы использования 3D-принтеров на производстве

Гиганты промышленного производства уже давно используют технологию 3D-печати. Например, компания General Electric в 2015 году начала изготавливать сопла для ракетных двигателей. Для этого используются крупногабаритные принтеры, которые делают детали из композитного волокна и композитов с керамической матрицей. Результаты тестов показали, что такие сопла в несколько раз прочнее предшественников. Это обусловлено целостностью конструкции. Раньше сопла собирали из 30 отдельных деталей.

Компания Rolls-Royce применяет трехмерную печать при изготовлении авиационных двигателей. С помощью 3D-технологий производятся отдельные элементы двигателей. С помощью принтеров можно легко менять форму изделий, не прибегая к изменению всей производственной линии.

NASA в 2016 году запустили проект Sinterhab. Они планируют в будущем «печатать» космические комплексы на поверхности Луны. Также агентство видит перспективы в печати запасных деталей непосредственно на космических кораблях. Это позволит сэкономить сотни миллионов долларов на грузовых запусках транспортных ракет.

Но главным можно считать то, что технология 3D-печати уже доступна для предприятий. Раньше промышленные принтеры могли позволить себе только крупные компании, но сейчас использовать такое оборудование могут и обычные фабрики. В среднем цена промышленного принтера варьируется в пределах 5 000–15 000$.

Обзор лучших промышленных принтеров

Свободно приобрести можно уже более 100 моделей. Лучшие из них представлены ниже.

3D-принтер Onsint SM200

3D-принтер Onsint SM200 — это настольный промышленный принтер российского производства, который работает за счет послойного спекания лазером.

  • Стабилизатор температуры;
  • Лазер CO2 (30 Вт);
  • Сканаторная система;
  • Оптимальная производительность;
  • Удобное и понятное ПО.

  • Электропитание 220 В / 50 Гц
  • Форматы файлов STL, OBJ, 3DS, CLI
  • Размеры, мм 764х413х774 мм
  • Программное обеспечение OnSint Studio
  • Печать SLS
  • Потребляемая мощность 3 кВт
  • Точная оптика F-theta + сканатор
  • Область рабочей камеры 200х200х200 мм
  • Скорость 20 мм/ч
  • Используемые материалы полиамид, полистирол, полипропилен
  • Толщина слоя от 80 мкм
  • Скорость сканирования до 5 м/с
  • Максимальный размер заготовки 180х180х180 мм
  • Тип лазера CO2 (30 Вт)

3D принтер Farsoon FS271M

3D принтер Farsoon FS271M – это трехмерный принтер от китайской компании Farsoon.

  • Точность изделий;
  • Высокая производительная способность;
  • Волокнистый лазер 500 Вт;
  • Система фильтрации газа;
  • Понятное ПО AllStar;
  • Возможность просмотра процесса.

Принтер имеет размеры 1750×1430×1860 мм. Вес 2033 кг. Рабочая камера составляет 275×275×340 мм. В работе используется технология выборочного лазерного плавления (SLM). Встроенный волокнистый лазер большой мощности (500 Вт) отлично плавит металлические порошки разных типов. Во время работы камера заполняется газом аргоном или азотом.

  • Сертификаты GB/T 15605-2008
  • Электропитание 380VAC, 50/60Hz, 8KVA
  • Размеры, мм 1750×1430×1860
  • Программное обеспечение MakeStar
  • Диаметр пятна лазера 70 мкм
  • Защитный газ Аргон / Азот
  • Материал FS 316L, FS 17-4PH, FS 15-5PH, FS 420, FS 18Ni300, FS AlSi10Mg, FS TA15, FS CoCrMoW, FS CoCrMo, FS Ti6Al4V, FS IN625, FS IN718, FS GH3536, FS CuSn10
  • Модуль подачи порошка Высокоэффективное теплостойкое силиконовое резиновое лезвие
  • Мощность лазера 500 Вт
  • Параметры сканирования Полностью цифровая динамическая фокусировка, высокоточная гальва-сканирующая система
  • Печать SLM
  • Поддерживаемые форматы файлов STL
  • Скорость построения 20 см3/ч
  • Тип лазера Yb-волоконный лазер
  • Область рабочей камеры 275×275×340 мм
  • Толщина слоя от 20 мкм

3D-печать уже активно используется в промышленности. Технология была доступна еще несколько десятков лет назад, но в то время ее себестоимость не позволяла пользоваться всеми возможностями аддитивных разработок. Сейчас все говорит о том, что 3D-печать в промышленности не остановится на достигнутом, а станет новым методом решения многих инженерных задач.

Источник

Поделиться с друзьями
СервисКлимат