3D-Принтер для печати металлическими порошками методом лазерного сплавления и инфраструктура для изготовления изделий. 

В России после 2016 года уже многие организации заявили о том, что они делают 3Д — принтеры для печати металлических изделий, некоторые даже сообщают о выпуске третьего-четвертого поколения.

Казалось бы: отлично, есть рынок, — выбирай отечественные принтеры, на любой вкус. Но это — казалось бы, до момента времени, когда реальный покупатель примется подбирать принтер для решения своих реальных задач.

И тут он обнаружит, что реальных отечественных производителей

Есть несколько основных обстоятельств (проблем), о которых нужно знать, нацелившись на применение принтеров по металлу:

  1. Принтер — не панацея для решения любых задач. Есть ограничения по применению и пределы.
  2. Принтер — не универсален по материалам. Печатать нержавеющими сталями — не то, что жаропрочными, а титаном, например, — совсем не то, что алюминием, печать керамикой так же имеет свои особенности, и так далее.
  3. Не менее важная проблема – это качественные порошки для принтера. Многие производители принтера это в расчет не берут.
  4. Решение задачи качественной печати металлом – комплексное. Здесь нет мелочей, важны все стороны — и физика (в т. ч. – оптика), и механика, и материаловедение, и металлургия, а так же много других важнейших научных дисциплин неразрывно сцеплены в технологии. И на все проблемы необходимо смотреть комплексно, т.е.- понимать, совокупность каких факторов и в каких сочетаниях, в какой мере нужно учесть для получения качественного ИЗДЕЛИЯ из металла.

К потенциальному потребителю приходит понимание, что хороший принтер без хороших порошков не работает, хороший принтер, хорошие порошки без технологии — тоже мало пригодны.

Так проблему понимают и решают единицы даже среди производителей.

Среди понимающих и нужно искать возможных поставщиков.

Понимание приходит с опытом. А опыт, при наличии квалифицированных профессионалов, нарабатывается практической работой.

«ЭПОС-Инжиниринг» имеет опыт практической работы с порошками длиной в два поколения (более 40 лет), а опыт создания и работы с принтером- 4 года практической работы, и, что крайне важно, нами пройдено два реальных  поколения  совершенствования принтера.

Мы, последовательно развивая сферу многофункционального комплексного инжиниринга, осуществили воплощение радикально смелых идей – создание полного технологического цикла Отечественного цифрового производства металлических и керамических изделий, интерметаллических соединений по аддитивным технологиям, на основе собственных разработок 3D-принтеров, оборудования по производству и тестированию аддитивных порошков, технологии производства изделий надлежащего качества.

3D Принтер и Медведев
3D принтер и Рогозин
3D принтер и Медведев

2016 г. ПЕРВЫЙ в РОССИИ ! Первый вариант 3Д-принтера ММК. Производитель- ООО «ЭПОС- Инжиниринг».

Первый принтер, ММК-1, работал в окислительной среде, и служил для отработки основных технологических решений по конструкции и принципам построения изделий.

Развитием конструкции принтера был принтер по металлу EPS-3D.SLM, или ММК-2, запущенный в 2018 году. Второй вариант принтера, учитывал накопленный опыт отработки, и был снабжен усовершенствованными системами подачи, защищенными камерами для построения изделий, системами формирования и контроля защиты среды, новым программным обеспечением и технологической оснасткой для построения необходимых деталей. Это — уже готовый для серийного производства вариант 3Д принтера по металлу, предназначенный  для изготовления изделий методом послойного лазерного плавления/спекания аддитивных металлических/керамических порошковых материалов, с использованием до двух непрерывных волоконных лазеров с диодной накачкой.

схема работы ММК.2
3D принтер MKK.2

Автоматизированный комплекс 3Д-печати металлическими порошками. 3D принтер по металлу ММК.2 и схема работы.

Технические характеристики принтера ЭПОС-Инжиниринг» EPS -3D.SLM, или ММК-2 по металлу второго поколения приведены в таблице ниже.

Максимальный размер изготавливаемого изделия 100*100 мм (по Z координат—110мм)
Потребляемая мощность/мощность лазера 2,5 кВт / 500 Вт
Скорость построения 5-40 см3/час
Порошки Сталь, алюминий, титан, кобальт, хром
Минимальная толщина стенки 150 мкм
Скорость перемещения луча макс./ при записи 3000 м/с / 1000 мм/с
Толщина слоя 10-100 мкм
Инертный газ Ar / N2
Вес 120 кг
Программное обеспечение (собственное) Зарегистрирован в Гос. реестре ФСИС, № 2018666285 «Программный комплекс установки селективного послойного лазерного спекания/сплавления 3D изделий»

Возможности принтера проиллюстрированы изготовленными образцами продукции, Рис.3 (Образцы изделий печати с контролем построения). Толщина перегородки (стенки) — от 100 микрон, изделие  воспроизводится сплавлением металла устойчиво и качественно.

изготовленные образцы продукции

На принтере ММК-2 возможно производство тонких структур, типа оптических решеток, теплообменников, с характерным размером доли миллиметра и чрезвычайно развитой поверхностью, ребер малой толщины и иные изделия высокой сложности и точности.

Образцы полученных изделий прошли проверку на физико-механические характеристики. Применительно к образцам из нержавеющих сталей, прочностные характеристики образца не уступают характеристикам изделий из металла, полученного традиционным способом.

Величиной пористости изделия можно управлять — от полного сплавления между собой послойно сплавляемых слоев – до частичного сваривания порошинок, с образованием пористой и проницаемой структуры (сваривание частичек с частичным плавлением).

Хороший принтер — это далеко не все необходимое!

К лазерному комплексу 3Д печати необходима инфраструктура.

 Для создания гармоничного производства изделий из металла на предприятии «ЭПОС-Инжиниринг» спроектирована и создана необходимая инфраструктура для работы, участок, названный ФабЛаб («3-D FabLab по металлу»), рис.4. В едином, взаимосвязанном, технологическом цикле соединены: устройство по производству порошков аддитивного качества для программы производства, средства контроля качества и подготовки порошков, системы загрузки-выгрузки, устройства печати изделий, ММК-2, оборудование для работы с напечатанными изделиями – съема с подложки и подготовки изделия.

Макет комплекса «3-D FabLab по металлу»
Фото комплекса «3-D FabLab по металлу»

Макет  и фото комплекса «3-D FabLab по металлу»

Комплекс Fab-lab (3D Fab-lab по металлу), представляет собой компактный модуль, выполненный для стационарной установки (возможно исполнение в транспортном варианте), оснащенного сразу полным набором технологического  оборудования (см. фото) и снабженный всеми системами обеспечения (вода, газы, газоудаление и газоочистка, энергоснабжение, вентиляция, освещение и отопление).

В нем установлено оборудование по производству и последующей подготовки аддитивных порошков, 3D-принтер ММК-2 для печати указанными порошками, оборудование проверки качества готовой детали и регенерации порошков.

Важной частью инфраструктуры является атомизатор — оборудование для производства аддитивных порошков.

Для своей программы мы выбрали плазменный центробежный атомизатор. Поскольку мы обладаем лучшими компетенциями и опытом в области создания плазменных систем различного назначения, мы сконструировали и запустили собственный атомизатор, дающий порошок высокого аддитивного качества, который и использовали в дальнейшем для отработки технологии производства изделий. Ниже приведены фото атомизатора, плазмотрона и вид разряда.

Атомизатор
Плазмотрон
вид разряда

Все работы с порошками выполняются с надлежащим контролем и их защитой. Для этого выполнен специальный технологический рабочий бокс с защитной атмосферой и системой транспортировки и шлюзования. Ниже приведен внешний вид бокса и получаемых порошковых систем.

Все работы с порошками выполняются с надлежащим контролем и их защитой. Для этого выполнен специальный технологический рабочий бокс с защитной атмосферой и системой транспортировки и шлюзования. Ниже приведен внешний вид бокса и получаемых порошковых систем.

бокс
Порошок
Порошок
Порошок

Таким образом, в едином модуле, комплектно, скомпонован «мини-завод» для аддитивного производства изделий из металлических и керамических материалов.

Отработано качественное функционирование всех систем комплекса. Обеспечен выпуск опытных образцов товарной продукции: комплексное оборудование по производству порошков, атомизатор, система транспортировки, классификации, система подготовки порошков, система вторичной переработки и подготовки для аддитивных технологий, а так же принтер для 3Д печати изделий высокого качества методом селективного лазерного сплавления.

Приглашаем заказчиков для использования проверенных в работе устройств для 3Д печати металлом, с качественными порошками, а так же отработанными технологиями и программным обеспечением для производства высококачественных изделий.

Преимуществом предлагаемого решения является не только само оборудование и материалы, превосходящие по ряду параметров зарубежные аналоги, но также и то, что вся линейка аппаратов и комплекс «3D Fab Lab по металлу» в целом обеспечены проверенными технологиями, и могут быть адаптированы под условия работы и нужды конкретных производств, имеющих различные условия для работы и ставящих перед собой задачи по производству сложных изделий.

 

Вы можете заказать у нас оборудование по 3Д печати, аддитивные технологии, заполнив  приложения (см. ниже):

edback