У 3D-печати есть очень горячие, но неадекватные ее роли и возможностям почитатели. Есть столь же горячие "ненавистники", говорящие о том что это хайп и только. Но как на самом деле обстоят дела?
Какие проблемы 3D печати в реальном производстве видят те, кто профессионально занимаются этим направлением, стоят на его переднем крае? Какие возможные пути преодоления этих проблем?
Rosotics, американский стартап из Аризоны, разрабатывающий крупномасштабный 3D-принтер, оптимизированный для нужд аэрокосмической промышленности, отмечает следующие недостатки существующих технологий.
Машины, представленные сегодня на рынке:
неэффективны и опасны в эксплуатации;
не могут производить достаточно большие конструкции для многих применений.
Кристиан Лароза, основатель и генеральный директор Rosotics, поясняет эти проблемы.
"Ааэрокосмическая, кораблестроительная и энергетическая отрасли требуют создания очень больших компонентов. Аддитивное производство, в том виде в котором оно существует сегодня, не позволяет создавать такие изделия "в один присест".
Кроме того, вам приходится передавать тепло (плавить проволоку) лазером на внешней границе заготовки.
Проблема в том, что лазеры - это очень неэффективный способ доставки тепла и энергии”.
Чтобы решить эти проблемы, в Rosotics разработали новый способ печати металлов - “быстрая индукционная печать”.
Технология позволяет "создавать оборудование, которое намного эффективнее, проще и менее опасно для людей, которые им управляют", чем представленные на рынке образы, - отмечает Лароза.
Команда Rosotics из 10 человек спроектировала и построила прототип принтера под названием Mantis.
Mantis позволяет печатать изделия диаметром от 1,5 до 8 м и высотой до 9 м из аэрокосмической стали и алюминия (см. картинку).
При этом Mantis возможно быстро сложить в небольшую упаковку для транспортировки, а затем собрать и подготовить к работе.
Первый коммерческий заказ на такой принтер Rosotics планирует выполнить в начале этого года.
https://t.me/IngeniumNotes/604
Комментарии (8)
ABHuman
19.01.2023 14:38Интересно, а печатать думают с заклёпками, как и на картинках? Про точность в минусах ни слова.
NickDoom
Позволю себе любопытный «детский вопросик» из категории «почему солнышко светит» (т. е. требующий ради ответа докопаться до дефекта масс и E=mc²).
Что мешает печатать проволокой при помощи точечной сварки? Т. е. берём достаточно тонкую проволоку, прижимаем достаточно тонкой «иголочкой» электрода, прикладываем к проволоке усилие ретракции (вытягивания), даём ток, проволока между электродом и предыдущим слоем плавится и электрод опускается вниз, до ограничителя, который и задаёт толщину слоя. Остальная проволока при этом чуть вытягивается и не приваривается к этому «блину», а сам «блин» удерживается капиллярными силами в этой тонкой щели, т. е. разрешение печати не упирается в размер капли, образуемой расплавленным металлом — нет там никакой капли.
Да, на краю будут проблемы — чтобы создать свес, нужно выдернуть проволоку со стороны имеющейся опоры, где идёт расплавление и капиллярный эффект, но не со стороны свеса, где просто консольно торчит свободный хвост. То есть печатающую головку придётся постоянно вращать, держа проволоку относительно края текущего слоя хвостом наружу, катушкой вовнутрь. Но, по-моему, это наименьшая из проблем.
Не верится, что до такого никто не додумался, значит, во что-то оно упёрлось? Во что? Производительность, конечно, будет так себе (оно должно как швейная машинка строчить, иначе «ванкель» ко дню рождения придётся ставить на печать в предыдущий день рождения), но ведь действительно оно может строчить как швейная машинка, особо тяжёлых узлов там нет вроде…
IngeniumNotes Автор
Делают. Но качество печати не очень
https://www.researchgate.net/publication/327891163_Design_and_Development_Of_A_Low-Cost_3D_Metal_Printer
https://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/how-to-make-a-3d-printer-for-printing-metal-for-less-than-1000
https://hackaday.io/project/169412-wire-3d-printer
NickDoom
Я не знаю, до чего они дошли в теоретических исследованиях, но вся галерея — это как раз антипример. Там уже по одним искрам видно, что это — не точечная сварка, а именно что «плевалка каплями». А по результатам видно, почему плевалка каплями — безнадёжное направление.
И эта тоже… капли сделали поменьше, но всё равно с поверхностным натяжением не поспоришь.
Хорошо, что кроме Абстракта там ещё ключевые слова есть, а то пришлось бы всю эту простыню читать (в Абстракте как-то это не отразили). Увы — снова дуговая плевалка каплями. А капли особого желания держать требуемую форму не проявляют.
В общем, любопытство только раззадоривается :-)
GerrAlt
Может быть можно стабилизировать форму капли магнитным полем определенной конфигурации? Понятно что не для всех материалов, но там вроде сталь указана.
ABHuman
А как вы герметичность указанных на фото деталей обеспечите?
Разрешение будет упираться ни в размер капли, зато в размер диаметра проволоки. Строчить швейная машинка сможет, если только разные линии подключить со своими конденсаторами. А точность позиционирования потребует достаточно жёстких систем направляющих. И в конце - интересно как вы алюминий собрались использовать, а если там ещё и титан нужен?
NickDoom
Вопрос хороший. Я не ощущаю смелости замахиваться на герметичность, понять бы, почему оно вообще нигде не применяется (ну или я не знаю). Но, в принципе, если отдельные блинчики слипаются краями (а они неизбежно да, иначе всё развалится) — получается пористая, но герметичная структура (сразу просится чем-то залить и получить композит с сотовой основой, но это уже я в фантазии ударился). Если снаружи нужно лучше — можно нескольким наружным слоям уменьшить шаг, чтобы лишний металл вылез, но зато блинчики срослись полностью (пока ему есть куда вылезать, т. е. это несколько слоёв всего).
Конденсаторы — возможно, но, учитывая толщину проволочки, энергия в импульсе потребуется очень детская.
Необходимость волочить тонкую и дорогую проволоку — несомненно. Возможно, можно несколько головок поставить, под широкие блины и под мелкие (толщина в любом случае определяется ограничителем опускания электрода, то есть равна заданной толщине слоя). Но тогда цена.
Жёсткость — несомненно. Нагрузки мелкие, чисто инерционные, но будут. Лазер на порошок, наверное, проще навести. Но цена станины с балками vs цена лазера… явно в разных случаях будут брать верх по очереди.
Алюминий и титан — ну, тут хоть не надо непрерывно аргон подавать, а можно просто в мешке с аргоном всё закрыть и включить. Расход, думаю, поменьше будет, чем в некоторых вариантах. Но тонкая алюминиевая проволока в любом случае покрыта окислом — его будет рвать и он будет вплавляться в «блины» лохмотьями, чем выше разрешение — тем выше их процент. Но разве с порошками не та же история?
Praksitel
Мой приятель собрал подобие 3д-принтера, хотя у него, скорее, 1д, из сварочного аппарата и токарного станка, он им наплавляет шнеки для сельхозтехники.