Комментарии 21
Круто!
Все это очень мило, пока не начнешь интересоваться энергоемкостью и стоимостью изготовления таких деталей. Сначала мы выплавляем сталь, потом переводим ее в порошок, потом снова плавим (сиречь - спекаем). Ну и плюс затраты времени. Спору нет, технология может сгодиться для изготовления уникальных деталей с выдающимися свойствами, но тут еще надо прибавится стоимость проектирования (перепроектирования) изделия под такую деталь. Ну и затраты времени, которые экономически выливаются в стоимость амортизации зданий и оборудования.
Думаю, что между «выплавляем сталь» и «переводим ее в порошок» есть еще промежуточные стадии. На обычном производстве даже от старого токарного станка остается дофига и больше металлической стружки. Думаю, что именно из таких отходов и делают потом порошки для печати. Вряд ли кто-то в здравом уме будет сначала лить сталь на сталелитейном заводе в плиты, а потом их крошить в порошок.
Тогда это должен быть цех на том же предприятии. Иначе порошок будет - сборная солянка, а не из определенного сплава.
эта "стружка" после токарного станка не ткая уж и чистая будет. её тогда нужно еще очистить от следов СОЖ и прочих загряжнений, иначе в "новой" детали после выпекания будет фиг знает что.
Вряд ли кто-то в здравом уме будет сначала лить сталь на сталелитейном заводе в плиты, а потом их крошить в порошок.
Вы не поверите, но порошки именно так и производятся, но не из плит, а из чушек, причём специальных сортов стали (стружка из рандомных сортов стали после металлорежущих станков не подойдёт). Только чушки не крошатся в порошок, а сначала плавятся в вакуумном тигеле, чтобы не допустить окисления стали и изменения её свойств. Затем расплавленный металл выдувается через форсунки (жиклеры) с помощью инертного газа, подаваемого под высоким давлением. Микрокапли распаленного металла в процессе полёта охлаждаются и кристаллизуются, в результате получается порошок калиброванного размера, состоящий из гранул практически сферической формы.
Прогнозируемая сцепляемость и насыпаемость.
Овалы, груши могут образовывать сложные консструкциии.
все-таки не "песчинки", а гранулы
чем круглее эти гранулы (ближе к идеальной сферичной форме), тем лучше порошок течет; хороший порошок течет почти как вода. Текучесть порошка крайне важна для 3D-принтера - чтобы проще его было транспортировать, а в случае послойного построения (сплавление, спекание) еще и подготовить равномерный слой
на приведенной фотографии приведены гранулы после "пост-обработки" - в сфероидизаторе, например. Порошок, полученный газовым распылением, имеет далеко не такую хорошую сферичность (как на фото) и, главное, значительно бОльший разбег размеров (большую "дисперсность"). Допускаю даже, что на фото - порошки после центробежного распыления
Чаще всего, полагаю, производство стали и изделий из неё происходит на разных заводах. Сталь выплавляется, потом отлитые чушки остывают и в холодном виде отправляются на завод-изготовитель. Там чушки снова плавят и льют в формы. Либо продукцию литейного завода режут/рубят и отправляют в токарку/фрезеровку, где, например, из двухсоткилограммовой заготовки получают семидесятикилограммовую деталь, остальное уходит в стружку. При 3d-печати мы плавим не 200 кг, а 70, т.е. ровно столько, сколько надо для детали.
Все чуть сложнее
Производить порошок микропартиями невыгодно, поэтому размер партии определяется максимальной загрузкой печи (где металл переходит в жидкое состояние), возможностью выполнить несколько плавок без выгрузки готового порошка. Ну и, разумеется, никто не использует стружку после станка и прочее.. - готовится определенная лигатура металла, с учетом выгорания элементов при распылении и т.д. Процесс далеко не простой. К тому же нужно учесть, что при спекании/сплавлении на 3D-принтере часть элементов тоже могут выгореть (титан, например, в случае стальной детали), поэтому для получения определенного химсостава металла конечного (напечатанного) изделия приходится вводить корректировку заранее.
Хорошо, но дорого. Пока что печать выплавляемой модели и последующее литье чисто по материалам, без учета амортизации, примерно в 5 раз дешевле.
Во время учебы в институте 15 лет назад, нам рассказывали про аддитивные технологии, уже обращая внимание что они известны уже 20 лет (к тому моменту), но что это дорого, и качество поверхности и прочность пока под вопросом. Может кто подскажет, что-то уже изменилось, кроме рекламных проспектов?
как например убрать шероховатость на этой крыльчатке?
В абразив в виде песка и на вибростол
химическая полировка, например
а в целом Вы правы - технология известна давно, а со всех трибун вещали, что аддитивка убьет традиционные технологии... Сейчас немного отрезвели, и уже есть понимание, что в большинстве случаев традиционная мехобработка (не говоря уже про разные ковки, закаливания и прочее) все-таки будет жить и дальше
Огромную (большую, значимую, катастрофическую) часть стоимости составляет не электроэнергия, как думаю многие — а лицензирование/патент и добавленная стоимость оборудования и комплектующих, для которых устанавливаются синтетические монополии (вендорлок). Даже если 'местный' производитель, наплевав на патенты и договоры, создаст конкурентное оборудование и производство материалов, стоимость им будет выставлена сравнима с материнским продуктом, потому что желание стать монополией, даже локальной, сильно выше желания привнести развитие этому миру… кажется это в природе большинства людей.
Именно добавленная стоимость конечного печатного изделия определяет, будет ли данный продукт популярным или нишевым.
p.s. Миру нужен еще один Adrian Bowyer
Будет ли она такой же прочной, как кованая или литая деталь?
На самом деле нет, это второй вопрос, первый вопрос - зачем, если это значительно дороже других способов производства. Пока 3d-печать дает заметный выигрышь только при прототипировании и мелких сериях уникальных изделий, с этим спору нет.
Короткий ответ - да... и нет.
На самом деле не дано ни короткого, ни развернутого ответа. Прочность не измеряется какой-то одной величиной, по которой можно сказать "эта деталь прочнее другой в 2.5 раза". Нужно понимать, например, что большее временное сопротивление относительно классически изготовленных аналогов за даром не даеться - например уменьшается относительно растяжение, характеристики KCU тоже меняются. Сопротивление усталости, коррозионная стойкость в различных средах, пористость, газопроницаемость при высокой температуре, и многое другое очень часто является определяющими характеристиками и хорошо изучено для "классических" материлов.
По какой-то причине все "интеграторы" вместо определения реальных возможностей данной технологии пишут такие вот рекламные проспекты - красивые, современные, воодушевляющие, совершенно пустые на конкретику. "Широкое" внедрение деталей, даже не смотря на их цену, может быть только когда вы сможете дать потребителю не только красивые картинки, но реальные технические данные, хотябы чуть более развернутые чем "прочность".
Не увидел в тексте, хотя может таких и нет ещё. Принтере на основе химических реакций, например мощным лазером пройтись по порошку из бора и титана, начнется реакция без газов и получится крепчайший материал.
В статье не рассмотрена 3д-печать металлом Реардэна!
3D-печать сталью — краткое руководство