Поиск по строке: xxx

3D-печать сталью — краткое руководство / Хабр

3D-печать металлом с использованием чистой стали и сплавов позволяет получать прочные функциональные детали механических и промышленных изделий. 

Любая технология металлической 3D-печати позволяет печатать сталью. Это наиболее популярный материал. Но какие марки стали и какая технология лучше всего подходит для решения ваших задач? Действительно ли печатные стальные детали будут такими же прочными и долговечными, как детали, изготовленные традиционным способом?

Давайте посмотрим, как напечатанная на 3D-принтере стальная деталь совершает революцию в производстве и открывает двери для новых применений в аэрокосмической промышленности, медицинском оборудовании, автомобилестроении, производстве инструментов, тяжелой промышленности, архитектуре и многих других направлениях. К тому же, более доступные настольные принтеры расширяют возможности и сферу применения 3D-печатных деталей из настоящей стали.

Прочность стальных печатных деталей.

Отлитая из стали деталь (слева), напечатанная на 3D-принтере версия (в центре). Справа шарнир, напечатанный на 3D-принтере целиком, не требует сборки (Источник: Desktop Metal)

Самый распространенный вопрос, когда речь заходит о напечатанной на 3D-принтере модели из металла: «Будет ли она такой же прочной, как кованая или литая деталь?». Короткий ответ — да… и нет.

3D-печатные детали из стали могут быть такими же прочными, а иногда и более прочными, чем изготовленные традиционным способом. Это зависит от множества факторов, таких как: конечная цель использования, тип стали, выбор метода 3D-печати, последующая обработка и форма детали. Также сравнение зависит от того, на какой из прочностных характеристик вы сосредоточитесь: прочность на разрыв, прочность при статической нагрузке, усталостная прочность и т.д.

Детали, напечатанные из стали, используется в аэрокосмической отрасли, для нужд военных, а также, к примеру, для изготовления пешеходного моста, изображенного ниже. Поэтому  прочность печатных изделий не вызывает сомнений, но давайте посмотрим подробнее.

Королева Нидерландов Максима официально открывает металлический мост, изготовленный с помощью 3D-печати. Фото Adriaande Groot (Источник: MX3D)

Стальная деталь, напечатанная на 3D-принтере или полученная путем лазерного порошкового спекания (LPBF), имеет более мелкозернистую структуру, чем литые металлические изделия. Это обеспечивает лучшие прочностные характеристики на разрыв, но по остальным показателям литые детали в настоящее время все еще прочнее. Чаще всего 3D-печать по технологии LPBF используется для замены литых компонентов, но в отдельных случаях 3D-печатные компоненты могут заменить собой кованые детали.

Одно из исследований показало, что при определенных условиях детали из нержавеющей стали, изготовленные на 3D-принтерах по технологии LPBF, были в три раза прочнее, чем детали из той же стали, изготовленные традиционным способом.

В экспериментах по сравнению 3D-печатных стальных деталей с традиционно изготовленными исследователи создают идентичные изделия с помощью двух методов и сравнивают их характеристики. Однако сравнение деталей по принципу «лоб в лоб» — это только часть общей картины.

Основным преимуществом печати из стали является не только ее прочность, но и уникальная способность создавать в деталях внутренние каналы и решетчатые заполнения, что невозможно при использовании традиционных методов изготовления. 3D-печать металлом позволяет изготавливать детали быстрее, чем традиционное производство, поскольку этот метод не требует использования специальной оснастки и инструментов, позволяет создавать узлы как единое целое, исключая необходимость последующей сборки и сварки. Разработка печатной детали обычно означает, что для ее изготовления потребуется меньше металла и поэтому уменьшится ее масса, при той же прочности.

Архитектурная опора, напечатанная из стали с помощью проволочно-дугового аддитивного производства (WAAM) от MX3D (Источник: MX3D)

3D-печать сталью является также более стабильной и экономически эффективной, поскольку уменьшает количество отходов. При использовании субтрактивных методов производства, таких как механическая обработка на станках ЧПУ, вы изготавливаете деталь, вырезая ее из большой, получая при этом много отходов. При аддитивном производстве вы используете только тот материал, который необходим для получения готового изделия.

3D-печать сталью не предназначена для замены традиционных методов во всех областях, но она может быть более удачным выбором для широкого круга применений. Особенно в тех случаях, когда требуемые детали являются уникальными и разрабатываются с учетом специфики применения, например, для двигателей ракет, гоночных автомобилей или в нефтегазовой промышленности. 3D-печать является самой быстрой и гибкой технологией для производства серийных изделий и прототипов.  Для военных и промышленных применений 3D-печать сталью — это более быстрый и эффективный способ создания отдельных деталей для транспортных средств и машин. 3D-печать из нержавеющей стали стремительно находит применение в медицине для создания уникальных хирургических инструментов и имплантатов.

Если вы знаете, какими характеристиками должно обладать ваше конечное изделие (прочность на разрыв, предел прочности на сжатие, твердость, плотность и т. д.), то все эти параметры можно заложить в изделии на этапе производства. 

Виды стали для 3D-печати

Металлический порошок — самый используемый металлический материал для 3D-печати (Источник: GKN Additive)

Существуют тысячи видов различных марок сталей и сплавов с различными механическими свойствами, используемые в традиционном производстве, но в 3D-печати их всего несколько десятков, и некоторые из них являются уникальными, созданными специально для этой технологии. Среди вариантов стали можно выделить следующие:

• Нержавеющая сталь (316L, 304L , 17-4 PH, 15-5PH, 420, 254, Ph2, GP1, 630, 410).

• Инструментальная сталь (D2, M2, h23, h21, MS1, 1.2709).

• Низколегированные сталь (4140).

• Конструкционная легированная (20MnCr5).

В последнее время появились уникальные сплавы, специально разработанные для 3D-печати, призванные решить проблемы, которые проявляются при использовании классических методов производства.

Например, производитель 3D-принтеров Desktop Metal выпустил в 2022 году запатентованную нержавеющую сталь, которая, по словам компании, сочетает в себе такие качества, как:  прочность на разрыв, пластичность и коррозионную стойкость нержавеющей стали 13-8 PH  в сочетании с твердостью низколегированной стали, подобной 4140. Компания утверждает, что клиенты могут выходить на рынок с деталями из этого материала и пропускать этап гальванизации для защиты изделий от коррозии.

ExOne предлагает две специальные смеси из стали и бронзы, которые, по словам компании, позволяют 3D-печатным стальным деталям получить повышенную коррозионную стойкость и при этом легко обрабатываются и полируются.

Хотя большинство металлических порошков, используемых в 3D-печати, аналогичны тем, что используются для других методов производства, их количество растет по мере того, как все больше компаний переходят на эту технологию. Некоторые производители металлических порошков, такие как GKN, также изготавливают на заказ порошки для специфических задач 3D-печати.

Как печатать сталью

Прочность, свойства и применение 3D-печатных стальных изделий во многом зависит от того, какую технологию 3D-печати вы используете. Некоторые методы позволяют получить более прочные детали, другие методы обеспечивают лучшую твердость или стойкость к истиранию, а некоторые технологии просто очень быстрые.

Ниже представлены основные методы 3D-печати металлами, их свойства и несколько наиболее распространенных примеров применения.

Печать методом послойного наплавления (FDM)

Принтер Epsilon компании BCN3D выдавливает металлическую нить из нержавеющей стали (Источник: BCN3D)

Технология формирования деталей методом послойного наплавления (FDM) — это новая технология для металлической 3D-печати, но она быстро развивается, поскольку все больше производителей принтеров сертифицируют металлические нити для использования на своих принтерах, например, Ultimaker, BCN3D, Makerbot, Raise3D. Raise3D недавно выпустила целый комплекс печати металлом — Metalfuse (3D-принтер, печь для удаления связующего и печь для спекания). Этот метод, по-прежнему, гораздо более популярен для печати пластиками, но с помощью новых пластиковых нитей, наполненных порошком из нержавеющей стали, можно получать прочные металлические детали.

Материалы для FDM-печати когда-то были ограничены термопластиками. Теперь такие компании, как BASF Forward AM и The Virtual Foundry, предлагают металлические филаменты, которые можно использовать практически на любом FDM-принтере, если он оснащен соплом из закаленной стали для работы с абразивным материалом.

Эти материалы состоят примерно на 80% из металла и на 20% из пластика. После печати в процессе последующей обработки пластик удаляется, в результате чего получаются 100% металлические детали.

Из-за удаления связующего пластика, металлические детали изготовленные по технологии FDM, в процессе последующей обработки дают усадку. Величина усадки постоянна и может быть учтена в CAD системах, что позволяет получать относительно точные готовые детали.

Нить Ultrafuse 316L из нержавеющей стали компании Forward AM позволяет получать готовые детали со свойствами материала, сравнимыми, по утверждению компании, с металлическими деталями, изготовленными методом литья под давлением.

(Источник: BCN3D)

Несмотря на то, что 3D-печать металлическими материалами может не подойти для сфер применения с жесткими требованиями к прочности (например, для аэрокосмической), экономические факторы производства простых металлических компонентов без критических нагрузок на доступном FDM-принтере могут перевесить невозможность применения их в некоторых сферах. 

Идеальными вариантами использования этой технологии являются металлические прототипы деталей и готовые детали, которые не будут подвергаться экстремальным нагрузкам.

Bound Metal Deposition (BMD) — «размещение связанного металла»

На 3D-принтере Studio System компании Desktop Metal использовались соединенные между собой металлические прутки, которые экструдировались слой за слоем для формирования металлической детали (Источник: Desktop Metal)

Подобно FDM, метод нанесения металлической сетки (BMD) или экструзия связанного порошка (BPE) — это процесс 3D-печати, основанный на экструзии. В этом методе используются связанные металлические стержни или связанные порошковые металлические нити, состоящие из гораздо большего процента металлического порошка, чем нити, используемые в FDM. Как и в FDM, требуется последующая обработка для удаления связующего вещества и термическая обработка в печи для окончательного спекания.

Существует всего лишь несколько 3D-принтеров, использующих этот метод, например, Desktop Metal, Markforged и с недавнего времени, 3DGence, но на этот рынок выходит все больше компаний, так что следите за новостями. Эти принтеры ценятся как удобные решения для офисной 3D-печати металлом, они дороже большинства FDM-принтеров, но дешевле технологий 3D-печати металлом на основе порошка, описанных ниже.

Эти принтеры используют свой, запатентованный филамент. Desktop Metal и Markforged предлагают четыре вида стали.

Идеальными нишами использования этой технологии являются металлические прототипы деталей, где необходимо протестировать функциональность детали до запуска в массовое производство традиционными методами. Популярные области применения — это прессформы, вырубные штампы, сопла, крыльчатки, крепежные детали и теплообменники.

Например, компания Shukla Medical использует принтер Metal X от Markforged для печати стальных прототипов своих инструментов для удаления ортопедических имплантатов.

Лазерное порошковое спекание.

При технологии лазерного спекания порошка используется один или несколько лазеров для послойного расплавления порошкообразного металла до нужной формы (Источник: GE Additive)

Лазерное спекание порошкового материала (LPBF), также известное как селективное лазерное спекание (SLM), является наиболее распространенным видом 3D-печати металлами. По этой технологии работает 80% всех металлических 3D-принтеров на рынке.

В данном методе используются мощные лазеры для селективного спекания металлического порошка слой за слоем. 

LPBF 3D-принтеры представлены в широком диапазоне размеров, цен и мощностей лазера. Эти и другие характеристики влияют на свойства готовой детали, скорость печати и другие параметры готовых изделий.

Сталь и стальные сплавы являются наиболее популярным материалом для оборудования LPBF и, в отличие от FDM и BMD, металлические порошки доступны в свободной продаже, поскольку они чаще всего используются в традиционных методах производства.

LPBF — это технология, которая позволяет добиться максимального качества 3D-печатной детали. Области применения включают в себя — аэрокосмические компоненты, такие как монолитные камеры тяги, элементы ракетных двигателей и теплообменники, пресс-формы, инструменты и другие задачи, а также детали с высокой степенью износа и хирургические инструменты.

Binder Jetting

Технология 3D-печати с использованием связующего вещества использует порошкообразный металл и связующее вещество для формирования металлических деталей (Sorrce: ExOne)

Каплеструйное нанесение связующего вещества — это еще один метод порошковой печати, при котором слои металлических порошков соединяются с помощью жидкого связующего вещества, а не при помощи лазера. В процессе последующей обработки связующее вещество удаляется.

Нанесение связующего вещества выделяется своей высокой скоростью печати, по сравнению с другими методами 3D-печати или традиционным производством, а металлические детали, изготовленные по этой технологии, имеют свойства материала, эквивалентные деталям, изготовленным методом литья металла под давлением.

Количество производителей, выпускающих струйные 3D-принтеры на металлическом связующем, гораздо меньше, чем производителей машин LPBF. К числу ведущих производителей относятся ExOne, Desktop Metal, Digital Metal, GE Additive и HP.

Идеальными областями применения струйной обработки металла с использованием связующего являются средне- и крупносерийные производства металлических инструментов и запасных частей.

Фактически, компания HP утверждает, что ее 3D-принтер Metal Jet был разработан специально для массового производства изделий из нержавеющий стали 316L. HP сотрудничает с компанией Parmatech для производства металлических деталей для медицинской промышленности. Компания ExOne из Пенсильвании использует эту технологию для производства режущих инструментов из твердых металлов и инструментальных сталей.

Электронно-лучевое плавление (EBM)

(Источник: GE Additive)

Электронно-лучевое плавление (EBM) — это еще одна технология порошковой наплавки материала. Она работает аналогично селективному лазерному плавлению (SLM), но в качестве источника энергии используется не лазер, а гораздо более мощный луч заряженных частиц.

Устройство повторного нанесения слоя перемещает порошок на печатную пластину, а электронный луч избирательно расплавляет каждый слой порошка. После того, как каждый слой напечатан, пластина опускается, и поверх предыдущего слоя наносится еще один.

EBM может быть намного быстрее, чем SLM, но SLM производит более гладкие и точные изделия. Электронный луч шире, чем лазерный, поэтому EBM не может производить такие же точные детали, как SLM. Еще одно отличие заключается в том, что процесс изготовления происходит в вакуумной камере, что уменьшает количество примесей в материале, которые могут привести к дефектам. Именно поэтому EBM часто выбирают для печати комплектующих для аэрокосмической, автомобильной, оборонной, нефтехимической промышленности и медицинских имплантатов.

Титан является наиболее популярным металлом для большинства применений EBM, однако можно использовать сталь.

Холодное распыление

(Источник: Impact Innovations)

Технология 3D-печати холодным распылением осуществляется путем впрыска металлических порошков через сопло реактивного устройства в сверхзвуковой поток газов под давлением, таких как воздух, азот или гелий. Процесс называется «холодным», потому что металлические частицы не плавятся, а ударяются о металлическую подложку и прилипают к ее поверхности в ходе так называемой пластической деформации.

Изделия, напечатанные холодным распылением, не склонны к пористости, образованию термических трещин и другим дефектам, характерным для технологий, основанных на плавлении. Этот метод обладает рядом преимуществ, по сравнению с другими методами производства. Технология используется в военной и аэрокосмической отрасли во всем мире. Например, армия США использует холодное напыление для ремонта креплений изношенной стальной 25-мм турельной пушки Bradley.

В автомобильной промышленности холодное напыление стали используется для ремонта после ДТП, поскольку высокопрочные стальные подложки в автомобилях могут быть восприимчивы к термическим методам ремонта, таким как сварка.

Прямое энергетическое осаждение (DED) и аддитивное производство с использованием проволочной дуги (WAAM)

Стальные детали WAAM из MX3D (Источник: MX3D)

При прямом энергетическом осаждении (DED) используется порошок или проволока для сварки, которая поступает через сопло и подается в источник питания для расплавления металла. Создается область расплава, которая наносится на подложку. DED — это новый процесс, напоминающий старую строительную технологию, известную как «облицовка», при которой на основу наносится покрытие, часто для теплоизоляции или устойчивости к атмосферным воздействиям. DED полезен для изготовления крупных объектов целиком, а также для сложных геометрических форм, требующих обширной механической обработки. DED может получить такие детали гораздо более близкими к состоянию готовности, чем традиционная механическая обработка с ЧПУ.

Поскольку DED использует процесс нанесения покрытия, его можно применять для придания сложной геометрии существующим стальным деталям, сочетая таким образом сложность со снижением стоимости. Например, французская компания AddUp рекламирует ракетное сопло, в котором используется предварительно отпрессованный большой конус бункера из нержавеющей стали 304, на котором напечатана изогридная структура, обычно изготавливаемая из более крупной детали традиционными методами.

Технология, связанная с DED, — это проволочно-дуговое аддитивное производство (WAAM). Вместо порошка в WAAM используется металлическая проволока, расплавляемая электрической дугой. Процесс контролируется роботизированными манипуляторами. WAAM также способна производить крупногабаритные металлические детали, что наглядно продемонстрировала голландская компания MX3D и ее 41-футовый мост из нержавеющей стали весом девять тысяч фунтов в Амстердаме, а также деталь для ремонта нефтегазового оборудования, доказывая, что детали могут быть изготовлены в полевых условиях.

Микро 3D-печать

Микро детали, напечатанные из стали (Источник: 3D MicroPrint)

Аддитивное производство в микромасштабе, или микро 3D-печать, позволяет изготавливать изделия с разрешением в несколько микрон (или меньше). Существует три метода микро 3D-печати, позволяющие изготавливать металлические детали.

LMM (производство металлов на основе литографии) — это технология, основанная на использовании света, которая позволяет создавать крошечные детали из сырья, включая нержавеющую сталь, для таких областей как хирургические инструменты и микромеханические детали.

Электрохимическое осаждение — это новейший процесс 3D-печати микрометаллов, разработанный швейцарской компанией Exaddon. В этом процессе печатающее сопло наносит жидкость с ионами металлов, создавая детали на атомарном уровне.

Третьим методом 3D-печати микрометаллами является микроселективное лазерное спекание, при котором слой чернил из наночастиц металла наносится на подложку, затем высушивается для получения равномерного слоя наночастиц.

Исследователи из Германии успешно протестировали микро SLS-печать полых микроигл с использованием нержавеющей стали 316L.

Детали из металла от 3D Systems, Desktop Metal, MX3D и Materalise.

технологии, оборудование, материалы и новые возможности

Сегодня в 3D–печати нет более актуального тренда, чем металл. Мы расскажем про металлическую печать в домашних условиях, как это делается в промышленным масштабах, о технологиях, приложениях, принтерах, процессах, ценах и материалах. Последние несколько лет 3D–печать металлом активно набирала популярность. И это вполне естественно: каждый материал предлагает уникальное сочетание практических и эстетических качеств, может подходить для широкого круга изделий, прототипов, миниатюр, украшений, функциональных деталей и даже кухонной утвари. Причина, по которой 3D–печать металлом стала столь популярной, заключается в том, что напечатанные объекты можно выпускать серийно.

На самом деле, некоторые из напечатанных деталей так же хороши (если не лучше), как и те, которые изготавливаются традиционными способами. При традиционном производстве работа с пластиком и металлом может оказаться довольно расточительной — появляется масса отходов, используется немало лишнего материала. Когда авиапроизводитель делает детали из металла, до 90% материала просто обрезается. 3D–напечатанные металлические детали требуют меньше энергии, а количество отходов сокращается до минимума. Немаловажно и то, что конечный напечатанный 3D–продукт оказывается до 60% легче традиционной детали. На одной только авиационной промышленности — главным образом за счет снижения веса и экономии топлива — можно сэкономить миллиарды долларов.  Итак, что же нам надо знать про 3D–печать металлами?

3D–печать металлом в домашних условиях

Если вы хотите изготавливать дома объекты, которые будут выглядеть, как металлические, лучше всего обратить внимание на металлизированные PLA–филаменты (Фото: colorFabb)

С чего начать, если хочется печатать металлические объекты в домашних условиях? Учитывая экстремально высокую температуру, которая требуется для настоящей 3D–печати металлом, обычным FDM 3D–принтером сделать это не получится.

Едва ли в это десятилетие появится возможность печатать жидким металлом в домашних условиях. До 2020 года у вас, вероятно, не появится дома специализированного для этих целей принтера. Но через несколько лет, по мере развития нанотехнологий, мы можем стать свидетелями существенного развития новых приложений. Это может быть 3D–печать проводящим серебром, которое будет испускаться примерно так же, как это происходит в двумерных домашних принтерах. Станет возможным даже смешивать в одном объекте различные материалы вроде пластика и металла.

Материалы для металлической 3D–печати в домашних условиях

Даже несмотря на то, что вы не можете печатать в домашних условиях собственно металлические объекты, можно обратиться к пластиковому филаменту, в который добавлены металлические порошки. Bestfilament, ColorFabb, ProtoPasta и TreeD Filaments предлагают интересные композитные металло-PLA филаменты. Эти филаменты, содержащие значительный процент металлических порошков, остаются достаточно пластичными для того, чтобы ими можно было печатать при низкой температуре (от 200 до 300 по Цельсию) на практически любом 3D–принтере. В то же самое время они содержат достаточно металла, чтобы конечный объект выглядел, создавал тактильное ощущение и даже весил, как металлический. Филаменты на основе железа в определенных условиях даже ржавеют.

Но можно пойти и дальше. Обычно в филамент для 3D–печати добавляется до 50 процентов металлического порошка. В голландской компании Formfutura заявляют, что им удалось добиться 85-процентного содержания металлического порошка при 15 процентах PLA. Эти филаменты называются MetalFil Ancient Bronze и Metalfil Classic Copper. Ими можно печатать даже при «умеренных» температурах от 190 до 200 градусов Цельсия.

Катушки филамента для металлической 3D–печати, в данном случае от SteelFill и CopperFill colorFabb (Сталь и бронза), Ancient Bronze (Старинная бронза) от Formfutura

Вот ключевые моменты о металлической печати в домашних условиях

• Получается уникальная металлическая поверхность и вид
• Идеальный вариант для украшений, статуэток, бытовой утвари, реплик
• Долговечность
• Объекты не гибкие (зависит от структуры)
• Объекты не растворяются
• Не считаются безопасными для продуктов питания
• Обычная температура печати: 195 — 220 °C
• Крайне малая усадка при охлаждении
• Подогрева стола не требуется
• Сложность печати высокая, требуется тонкая настройка температуры сопла, скорости подачи, постобработки

Подготовка домашнего принтера к металлической 3D–печати

Поскольку получение металлических 3D–распечаток — дело более сложное, чем обычно, вам может понадобиться сделать апгрейд сопла 3D–принтера, особенно, если речь идет о принтере начального уровня. Металлический филамент быстро его изнашивает. Существуют износостойкие хот-энды (например, E3D V6), которые сами сделаны из металла. Они могут противостоять высоким температурам и подходят к большинству принтеров. Будьте готовы к тому, что сопла придется заменять часто, потому что металлический филамент очень абразивен.

Также вам нужно будет позаботиться о конечной доводке поверхности (чистке, зачистке, смазке, покрытии воском или грунтом), чтобы напечатанный металлический объект блестел как положено.

Почём металлический филамент для 3D–печати?

И почем же металлический филамент для 3D–печати? — спросите вы. Вот несколько примеров:

• 500-граммовая катушка BFSteel и BFBronse от Bestfilament стоит 1600–1800 ₽
• 750-граммовая катушка Bronzefill от ColorFabb стоит $56,36
• 750-граммовая катушка Copperfill от ColorFabb стоит $56,36
• PLA-композит Polishable Stainless Steel от Protopasta стоит $56 за 56 граммов
• PLA-композит Rustable Magnetic Iron от Protopasta стоит $34. 99 за 500 граммов

Металлическая 3D–печать в промышленности

Но что если вам требуется более качественный результат или даже полностью металлическая 3D–печать? Следует ли для бизнес-нужд приобретать реально «металлический» 3D–принтер? Мы бы не советовали — если только вы не собираетесь заниматься этим каждый день. Стоит профессиональный 3D–принтер металлом дорого: аппараты фирм EOS или Stratasys обойдутся вам в 100–500 тысяч долларов. Кроме того, расходы окажутся еще больше, поскольку вам придется нанять оператора, работника для обслуживания аппарата, а также для конечной доводки распечаток (полировки, например). Просто отметьте для себя: в 2016 году приемлемого по цене металлического 3D–принтера не существовало.

Снижаем затраты на металлическую 3D–печать

В случае если вы не собираетесь открывать дело по 3D–печати металлом, но вам всё же требуется профессионально выполненная на 3D–принтере металлическая деталь, лучше обратиться в соответствующую фирму, которая оказывает такие услуги. Сервисы 3D–печати, подобные Shapeways, Sculpteo и iMaterialise, предлагают прямую печать металлом. В настоящее время при 3D–печати они работают со следующими металлическими материалами:

• алюминий
• сталь
• латунь
• медь
• бронза
• стерлинговое серебро
• золото
• платина
• титан

Если вы ювелир, вы можете также заказать восковые модели для отливки из благородных металлов. Если говорить о восковых моделях, то в большинстве случаев именно они (с последующим расплавлением) используются при печати металлами (включая золото и серебро). Не все заказы выполняются непосредственно этими фирмами. Обычно, чтобы выполнить заказ, они обращаются к другим компаниям, специализирующимся на металлической 3D–печати. Впрочем, число подобно рода сервисов во всем мире быстро растет. Кроме того, техника для 3D–печати металлом получает все большее распространение в фирмах, которые предлагают такие услуги.

Причина, по которой крупные компании так полюбили 3D–печать, заключается в том, что на ее основе можно построить полностью автоматизированные линии, выпускающие «топологически оптимизированные» детали. Это означает, что появляется возможность точно выделять исходные материалы и делать компоненты толще лишь в том случае, если они должны выдерживать большие нагрузки. В целом масса деталей существенным образом уменьшается, а их структурная целостность при этом сохраняется. И это не единственное преимущество данной технологии. В некоторых случаях продукт получается существенно дешевле и доступным по цене практически всем.

Имейте, пожалуйста, в виду, что 3D–печать металлом требует для моделирования специальных CAD-программ. Стоит обратить внимание на рекомендации Shapeways — 3D printing metal guidelines. Чтобы еще больше углубиться в тему, посмотрите Statasys’ information по соответствующим 3D–принтерам и нюансам металлической 3D–печати.

Вот несколько примеров цены тестовой модели Benchy при металлической 3D–печати:

• Металлический пластик: $22,44 (бывший алюмид, PLA с алюминием)
• Нержавеющая сталь: $83,75 (плакированная, полированная)
• Бронза: $299,91 (сплошная, полированная)
• Серебро: $713,47 (сплошная, зеркальной полировки)
• Золото: $87,75 (плакированная золотом, полированная)
• Золото: $12 540 (сплошная, золото 18 карат)
• Платина: $27 314 (сплошная, полированная)

Как и следовало ожидать, что цены на сплошную металлическую 3D–печать довольно высоки.

Металлическая 3D–печать. Применения

Детали авиадвигателя GE LEAP, напечатанные на 3D–принтере на фабрике Avio Aero (Фото: GE)

Есть несколько отраслей, в которых уже применяются 3D–принтеры для изготовления объектов повседневного пользования — вы можете даже не знать, что эти объекты напечатаны.

• Наиболее распространенный случай — хирургические и зубные импланты, которые в таком исполнении сегодня считаются лучшим вариантом для пациентов. Причина: они могут быть приспособлены под индивидуальные особенности.
• Другая отрасль — ювелирное дело. Тут большинство производителей отказались от 3D–печати смолой и восковой отливки, переключившись непосредственно на металлическую 3D–печать.
• Кроме того, аэрокосмическая отрасль становится все более и более зависимой от напечатанных металлических 3D–объектов. Итальянская компания Ge-AvioAero была первой, которая занялась цельнометаллической 3D–печатью. Она производит компоненты для авиадвигателей LEAP.
• Еще одна отрасль, нацеливающаяся на металлическую 3D–печать — это автомобилестроение. BMW, Audi, FCA серьезно рассматривают эту технологию, причем не только для прототипирования (для этого 3D–печать применяется уже довольно давно), но и для изготовления реальных деталей.

Однако прежде, чем металлическая 3D–печать по-настоящему пойдет на взлет, придется преодолеть некоторые препятствия. И в первую очередь это — высокая цена, которую не получается сделать ниже, чем при формовке. Также проблемой является низкая скорость изготовления.

3D–печать металлом. 

Технологии 

Большинство процессов 3D–печати металлом начинается с «атомизированного» порошка

Можно много говорить про «металлические» 3D–принтеры, но главными их проблемами остаются те же, что и у любых других 3D–принтеров: программные и аппаратные ограничения, оптимизация материалов и мультиматериальность. Мы не будет особо говорить о программном обеспечении, скажем только, что большинство крупных профильных софтверных компаний, таких как Autodesk, SolidWorks и solidThinking, стараются максимально упирать на то обстоятельство, что в результате процесса 3D–печати металлом можно получить какую угодно форму.

В целом, металлические напечатанные детали могут быть такими же прочными, как и детали, изготовленные по традиционным процессам. Детали, выполненные по технологии DMLS, имеют механические свойства, эквивалентные литью. Помимо этого, пористость объектов, выполненных на хорошем «металлическом» 3D–принтере, может достигать 99,5%. Вообще-то, производитель Stratasys утверждает, что 3D–напечатанные металлические детали при проверке на плотность показывают результаты выше промышленных стандартов.

3D–напечатанный металл может иметь разное разрешение. При самом высоком разрешении толщина слоя составляет 0,0008 — 0,0012″, а разрешение по X/Y — 0,012 – 0,016″. Минимальный диаметр отверстия — 0,035 — 0,045″. Давайте, впрочем, рассмотрим, какие бывают технологии металлической 3D–печати.

Процесс металлической 3D–печати №1:

Powder Bed Fusion (расплавление в заранее сформированном слое)

Процесс металлической 3D–печати, который сегодня применяется большинством соответствующих крупных компаний, называется Powder Bed Fusion. Это название указывает на то, что некий источник энергии (лазер или другой энергетический пучок) расплавляет «атомизированный» порошок (т.е. такой металлический порошок, который тщательно измельчен на сферические частицы), в результате чего получаются слои печатаемого объекта.

В мире существует восемь крупных производителей металлических 3D–принтеров, в которых уже применяется данная технология; пока мы тут рассуждаем, таких компаний становится больше и больше. Большинство из них находится в Германии. Их технологии называются SLM (Selective Laser Melting — селективное лазерное сплавление) или DMLS (Direct Metal Laser Sintering — прямое лазерное спекание металлов).

Процесс металлической 3D–печати №2:

Binder Jetting (разбрызгивание связующего вещества)

При 3DP-технологии ExOne металлические объекты печатаются за счет связывания порошка перед его обжигом в горне (фото: ExOne)

Другой профессиональный подход, при котором также применяется порошковая основа, называется Binder Jetting. В этом случае слои формируются за счет склеивания металлических частиц и дальнейшего их спекания (или сплавления) в высокотемпературном горне — точно так же, как это делается с керамикой.

Еще один вариант, который тоже похож на работу с керамикой, это замешивание металлического порошка в металлическую пасту. 3D–принтер с пневматическим экструдированием (похожий на шприцевый биопринтер или недорогой пищевой принтер) формирует 3D–объекты. Когда требуемая форма достигнута, объект отправляется в печь, т.е. в горн. Этот подход применяется в Mini Metal Maker, видимо, единственном недорогом «металлическом» 3D–принтере.

Процесс металлической 3D–печати №3:

Metal Deposition (нанесение слоя металла)

Может показаться, что единственный процесс 3D–печати, который остается в стороне от работы с металлами, это послойное наплавление. Это не совсем так. Разумеется, на каком-то настольном устройстве просто наплавлять металлические нити на основу не получится. Однако очень крупные металлургические компании это могут. И делают. Есть два варианта работы при «наплавлении металла».

Один называется DED (Directed Energy Deposition — осаждение материала при помощи направленного энергетического воздействия) или Laser Cladding (лазерное плакирование, наплавка). Здесь для расплавления металлического порошка, который медленно выпускается и застывает в виде слоя, применяется лазерный луч, а порошок подается при помощи роботизированной руки.

Обычно весь процесс идет в закрытой камере, но в проекте MX3D при строительстве полноразмерного моста использованы приемы привычной 3D–печати. Другой вариант наплавления металла называется EBAM (Electron Beam Additive Manufacturing — аддитивная технология электронного пучка), который по сути является пайкой, при которой для расплавления 3-миллиметровой титановой проволоки применяется очень мощный электронный пучок, а расплавленный металл образует очень крупные готовые структуры. Что касается этой технологии, то ее подробности известны пока только военным.

Металлическая 3D–печать. Металлы

Металл для 3D–печати №1: Титан

Чистый титан (Ti64 или TiAl4V) — один из наиболее часто применяемых для 3D–печати металлов, он определенно один из самых универсальных, он прочен и легок. Титан задействуется как при процессе расплавления в заранее сформированном слое, так и при процессе разбрызгивания связующего вещества и применяется главным образом в медицинской промышленности (для изготовления персональных протезов), а также в аэрокосмической отрасли, автомобилестроении и в станкостроении (для изготовления деталей и прототипов). Но есть одна проблема. Титан очень химически активен и в порошкообразном виде легко взрывается. Поэтому необходимо, чтобы титановая 3D–печать проходила в вакууме или в аргоновой среде.

Металл для 3D–печати №2: Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь — один из наиболее дешевых металлов для 3D–печати. В то же время она очень прочна и может применяться в широком спектре производственных и даже художественно-дизайнерских приложений. Используемый тип стального сплава содержит также кобальт и никель, его очень трудно сломать, при этом он обладает очень высокой эластичностью. Нержавеющая сталь используется почти исключительно в промышленности.

Металл для 3D–печати №3: Инконель

Инконель — это суперсплав, выпускаемый компанией Special Metals Corporation, ее зарегистрированная торговая марка. Сплав состоит в основном из никеля и хрома и очень термостоек. Поэтому его применяют в нефтяной, химической и аэрокосмической (для черных ящиков) отраслях.

Металл для 3D–печати №4: Алюминий

Из-за легкости и многофункциональности алюминий очень популярен в 3D–печати. Обычно используются сплавы на основе алюминия.

Металл для 3D–печати №5: Кобальт-хром

Этот сплав обладает очень высокой удельной прочностью (т.е. прочностью, деленной на плотность, что в целом показывает силу, которую требуется приложить на единицу площади для разрыва). Он чаще всего используется в производстве турбин, зубных и ортопедических имплантов, везде, где 3D–печать стала доминирующей технологией.

Металл для 3D–печати №5. Медь и бронза

За некоторыми исключениями медь и бронза применяются в процессах воскового выплавления, в процессе расплавления в слое — редко. Дело заключается в том, что эти металлы не очень подходят для промышленности, они чаще применяются при изготовлении произведений искусства и поделок. На colorFabb предлагаются оба металла — в качестве основы специального металлического филамента.

Металл для 3D–печати №6. Железо

Железо, в т.ч. магнитное, тоже в основном используется как добавка к филаментам на базе PLA, которые производятся, например, ProtoPasta и TreeD.

Металл для 3D–печати №7. Золото, серебро и другие благородные металлы

Большинство компаний, занимающихся процессом расплавления в заранее сформированном слое, могут задействовать при 3D–печати такие благородные металлы, как золото, серебро и платину. Здесь наряду с сохранением эстетических свойств материалов важно добиться оптимизации работы с дорогим исходным порошком. 3D–печать благородными металлами требуется для ювелирного дела, медицинских приложений и электроники.

Металлическая 3D–печать. Принтеры

Даже не сомневайтесь — приобретение металлического 3D–принтера не пройдет бесследно для вашего бюджета. Обойдется он как минимум в 100–250 тысяч долларов. Приводим список разнообразных «металлических» принтеров, некоторые из которых можно встретить в фирмах, предоставляющих услуги 3D–печати.

Металлический 3D–принтер №1: 

Sciaky EBAM 300 — печать металлическим филаментом

Если вам требуется печатать по-настоящему крупные металлические конструкции, лучше всего остановить свой выбор на Sciaky’s EBAM technology. По заказу может быть выстроен аппарат практически любых размеров. Такая техника используется главным образом в аэрокосмической отрасли и военными. Самый крупный из серийных принтеров Sciaky — это EBAM 300. Он печатает объекты в объеме 5791 × 1219 × 1219 мм.

В компании утверждают, что EBAM 300 является также одним из самых быстрых имеющихся в продаже промышленных 3D–принтеров. Трехметрового размера титановая деталь для самолета печатается на нем за 48 часов, при этом расход материала составляет около 7 кг в час. Вообще, кованные детали, на которые обычно уходит 6-12 месяцев, на этом 3D–принтере могут быть сделаны за 2 дня.

Применяемая в Sciaky уникальная технология использует высокоэнергетический электронный пучок, который плавит 3-миллиметровый титановый прут, стандартная скорость наплавления составляет от 3 до 9 кг в час.

Металлический 3D–принтер №2: 

Fabrisonic UAM — ультразвуковая 3D–печать

Другой способ печати крупных металлических деталей — UAM (Ultrasound Additive Manufacturing Technology — ультразвуковая аддитивная технология) от Fabrisonic. Аппараты этой фирмы представляют собой трехосные фрезы с ЧПУ, к которым добавлены сварочные головки для аддитивности процесса. Металлические слои сначала разрезаются, а потом свариваются ультразвуком. Самый большой принтер Fabrisonic 7200 работает в объеме 2 × 2 × 1,5 м.

Металлический 3D–принтер №3:

Concept Laser XLine 1000 — 3D–печать металлическим порошком

Самый крупный на рынке 3D–принтер, работающий с металлическим порошком, — это Concept Laser XLine 1000. Он имеет объем моделирования — 630 × 400 × 500 мм, а сам размером с дом.

Выпускающая его немецкая компания, один из главных поставщиков 3D–принтеров для аэрокосмических гигантов вроде Airbus, недавно представила новый аппарат — Xline 2000.

В этом оборудовании задействовано два лазера, а рабочий объем составляет 800 × 400 × 500 мм. Используется лазерная технология LaserCUSING (вариант селективного лазерного сплавления) от Concept Laser, которая позволяет печатать сплавами стали, алюминия, никеля, титана, благородных металлов и даже некоторыми чистыми веществами (титан и высокосортная сталь).

Металлическая 3D–печать. Сервисы

В мире существует более 100 компаний, предлагающих услуги металлической 3D–печати. Перечислим наиболее популярные сервисы для потребительских нужд.

Сервис металлической 3D–печати №1: Shapeways

Самый популярный в мире сервис 3D–печати Shapeways предлагает два вида услуг. Как потребитель вы можете сделать свой выбор среди большого ассортимента профессионально спроектированных объектов, кастомизировать их, после чего заказывать их печать по вашим спецификациям. Как и другие сервисы 3D–печати, Shapeways предлагает площадку для дизайнеров, чтобы они могли продавать и печатать свои работы. Shapeways также хорошее место для быстрого прототипирования: клиенты выигрывают за счет принтеров промышленного уровня (EOS, 3D Systems) и персональной технической поддержки.

Металлы для 3D–печати: алюминий, латунь, бронза, золото, платина, плакировка благородными металлами, серебро, сталь. Предлагаются также восковые формы для ювелирных целей.

Сервис металлической 3D–печати №2: Sculpteo

Подобно Shapeways и i.materialise, Sculpteo — онлайн-сервис 3D–печати, который позволяет каждому желающему закачивать 3D–модели и направлять их на изготовление из широкого спектра материалов. Как и конкуренты, Sculpteo предоставляет свою площадку для любителей и профессионалов, которые могут демонстрировать и продавать свои дизайнерские решения. В конюшне принтеров Sculpteo — высокопрофессиональные машины от 3D Systems, EOS, Stratasys и ZCorp. Обширная техническая документация поможет выявить недочеты в дизайне и подобрать для проекта правильный материал.

Металлы для 3D–печати: алюмид (пластик с частицами алюминия), латунь, серебро.

Сервис металлической 3D–печати №3: iMaterialise

Materialise — это компания, которая работает с промышленными клиентами, занимаясь прототипированием 3D–печатной продукции. Для простых пользователей и дизайнеров Materialise предлагает онлайн-сервис 3D–печати под названием i.materialise. Как и в случае Shapeways, этот сервис позволяет всем закачивать свои 3D–проекты и распечатывать их. Как только объект загружен и успешно напечатан, дизайнер может выставить его на продажу либо в галерее онлайн-магазина i. materalise, либо встроив определенный код в свой сайт.

Металлы для 3D–печати: алюмид (пластик с алюминиевым порошком), латунь, бронза, медь, золото, серебро, сталь, титан.

Сервис металлической 3D–печати №4: 3D Hubs

Через 3D Hubs вы можете искать частных лиц и фирмы, которые в вашем регионе предлагают услуги 3D–печати, закачивать STL-файлы (которые немедленно оцениваются на предмет недочетов) и непосредственно связываться с поставщиками услуг для выполнения работы. Онлайн-услуга 3D–печати позволяет также сортировать предложения по материалам, клиентскому рейтингу, удаленности и множеству других параметров. Какой бы объект вы ни пожелали напечатать, скорее всего, найдется кто-то неподалеку, кто сможет это сделать. Значительное количество материалов может быть напечатано в промышленном качестве, у таких материалов в поле поиска имеется пометка HD.

Металлы для 3D–печати: алюминий, бронза, кобальт-хром, нержавеющая сталь, титан.

Источник

Теги: 

Металл для 3D–печати, Процесс металлической 3D–печати, Металлическая 3D–печать в промышленности, Материалы для металлической 3D–печати, Металлический 3D–принтер, Sciaky EBAM 300, Fabrisonic UAM, Concept Laser XLine 1000

X-серия | Настольный Металл

Командный DM

Платформы

3D-печать металлом и композитами

Решения 3D-печати для здравоохранения

Промышленная полимерная 3D-печать

™

Решения для 3D-печати песком и инструментами

3D-принтеры для листового металла

Материалы

Прорыв в разработке фотополимеров

Продвижение переработанной древесины, напечатанной на 3D-принтере

Приложения и многое другое

Эксперты по производству гидравлических добавок

Технология повторного нанесения порошкового покрытия из нескольких материалов

Цифровая трансформация стоматологии

Струйная 3D-печать Binder с использованием запатентованной технологии Triple ACT для превосходного качества поверхности и специальных материалов, включая металлы и керамику.

Заказать сейчас

Ваш браузер не поддерживает видео тег.

Обзор систем

• — 01

  InnoventX

  Самый компактный струйный 3D-принтер для производства металлических, керамических или композитных деталей. Эта простая в использовании система, выпущенная в 2018 году, оснащена технологией Triple ACT и пьезоэлектрической печатающей головкой. Он подходит для обучения, исследований, прототипирования, быстрой разработки продуктов и мелкосерийного производства мелких компонентов.

  InnoventX

  InnoventX

  Самый компактный струйный 3D-принтер для производства металлических, керамических или композитных деталей. Эта простая в использовании система, выпущенная в 2018 году, оснащена технологией Triple ACT и пьезоэлектрической печатающей головкой. Он подходит для обучения, исследований, прототипирования, быстрой разработки продуктов и мелкосерийного производства мелких компонентов.

  ---

  [ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ]

  	InnoventX
  Технология печати	Тройная передовая технология уплотнения™
  Направление печати	Однонаправленный
  Размер коробки сборки	160 x 65 x 65 мм (6,3 x 2,5 x 2,5 дюйма)
  Макс. скорость наращивания (толщина слоя 65 мкм)	54 см3/ч
  Системы переплета	AquaFuse™, CleanFuse™, FluidFuse™, PhenolFuse™
  Внешние размеры	1203 x 1016 x 1434 мм (47,4 x 40,0 x 56,5 дюйма)

  Скачать спецификацию

• — 02

  X25Pro

  Эта современная система струйной 3D-печати со связующим средним объемом уже используется во всем мире для производства металлических, керамических и композитных деталей. Эта система, выпущенная в 2020 году, оснащена системой Triple ACT и пьезоэлектрической печатающей головкой. Он подходит для исследований, создания прототипов, быстрой разработки продуктов, мелкосерийного производства или непрерывного круглосуточного производства.

  X25Pro

  X25Pro

  Эта усовершенствованная система 3D-печати со связующим средним объемом уже используется во всем мире для производства металлических, керамических и композитных деталей. Эта система, выпущенная в 2020 году, оснащена системой Triple ACT и пьезоэлектрической печатающей головкой. Он подходит для исследований, создания прототипов, быстрой разработки продуктов, мелкосерийного производства или непрерывного круглосуточного производства.

  ---

  [ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ]

  	Х25Про
  Технология печати	Тройная передовая технология уплотнения™
  Направление печати	Однонаправленный
  Размер коробки сборки	400 x 250 x 250 мм (15,75 x 9,84 x 9,84 дюйма)
  Макс. скорость наращивания (толщина слоя 65 мкм)	1200 см3/час
  Системы переплета	AquaFuse™, CleanFuse™, FluidFuse™, PhenolFuse™,
  Внешние размеры	2300 x 1800 x 2300 мм (90,5 x 70,9 x 90,5 дюйма)

  Скачать спецификацию

• — 03

  X160Pro

  Самый большой в мире струйный 3D-принтер для производства металлических, керамических или композитных деталей. Эта система оснащена Triple ACT и пьезоэлектрической печатающей головкой. Он предназначен для непрерывного круглосуточного производства, но поддерживает мелкосерийное производство, быструю разработку продукта и даже исследования и создание прототипов

  X160Pro

  X160Pro

  Самый большой в мире струйный 3D-принтер для производства металлических, керамических или композитных деталей. Эта система оснащена Triple ACT и пьезоэлектрической печатающей головкой. Он предназначен для непрерывного круглосуточного производства, но поддерживает мелкосерийное производство, быструю разработку продукта и даже исследования и создание прототипов

  ---

  [ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ]

  	X160Pro
  Технология печати	Тройная передовая технология уплотнения™
  Направление печати	Однонаправленный
  Размер коробки сборки	800 x 500 x 400 мм (31,5 x 19,7 x 15,8 дюйма)
  Макс. скорость наращивания (толщина слоя 65 мкм)	До 3120 см3/ч
  Системы переплета	AquaFuse™, CleanFuse™, FluidFuse™, PhenolFuse™,
  Внешние размеры	3300 x 3300 x 2700 мм (130 x 130 x 107 дюймов)

  Скачать спецификацию

Применение по отраслям

_Отрасли

Изучите области применения 3D-печати в различных отраслях.

Ваш браузер не поддерживает видео тег.

Заказать сейчас

Будьте в курсе последних новостей

Производственная система™ | Настольный Металл

• ---

  Шкив ремня безопасности

  17-4 PH

  Этот выходной шкив является важным компонентом механизма наклона сиденья автомобиля.

  Шкив ремня безопасности

  • Размер (мм)
    48 х 29 х 9

    Стоимость за деталь ($)
    0,89

    Деталей на сборку
    2 740

    Годовая производительность
    995 900

  • Эта деталь имеет радиальную канавку с подрезом , для которого без печати потребуются усовершенствованные ползунки в процессе прессования и спекания. Печать на производственной системе устраняет затраты и сложности, связанные с печатью и агломерацией.

• ---

  Насадка для хирургического инструмента

  17-4 PH

  Насадка, используемая во время операции; индивидуально для каждого пациента.

  Насадка для хирургического инструмента

  • Размер (мм)
    27 х 47 х 21

    Стоимость за деталь ($)
    1,91

    Деталей на сборку
    860

    Годовая производительность
    400 140

  • Эта хирургическая насадка имеет индивидуальный внутренний канал , разработанный специально для каждого пациента. Производственная система позволила массово настроить эту деталь и произвести ее без каких-либо инструментов, что позволило точно настроить ее для множества пациентов.

    Внутренний канал этого сопла требует сложных операций механической обработки с несколькими установками крепления; печать в производственной системе устраняет эти шаги, что приводит к экономии средств.

• ---

  Водяное колесо BMW

  17-4 PH

  Водяное колесо является неотъемлемой частью системы охлаждения двигателя BMW.

  Водяное колесо BMW

  • Размер (мм)
    63 х 63 х 34

    Стоимость за деталь ($)
    9,74

    Деталей на сборку
    170

    Годовая производительность
    63 230

  • Первоначально сделанный из нескольких пластиковых деталей, BMW изменил дизайн это водяное колесо для печати на лазерной системе, но этот процесс оказался медленным и дорогим для массового производства.

    Производственная система обеспечивает более высокую производительность, позволяя производить детали по конкурентоспособной цене, превращая гоночную трассу в дорогу.

• ---

  Крепление Audi

  17-4 PH

  Это специальное приспособление было создано для использования на производственной линии Audi.

  Крепление Audi

  • Размер (мм)
    127 х 51 х 38

    Стоимость за деталь ($)
    19.18

    Деталей на сборку
    110

    Годовая производительность
    41 500

  • Со сложными внутренними конформными охлаждающими каналами , которые охватывают основание и стенку, это приспособление обычно изготавливается из нескольких частей и сваривается вместе. По мере увеличения производства эта часть будет слишком дорогой и трудоемкой для масштабирования.

    С помощью производственной системы приспособление печатается как единая деталь с неповрежденными каналами охлаждения, что снижает стоимость детали, время выполнения заказа и сложность производства.

• ---

  Кронштейн переключения передач

  17-4 PH

  Этот кронштейн используется в узле стояночного тормоза бесступенчатой ​​трансмиссии.

  Кронштейн переключения передач на стоянке

  • Размер (мм)
    93 х 44 х 12

    Стоимость за деталь ($)
    2,84

    Деталей на сборку
    680

    Годовая производительность
    248 980

  • Для изготовления этой детали потребуется сложная штамповка и несколько вторичных операций , которые должны быть изготовлены с использованием традиционных методов порошковой металлургии.

    Производственная система устраняет необходимость в инструментах, значительно сокращает время выполнения заказа, снижает стоимость деталей и позволяет перепроектировать эту деталь для объединения сборки в единую деталь.

• ---

  Безель для часов

  17-4 PH

  Безель часов является основным компонентом, на котором размещены циферблат и механизм.

  Безель для часов

  • Размер (мм)
    43 х 48 х 9,5

    Стоимость за деталь ($)
    1. 06

    Деталей на сборку
    1 200

    Годовая производительность
    497 950

  • Так как он печатает детали без инструментов, Производственная система способна печатать несколько различных моделей часов за один прогон, что значительно снижает стоимость изготовления деталей и время выполнения заказа.

• ---

  Механизм Ntopology

  17-4 PH

  Эта шестерня имеет сложную внутреннюю решетчатую структуру, которую можно получить только с помощью 3D-печати.

  Механизм Ntopology

  • Размер (мм)
    63 х 63 х 12,5

    Стоимость за деталь ($)
    6.09

    Деталей на сборку
    460

    Годовая производительность
    165 980

  • Эта деталь имеет сложную решетчатую структуру используется для облегчения детали, но при этом обеспечивает прочность.

    Производственная система позволяет изготавливать изделия сложной геометрии, которые невозможно изготовить каким-либо другим способом.

• ---

  Шарнир гидроусилителя руля

  17-4 PH

  Этот шарнир предназначен для передачи усилия в системе рулевого управления с электроусилителем.

  Шарнир рулевого управления с усилителем

  • Размер (мм)
    36 х 36 х 22

    Стоимость за деталь ($)
    1,89

    Деталей на сборку
    1 140

    Годовая производительность
    470 424

  • Этот шарнир используется для передачи мощности между электродвигателем рулевого управления с электроусилителем и рулевым валом в автомобиле. Производственная система позволяла изготавливать эту деталь без инструментов, что позволяло сократить время выполнения заказа и обеспечить гибкость конструкции.

• ---

  Нестандартный болт

  17-4 PH

  Этот специально разработанный болт используется в особых случаях.

  Нестандартный болт

  • Размер (мм)
    70 х 16 х 12

    Стоимость за деталь ($)
    1.10

    Деталей на сборку
    2 280

    Годовая производительность
    829 920

  • Из-за высокой стоимости твердосплавной оснастки большинство болтов изготавливается миллионами. Однако для этого болта требовалось всего несколько десятков тысяч. Путем печати на производственной системе этот болт может быть изготовлен без инструментов при значительном снижении себестоимости детали.

• ---

  Бит Спаугера

  17-4 PH

  Эта деталь представляет собой сверло, используемое для быстрого сверления отверстий в чистой древесине.

  Бит Спаугера

  • Размер (мм)
    166 х 12 х 12

    Стоимость за деталь ($)
    1,95

    Деталей на сборку
    800

    Годовая производительность
    280 470

  • Используя традиционные методы, эта насадка спаугера потребовала более 20 производственных операций. С производственной системой это число сокращается до четырех, а постобработка требуется только для достижения желаемой твердости и чистоты поверхности. Это значительно снижает стоимость деталей и время производства.

• ---

  Статор

  17-4 PH

  Этот статор предназначен для использования в небольшом электродвигателе.

  Статор

  • Размер (мм)
    60 х 60 х 16

    Стоимость за деталь ($)
    2,82

    Деталей на сборку
    460

    Годовая производительность
    189 700

  • Этот статор является частью небольшого электродвигателя, который производился небольшими партиями, что затрудняет обоснование стоимости твердосплавных инструментов для литья металлов под давлением (MIM).

Гравер по камню в категории «Инструмент»

Гравер электрический Sturm GM2314F с гибким валом по дереву металлу камню

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

1 359 грн

Купить

Electrostaff

Гравер электрический Sturm GM2317FL с гибким валом по дереву металлу камню

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

1 923 грн

Купить

Electrostaff

Гравер Kraissmann 150 SGW 12V/236

На складе

Доставка по Украине

2 142 грн

Купить

AMX интернет-магазин инструмента

Гравер Kraissmann 150 SGW 42

На складе

Доставка по Украине

857 грн

Купить

AMX интернет-магазин инструмента

Гравер Kraissmann 180 SGW 190

На складе

Доставка по Украине

1 355 грн

Купить

AMX интернет-магазин инструмента

Гравер Kraissmann 180 SGW 210

На складе

Доставка по Украине

1 190 грн

Купить

AMX интернет-магазин инструмента

Гравер Kraissmann 180 SGW 219

На складе

Доставка по Украине

1 398 грн

Купить

AMX интернет-магазин инструмента

Гравер Сталь МШ 1342

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

1 330 грн

1 197 грн

Купить

Интернет — магазин «Super-Price»

Набор из 10 борфрез по металлу для гравера Dremel карбид вольфрама

На складе в г. Ровно

Доставка по Украине

485 грн

Купить

KRONS интернет- магазин

Гравер электрический Kraissmann 150 SGW 42

На складе

Доставка по Украине

959 грн

Купить

«Hightools-Хайтулс» Интернет-магазин инструмента

Гравер Kraissmann 180 SGW 190

На складе

Доставка по Украине

1 461 грн

Купить

«Hightools-Хайтулс» Интернет-магазин инструмента

Гравировальная машина Kraissmann 180 SGW 219

На складе

Доставка по Украине

1 461 грн

Купить

«Hightools-Хайтулс» Интернет-магазин инструмента

Гравер электрический Kraissmann 180 SGW 210 (бормашина)

На складе

Доставка по Украине

1 293 грн

Купить

«Hightools-Хайтулс» Интернет-магазин инструмента

Гравировальная машина Vorskla ПМЗ 135/217 набор насадок

На складе

Доставка по Украине

1 000 грн

Купить

«Hightools-Хайтулс» Интернет-магазин инструмента

Комплект 100 шлифовальных кругов 25мм на липучке и шлифовального диска для гравера дремеля

На складе в г. Днепр

Доставка по Украине

290 грн/набор

259 грн/набор

Купить

LisaSHOP

Смотрите также

Шлифовальные круги и шлифовальный диск для гравера дремеля 25 мм (100 штук)

На складе в г. Днепр

Доставка по Украине

290 грн

259 грн

Купить

Шлифовально — гравировальная машина Энергомаш ГР-2316Г с гибким валом по металлу

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

2 142 грн

Купить

Electrostaff

Шлифовальные круги и шлифовальный диск диаметр 25 мм для дремеля и гравера набор (100 штук)

На складе в г. Днепр

Доставка по Украине

290 грн/набор

259 грн/набор

Купить

ПриДБАЙ

Гравер Forte MG 17218

Доставка из г. Киев

2 000 грн

1 800 грн

Купить

Интернет — магазин «Super-Price»

Гравер Ryobi EHT150V(2032255541756)

Доставка по Украине

2 592 грн

2 216 грн

Купить

Интернет магазин «pro100market»

Гравер Ryobi EHT150V(5122265151756)

Доставка по Украине

2 572 грн

2 218 грн

Купить

Интернет магазин «pro100market»

Гравёр RYOBI EHT150V(805518693756)

Доставка по Украине

2 549. 32 грн

2 216.80 грн

Купить

Интернет магазин «pro100market»

Гравёр RYOBI EHT150V(581297151756)

Доставка по Украине

2 551 грн

2 218 грн

Купить

Интернет магазин «pro100market»

Гравер Forte MG 17218

Доставка из г. Киев

2 000 грн

1 800 грн

Купить

Интернет — магазин «БУД-ИНСТРУМЕНТ»

Гравер Сталь МШ 1342

Доставка из г. Киев

1 110 грн

999 грн

Купить

Интернет — магазин «БУД-ИНСТРУМЕНТ»

Гравер алмазный поликристалл 6*0,6*90° *40 L

Доставка по Украине

870 грн

Купить

ДОМІНАНТ ЧПУ

Фреза алмазная спеченная конусная D12*d6*l30*L85

Заканчивается

Доставка по Украине

780 грн

Купить

ДОМІНАНТ ЧПУ

Фреза алмазная спеченная сферическая D8*d8*l20*L75

Доставка по Украине

520 грн

Купить

ДОМІНАНТ ЧПУ

Фреза алмазная спеченная сферическая D10*d10*l30*L100

Заканчивается

Доставка по Украине

540 грн

Купить

ДОМІНАНТ ЧПУ

Особенности гравировки на камне | Фортуна КаменьФортуна Камень

Особенности гравировки на камне

Гравировка на камне может выполняться одним из 2–х основных способов — ручным или механическим. Они отличаются по видам выполняемых работ, для которых применяются, а также по используемым инструментам и оборудованию. Это обуславливает особенности каждого из этих способов и гравировки по камню в целом.

Гравирование надписей

Нанесение текста на поверхность камня посредством гравировки — более простая операция по сравнению с гравированием изображений (рисунков и портретов). Во всяком случае, так считается из–за того, что буквы имеют равномерный цвет по всей площади, без теней и полутонов. И, если текст рубится скарпелью или наносится гравировальным станком, то с «закрашиванием» действительно никаких сложностей не возникает. Но иногда шрифт выбивается гравировальной машинкой или пучками победитовых спиц, и тогда равномерность выделения букв полностью зависит лишь от навыков и умений мастера.

Гравирование изображений

Сложность гравирования изображений объясняется небольшим количеством прямых линий, а также необходимостью в создании множества оттенков черного и белого цветов. При этом, различные элементы рисунка могут не иметь четких границ и для их выделения требуется выполнение более или менее плавных переходов.

В отличие от художника, имеющего под рукой различные краски, гравировщик может получить нужные оттенки/полутона/светотени и пр. только одним методом — регулируя количество ударов алмазной иглы или металлических спиц по поверхности камня. В результате, чем больше ударов сделано, тем светлее тон. При этом опытные мастера–гравёры даже для цветных портретов выполняют черно–белую гравировку в полном объеме. Это делается в расчете на то, что портрет будет оставаться полноценным, даже когда со временем краска с него « сойдет».

Ручная гравировка

Ручная гравировка выполняется без помощи автоматического гравировального оборудования, поэтому ее качество полностью зависит от профессионализма мастера. Гравировщик должен не только добиться максимального сходства портрета с оригиналом, но и точно передать все пропорции. Ведь в качестве исходника часто имеется лишь небольшое фото, с которого нужно сделать портрет, превосходящий размеры исходника в десятки раз. А это значит, что конечный результат закладывается еще на этапе разметки и во многом зависит от тщательности ее выполнения.

Инструменты для гравировки на камне:

Гравер — электрическая или пневматическая машинка ударного типа с алмазной  гравировальной иглой. Используется для прорисовки контуров, тонких линий и мелкой детализации рисунка. Все модели граверов, хоть и различаются по силе удара иглы, все же пробивают поверхность камня неглубоко. Поэтому для «уличных» изделий желательно делать основные контуры портрета в несколько проходов, чтобы он через год–два не исчез под разрушительным воздействием атмосферных явлений.

Спицы победитовые — заостренные металлические прутки, цельнопобедитовые или с напаянной победитовой ударной частью. Их увязывают в пучки (чаще всего шестигранные), которыми и пробивают фон, а также сплошные участки изображений. Таким способом наносятся оттенки и полутона.

Обычно спицы затачивают по отдельности, но многие мастера упорно (и вполне успешно) экспериментируют над заточкой целых пучков победитовых спиц. Это дает возможность менять текстуру пробиваемых участков и улучшать общий вид портрета.

Скарпели — твердосплавные долота с прямой, фигурной или зубчатой режущей частью. С их помощью высекают шрифт и наносят рельефные орнаменты. Скарпели малых размеров часто используют для углубления основных линий рисунка, что придает ему некоторой объемности. Некоторые мастера настолько оттачивают свои навыки в работе скарпелями, что могут создавать изображения с частичным 3D–эффектом.

Чертилки — острый твердосплавный инструмент, предназначенный для нанесения разметки. Но на этапе гравировки их тоже довольно регулярно используют — в основном, для детальной прорисовки волос на портретах. Если же речь идет о максимально реалистичном изображении пышной прически, то чертилка оказывается чуть ли ни единственным подходящим для этого инструментом.

Механическая гравировка

«Механической» называется гравировка, выполняемая на станочном оборудовании. Применение подобного оборудования дает высокую скорость гравировки и ее точное соответствие исходнику. Бо́льшая часть гравировальных станков оснащена блоками ЧПУ (числового программного управления/компьютерами) и способна работать со сканированными цифровыми исходниками, прошедшими предварительное редактирование, увеличение и т.п. При этом разные типы станков кардинально отличаются друг от друга по способу воздействия на поверхность камня.

Оборудование для гравировки на камне:

Лазерный гравировальный станок — станок, который создает изображение путем прожига верхнего слоя камня на определенную глубину. Гравировка, сделанная на лазерных станках, отличается высокой четкостью, однако при ее выполнении в камне образуется множество микротрещин. Поэтому каменные изделия с лазерной гравировкой малопригодны для наружного размещения, т.к. вскоре под воздействием влаги и перепада температур изображение с них «осыпается».

Лазерная гравировка наносится только на гранит, на мраморе и травертине лазер четкого изображения также не сделает. Граниты с высокой «колкостью» для этого также не подходят, т. к. при прожиге в них образуются лишние миниатюрные сколы, ухудшающие качество портрета.

Игольчатый гравировальный станок — станок, выбивающий изображение на камне при помощи алмазных или твердосплавных иголок. Этим способом хорошо передаются оттенки, светотени и общий контраст. Скорость гравирования на таком станке достаточно высокая, но при этом нужно часто производить перезаточку игл, т.к. они быстро тупятся. Также имеются особые требования к материалу — каменная плита должна шлифоваться не вручную, а на станке и иметь идеально ровную плоскость поверхности. Но даже на такой плите игольчатый станок не всегда хорошо пробивает сложные элементы портрета. Поэтому портрет нужно тщательно проверять и, при необходимости, дорабатывать вручную.

Фрезерно–гравировальный станок — станок, выполняющий гравировку посредством срезания тонкого полированного слоя камня небольшой борфрезой. С его помощью возможно создавать довольно сложные изображения, в том числе и портреты. Качество выполняемой гравировки в этом случае также во многом зависит от того, насколько ровной является поверхность камня. Но относительная простота конструкции станка позволяет его модернизировать, делая менее требовательным к параметрам плоскости плиты.

Пескоструйный аппарат — агрегат, не имеющий прямого отношения к гравировальному оборудованию, но часто используемый для выполнения различных несложных элементов (текстов, простых рисунков и орнаментов). Для этого готовят соответствующие шаблоны, вырезанные на специальной прочной пленке при помощи плоттера — аппарата для изготовления шаблонов. Шаблон наклеивают на поверхность камня или фиксируют его малярным скотчем, после чего направляют на него воздушно–абразивную струю. Получаемый таким способом текст или орнамент хорошо выделяется на темной полированной поверхности плиты и имеет четкие границы. Однако изображение выходит однотонным, поэтому изготовление полноценных портретов с применением пескоструйной технологии невозможно.

На главную страницу

Гравер по камню

Зайди на первый этаж ГОРЯЧЕГО рынка резьбы по камню.

ХУДОЖЕСТВЕННЫЙ ТАЛАНТ НЕ ТРЕБУЕТСЯ

Гравировать с помощью Jet Stream Advantage
так же просто, как 1-2-3

1. Создайте трафарет

Превратите любую иллюстрацию в трафарет с помощью простого в использовании программного обеспечения SCM.

2. Распечатайте и нанесите трафарет

Нажмите кнопку «Вырезать» и просто приложите трафарет к поверхности.

3. Гравируйте свой дизайн

Нажмите кнопку «Вырезать» и просто нанесите трафарет на поверхность.

Jet Stream Advantage компании SCM — это система для резьбы по камню, которая дает вам инструменты для реализации вашей мечты. Теперь вы сможете оставить свой след для будущих поколений.

Добавьте ярких красок в свой проект и воплотите его в жизнь! Обширные обучающие видеоролики SCM помогут вам пройти весь процесс цветной заливки.

Мы покажем вам правильные шаги и методы, чтобы гарантировать удовлетворение ваших клиентов.

Обладая более чем 33-летним опытом, у нас есть все, что вам нужно, чтобы начать работу.

Узнайте, как выгравировать памятник питомцу

Лазерная гравировка на металле. Как это происходит и где применяется?

Гравировка – технология, направленная не только на декорирование какого-либо изделия, но и на его персонификацию, печать определенной информации, соответствующей техническому регламенту производства. Гравировать пластики и другие схожие по плотности материалы довольно просто, но, когда дело касается металла, приходится использовать специализированные решения. Металл твердый, обычное механическое воздействие не всегда эффективно, формирование даже небольшой надписи требует огромных временных затрат и усилий. В последнее время выбор делается в пользу лазерной гравировки. Каковы особенности этой технологии? Для каких сфер она подходит? Как проходит процесс?

Особенности процесса

Наиболее качественный результат можно получить, используя лазерные гравировальные станки, оснащенные блоком ЧПУ. Современные модели дают возможность формировать контрастные, четкие узоры на любых металлах, независимо от плотности.

Изображение формируется станком автоматически, предварительно в его память загружается изображение в формате вектора или растра. По сути, эскиз, созданный дизайнером – готовый чертеж для станка, требующий лишь минимальной корректировки, перевода в формат, “понятный” для оборудования.

Основные сложности

В чем главные трудности гравировки на металлических деталях? Специалисты выделяют следующие:

• Высокая теплопроводность материала. Воздействуя, к примеру, на пластик, лазерный луч провоцирует его интенсивный нагрев и почти мгновенное испарение, за счет чего формируется узор. Локальность нагрева обеспечивает аккуратность обработки, контуры выглядят ровно и четко. Теплопроводность металла куда выше, чем у полимера, тепловая энергия начинает распределяться по всему объему заготовки, верхний слой не нагревается до температуры, при которой начинается испарение;
• Высокая отражающая способность. Значительная доля энергии просто рассеивается, а поглощенных объемов не хватает для того, чтобы в достаточной мере нагреть заготовку.

Решить проблему можно использованием станков, укомплектованных твердотельными лазерами, либо плазменными генераторами, но стоит такая техника очень дорого. Допустимы более экономичные технологии.

Применение гравировальной пасты

Паста используется для обработки металлической поверхности перед декорированием. Пасту нужно распределить максимально равномерно, тонким слоем. Металл должен быть предварительно очищен от загрязнений, следов краски или лака, даже если они выражены очень слабо.

Обработанная заготовка готова для помещения в соответствующую зону станка. Там, где луч контактирует с материалом, паста помогает “выгорать” тончайшему металлическому слою. Итог – получение узора, надписи, орнамента с красивой, ровной кромкой.

Практика показала, что паста совместима не только со сталями, но с мягкими цветными металлами, титаном. Обработка, при этом, возможна техникой бытового уровня, мощностью около 40 ватт. Альтернатива пасте – спрей, который также наносится на поверхность, но сделать это гораздо проще.

Где она необходима?

Лазерная гравировка металлов используется для решения следующих задач:

• Формирование логотипов, фирменных знаков на корпоративной продукции, ручках, зажигалках, металлических элементов оформления ежедневников, дневников;
• Декорирование ювелирных аксессуаров, перстней, колец, браслетов, часов;
• Нанесение изображений, надписей на спортивные кубки, медали и другие изделия;
• Нанесение технической информации, регламентированной нормами и правовыми актами, на корпуса промышленного оборудования, установок, машин;
• Изготовление штампов, матриц для производства печатной продукции.

Если сравнивать лазерную гравировку с другими способами обработки, механическими, химическими, то именно она является наиболее совершенной. Толщина луча измеряется в микронах, что обеспечивает высочайшую точность изображения. Лазерное оборудование универсально, допустимо взаимодействие с металлами любой твердости. Не имеется ограничений и по типу наносимой информации, это может быть и штрих-код, и поздравительная надпись, и сложный орнамент с теневыми переходами.

Что такое глубокая гравировка металла

Глубокая лазерная гравировка — это процесс, в котором для гравировки трехмерных форм на металлах используется сильно сфокусированный луч света. Импульсные волоконные лазеры — лучшие инструменты для глубокой гравировки, поскольку они достигают высокой пиковой мощности, необходимой для вырезания металлических поверхностей.

Фото: 3dprintspb.com

Лазерная гравировка и глубокая гравировка не так уж и отличаются. Глубокая гравировка просто более глубокая, занимает больше времени и обычно требует отделки.

Насколько глубоко вы можете гравировать лазером?

Глубина может легко достигать нескольких миллиметров. Это резко контрастирует с обычной лазерной гравировкой металлов, глубина которой обычно составляет всего несколько микрон.

Но обычная лазерная гравировка может быть и глубокой — до 500 микрон. Это часто бывает с лазерной маркировкой, устойчивой к дробеструйной обработке.

Для чего используется глубокая гравировка?

Глубокая лазерная гравировка используется для вырезания трехмерных форм, таких как логотипы, рисунки, текст, серийные номера и штрих-коды на деталях и заготовках. Это высококачественный процесс, результаты которого воспроизводятся, единообразны и точны.

Наиболее распространенными являются глубокая гравировка логотипа, гравировка штампованных пластин и гравировка вставок форм (особенно для автомобильных деталей).

Другие примеры включают гравировку ценных металлических деталей, таких как нестандартные ручки и пистолеты. Глубокая гравировка по металлу также может использоваться для полного вырезания трехмерной детали или для удаления материала.

Можно ли глубже выгравировать нержавеющую сталь?

Будьте осторожны, если хотите нанести глубокую гравировку на нержавеющую сталь, так как вы удалите защитный оксидный слой, предотвращающий ржавчину. Нержавеющая сталь также может менять цвет во время процесса. Изменение цвета происходит из-за определенных сплавов, но в основном это связано с настройкой параметров лазера.

Когда лазер настроен на максимально быструю гравировку, нержавеющая сталь имеет тенденцию чернеть. Чтобы получить чистую отделку поверхности, процесс займет больше времени.

Важно помнить, что, поскольку защитный слой удален, вам необходимо предотвратить коррозию с помощью дополнительных процедур, таких как окраска, хромирование и т. д.

А как насчет безопасности?

Что касается безопасности, вам нужно знать две вещи.

Во-первых, необходимо защитить рабочих от лазерного луча. Для этого все, что вам нужно, — это кожух для защиты от лазеров класса 1, который на 100% безопасен в соответствии с международными стандартами.

Во-вторых, при глубокой гравировке образуется пыль и пары, когда поверхность ваших деталей испаряется. Поскольку удаляется много материала, вам понадобится лазерный вытяжной аппарат. Это обеспечит чистоту воздуха для ваших рабочих.

Читайте также:

Все факты из рубрики «Металлы»

Как работает гравировка металла?

Гравюра была исторически важным средством создания изображений на бумаге в художественной гравюре, картографии, коммерческих репродукциях и иллюстрациях для издательской индустрии. Различные фотографические процессы уже давно заменили его в коммерческих приложениях и, отчасти из-за его сложности, гораздо реже используются в гравюре и в значительной степени были заменены травлением и другими методами. Однако гравировка по-прежнему распространена в других отраслях.

Гравировка по металлу используется для маркировки текста, логотипов, изображений, цифр, 2D-кодов и многого другого. Отрасли, в которых гравируют металл, включают ювелирную, медицинскую, автомобильную, авиационную и энергетическую отрасли, и это лишь некоторые из них. Гравировка — это процесс создания букв, линий или рисунков путем надрезания поверхностей. Гравировку можно использовать на различных материалах, таких как стекло, пластик и камень, но в этой статье основное внимание будет уделено металлам.

Методы гравировки металла

Следующие методы являются обычными процессами, применяемыми в большинстве гравировальных мастерских.

Алмазная гравировка с царапинами

В этом процессе используется невращающийся инструмент с конусообразным алмазным наконечником. Инструмент для гравировки протаскивают через металлическую деталь, оставляя отпечаток. Diamond-drag создает качественную и точную гравировку, сравнимую с ручной гравировкой. Ширина штриха постоянна и не меняется по глубине. Алмазная шлифовка рекомендуется для мягких металлов и идеальна для гравировки ювелирных изделий и трофеев.

Преимущества этого метода заключаются в том, что это, как правило, самый быстрый способ гравировки, наименее затратный, а ширина штриха позволяет гравировать маленькие буквы. Одним из недостатков является то, что он имеет ограниченную ширину штриха.

Полировка

При полировке используется вращающийся инструмент с ограниченным давлением. Инструмент представляет собой либо твердосплавную, либо алмазную фрезу с различной шириной кончика, которая удаляет верхнее покрытие или слой материала и создает гладкую полированную поверхность. Полировка может использоваться в ситуациях, когда используется алмазное волочение. Полировка все еще является новым процессом для многих магазинов.

Преимущества воронения заключаются в практически неограниченной ширине штриха и большей высоте букв. Некоторые недостатки заключаются в том, что он более дорогой и требует шумного гравировального двигателя и дополнительного адаптера для полировки.

Вращающаяся гравировка

В этом методе используется режущий инструмент с одной или несколькими канавками, который вращается через металлические детали для удаления материала, оставляя впадину обнаженной сердцевины. Это приводит к более глубокому вырезу или полному вырезу буквы или предмета. В большинстве случаев установка микрометра шпинделя контролирует глубину резания. Процесс подходит для большинства коммерческих и промышленных работ.

Ротационная гравировка является наиболее стойкой формой гравировки и позволяет создавать буквы практически любого размера, а также может создавать двух- и трехмерные изображения. Некоторые недостатки заключаются в том, что он требует более широкого выбора режущих инструментов, вращающегося шпинделя и двигателя и, как правило, требует большей очистки.

Лазерная гравировка

Лазерный гравер может резать, гравировать или маркировать металлические материалы. Лазерный луч физически удаляет поверхность металла, создавая полость, открывающую изображение на уровне глаз. Лазерный луч производит сильное тепло во время процесса, что по существу заставляет вещество испаряться.

Преимущества лазерной гравировки заключаются в том, что высокая точность и качество, которые она предлагает, позволяют получать более подробные изображения и получать более чистые разрезы, она быстрее, является более доступным вариантом по сравнению со станками с ЧПУ и не создает отходов, таких как опилки. Недостатки заключаются в том, что более толстые материалы труднее поддаются лазерной резке или требуют очень низких скоростей, а лазер прожигает края любого разрезаемого материала. Лазерный гравер также может потреблять много энергии, что увеличивает стоимость производства.

Металлы с гравировкой

Различные методы лучше всего работают с разными металлами, и у каждого металла есть свои сильные и слабые стороны и идеальное применение, в зависимости от его элементов.

Алюминий

Алюминий с ярким покрытием или анодированный используется для изготовления табличек и наградных знаков. Обнаруженный алюминий для механической обработки используется для изготовления панелей управления, внутренних и внешних вывесок и промышленных приложений. По сложности резки эта металлическая поверхность может быть темпераментной по сравнению с латунью, медью и бронзой. Тем не менее, почти все алюминиевые сплавы можно резать при определенных экспериментах и ​​терпении.

Латунь

Медь, приобретаемая в продаже, плохо поддается гравировке. «Латунь для гравировки» или «полутвердая» латунь намного мягче и ее можно найти у поставщиков материалов для гравировки. Для вывесок с глубоким вырезом рекомендуется использовать латунь толщиной 0,040–0,060 дюйма. Этот металл можно залить краской для контраста между буквами и латунным фоном. Лазерное травление латуни создает жирную черную метку на металлическом сплаве, что делает его очень часто маркируемым металлом.

Нержавеющая сталь

Нержавеющую сталь труднее гравировать, но она имеет много преимуществ. Он очень прочный, устойчивый к коррозии, влагостойкий, не загрязняет другие материалы. Он используется на предприятиях пищевой промышленности и в больницах, где реакция или коррозия могут разрушить большинство металлов. Его другие приложения включают в себя контейнеры, панели управления, таблички с переключателями и надписями, знаки и панели лифтов.

При резке нержавеющей стали цанговый шпиндель является одним из наиболее важных инструментов. Цанговый шпиндель с разъемной цангой захватывает режущий инструмент вблизи рабочей зоны. Эта дополнительная жесткость позволит выполнять более глубокие пропилы и меньше сколов или поломок фрезы. Лазерная гравировка не может использоваться на стали, поскольку тепло от лазера удаляет важный защитный слой, но лазерный отжиг может.

Золото, серебро, олово

Эти металлы мягкие и легко режутся. Они хорошо подходят для изготовления подарочных изделий в большинстве случаев гравировки, таких как персонализация ювелирных изделий, а гравировка с помощью алмазного перетаскивания является предпочтительным методом. Эти материалы можно легко глубоко резать теми же режущими инструментами, что и латунь. В большинстве случаев смазочно-охлаждающие жидкости не требуются.

В чем разница между лазерной гравировкой металла и лазерной маркировкой?

Лазерная маркировка использует сфокусированный лазерный луч для постоянного изменения поверхности заготовки. В отличие от лазерной гравировки, она изменяет поверхность металла, не удаляя материал. В результате он создает долговечные высококонтрастные метки, которые легко читаются или сканируются. Четыре наиболее часто используемых метода лазерной маркировки: отжиг, миграция углерода, окрашивание и вспенивание. Металлический маркировочный состав иногда наносится перед лазерной маркировкой, чтобы облегчить маркировку и повысить контрастность маркировки.

Волоконные или гальванометрические лазерные системы обычно используются для маркировки голых металлов и инженерных пластиков. Эти лазеры имеют другую длину волны, чем CO2-лазеры, что позволяет им маркировать голые металлы без использования средств для маркировки металлов. Хотя термины «лазерная маркировка» и «лазерная гравировка» часто используются взаимозаменяемо как лазерные процессы, они различаются.

Как объяснялось выше, лазерная гравировка — это производственный процесс, в котором используется лазерный луч для удаления материала с металла для формирования желаемого рисунка. Результаты долговечны и устойчивы к фальсификации. Тремя наиболее распространенными методами лазерной резки являются лазерное травление, лазерная гравировка и лазерная абляция. Основное различие между травлением, гравировкой и абляцией заключается в том, что при лазерной гравировке получаются неглубокие метки, а при лазерной гравировке — глубокие, более стойкие.

Резюме

Методы гравировки металла полезны для обеспечения постоянной маркировки деталей и маркировки изделий в различных отраслях промышленности. Мы надеемся, что это руководство помогло вам лучше понять существующие методы гравировки по металлу и различные материалы, к которым эти методы применяются.

У вас есть проект, который включает услуги гравировки или любые другие виды маркировки деталей? Позвольте Xometry управлять процессом поиска для вас. Свяжитесь с нами, чтобы получить бесплатно, ни к чему не обязывающая цитата . Кроме того, ознакомьтесь с полным спектром наших возможностей для маркировки деталей, отделочных услуг и т. д., а также изучите наше Полное руководство по прямой маркировке деталей . В этом руководстве вы узнаете больше о различных методах маркировки деталей и сможете получить доступ к подробной информации о типах услуг по маркировке, которые мы предоставляем, и о том, что мы будем делать в случае отсутствия информации, чтобы гарантировать, что ваш заказ будет доставлен вам вовремя, оставаясь при этом ваши спецификации.

Заявление об отказе от ответственности

Содержание, представленное на этой веб-странице, предназначено только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении точности, полноты или достоверности информации. Любые рабочие параметры, геометрические допуски, особенности конструкции, качество и типы материалов или процессов не должны рассматриваться как представляющие то, что будет поставляться сторонними поставщиками или производителями через сеть Xometry. Покупатели, которым нужны расценки на детали, несут ответственность за определение конкретных требований к этим частям. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими условиями для получения дополнительной информации.

Источники:

1. Процесс гравировки: Методы гравировки
2. Резка лазера — Преимущества и недостатки
3. Маркировка лазера Vs. Xometry — это ведущий ресурс по производству с помощью станков с ЧПУ, изготовления листового металла, 3D-печати, литья под давлением, литья уретана и многого другого.

   Гравировка металла: Обзор лазерной гравировки на металле

   • 18 августа 2022 г.

   Гравировка металла представляет собой процесс удаления материала с твердой металлической поверхности. Производители испаряют такие подложки, как сталь, титан, алюминий и многие другие металлы, с помощью высокоинтенсивных лазерных лучей гравировальных станков. Помимо лазерной гравировки существуют и другие методы гравировки металла со своими перспективами и ограничениями.

   В этой статье рассказывается о гравировке и обо всем, что с ней связано. Мы обсудим гравировку металла, как гравировать металл, преимущества и советы, которые следует учитывать при лазерной гравировке металлов. Давайте погрузимся в это!

   Что такое гравировка металла?

   Гравировка металла — это процесс нанесения текстов, логотипов, цифр, изображений, 2D-кодов и прочего на металл. Этот метод обработки логотипа/символа включает в себя создание линий, букв или рисунков на металлических поверхностях с помощью надрезов.

   Различные отрасли промышленности, такие как автомобильная, медицинская, ювелирная, энергетическая и авиационная, используют в своей работе металлические детали с лазерной гравировкой. С помощью этой техники менеджеры проектов и владельцы бизнеса могут брендировать свои продукты. Тексты, серийные номера, логотипы, коды и другие элементы могут быть выгравированы на различных металлических материалах с использованием различных методов гравировки.

   Как работает гравировка металла?

   Процессы лазерной гравировки металла обычно основаны на принципе сублимации. Сублимация переводит материал или вещество из твердого состояния в газообразное. В отличие от испарения, сублимация переходит непосредственно из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую форму.

   Для перехода из твердого состояния в жидкое необходима относительно высокая температура. Лазерный луч передает высокую энергию поверхности, к которой он прикасается, тем самым превращая твердые вещества непосредственно в газ или пар. Относительно более высокая температура лазерных лучей превращает поверхность материала в пар.

   Какой металл можно гравировать?

   Различные процессы гравировки лучше подходят для разных металлов. Однако важно отметить, что каждый металл обладает уникальными свойствами, которые делают его пригодным для определенных применений. В то время как алюминий является популярным металлом, на который обычно наносят гравировку, производители также выполняют гравировку на многих других металлах. Ниже приведены наиболее часто используемые металлы для гравировки:

   1. Алюминий

   Анодированный алюминий или алюминий с покрытием является хорошим материалом для изготовления трофеев и значков. Алюминий механической обработки подходит для создания панелей управления, промышленных приложений, а также внутренних и наружных вывесок. Постоянная и высококонтрастная гравировка может быть выполнена на всех типах алюминия, начиная от алюминия-сырца и заканчивая алюминием и алюминием с покрытием.

   Этот металл прекрасно работает с различными технологиями гравировки, включая лазерную гравировку и ротационные гравировальные станки. Следовательно, возможно получение глубоких эстетичных гравюр на алюминии. Кроме того, алюминиевые детали с лазерной гравировкой устойчивы к высоким температурам и другим видам обработки поверхности, таким как дробеструйная обработка.

   2. Латунь

   «Латунь для гравировки» – мягкий и легкодоступный металл для гравировки. Коммерческая латунь необычно толстая и ее трудно гравировать. Для глубокой гравировки лучше всего использовать латунь толщиной от 0,040 до 0,060 дюйма. Этот тип металла лучше всего заполняется краской, чтобы получить качественный контраст между фоном и выгравированным элементом.

   3. Нержавеющая сталь

   Нержавеющая сталь имеет много преимуществ, хотя гравировать ее намного сложнее. Он влагостойкий, устойчивый к коррозии и очень прочный. Цанговый шпиндель является основным инструментом, необходимым для резки нержавеющей стали. Сбор шпинделей с разъемной цангой обеспечивает более глубокие пропилы благодаря своей дополнительной жесткости и дает гораздо меньше сколов.

   Лазерная гравировка иногда не подходит для резки нержавеющей стали, поскольку ее лазер может удалить жизненно важный защитный слой. Поэтому производители используют лазерный отжиг как идеальную замену.

   4. Серебро, золото и олово

   Это мягкие металлы, которые довольно легко резать. Они являются идеальным материалом для изготовления подарочных изделий в большинстве случаев гравировки, таких как персонализация ювелирных изделий. Алмазная гравировка обеспечивает наилучшие результаты при работе с этими материалами. Вы можете делать глубокие надрезы на этих материалах теми же инструментами, которые используются для резки латуни. В большинстве случаев вам не нужны смазочно-охлаждающие жидкости для резки серебра, золота или олова.

   Типы методов гравировки металла

   Ниже приведены наиболее распространенные методы, используемые для большинства услуг по гравировке:

   1. Лазерная гравировка

   Лазерная гравировка — один из самых быстрых и надежных способов нанесения маркировки на детали. Процесс основан на способности лазерных лучей испарять определенные области компонента по заданным шаблонам. Наиболее подходящий термин для использования здесь — сублимация — процесс, при котором металлы (в твердом состоянии) превращаются в газы, не переходя в жидкое состояние.

   Лазерный луч направляет большое количество энергии на поверхность детали, делая ее возвышенной. В результате произойдет высококонтрастная модификация поверхности материала. Этот процесс помогает гравировать штрих-коды, логотипы, серийные номера, номера деталей и QR-коды.

   Высокая надежность этой техники делает ее популярным методом гравировки металла. Это обеспечивает идентификацию и отслеживаемость деталей в течение длительного времени. Лазерная гравировка на металле выполняется быстро, долговечно и обеспечивает более глубокие вмятины, чем лазерная гравировка и маркировка.

   Материалы для лазерной гравировки

   Производители применяют технологию лазерной гравировки к длинному списку материалов, таких как:

   ● Металлы. Металл является основным материалом во многих отраслях промышленности. Для лазерной гравировки подходят несколько металлов, наиболее идеальным из которых является алюминий. Однако нержавеющая сталь, состоящая из нескольких сплавов, также отлично работает с этой техникой. Фактически, гравировка на нержавеющей стали является одной из стандартных услуг гравировки для многих отраслей промышленности.

   ● Металлы с покрытием. Лазерная гравировка также хорошо работает на металлах с покрытием. Это уникальная техника, которая помогает делать маркировку на металлах с покрытием, поскольку она может удалить покрытие или готовую поверхность. Лазерная гравировка эффективна на мягкой стали, нержавеющей стали с порошковым покрытием, алюминии с покрытием и других видах металла с покрытием.

   ●Пластик. Температура, необходимая для лазерной гравировки, часто бывает разной. Он варьируется в зависимости от диапазона поглощения используемого пластика и добавок, используемых в производственном процессе. Пластмассы, которые можно гравировать лазером, включают АБС, поликарбонат (ПК), ПЭТ, полипропилен (ПП), акрил и т. д.

   Лазерная гравировка и лазерная гравировка

   Некоторые люди склонны использовать лазерную гравировку и гравировку как синонимы. Однако эти процессы представляют собой разные методы, несмотря на одинаковые цели. Лазерная гравировка предполагает физическое удаление частей поверхности с помощью лазерного луча. Он создает полость на металлической поверхности, которую можно почувствовать и увидеть.

   С другой стороны, лазерное травление металла включает в себя нагрев поверхности металла лазерным лучом для расплавления определенной области поверхности металла. Тепло от лазерного луча плавит поверхность, заставляя материал растягиваться или расширяться. Это действие создает выпуклую метку, которую можно увидеть и почувствовать.

   Существенное различие между лазерной гравировкой и лазерным травлением заключается в их воздействии или преобразовании, вызываемом на поверхности металла. Процесс лазерного травления не требует удаления материала. Он не оставляет глубоких следов, как лазерная гравировка. Узоры, допускаемые травлением, часто имеют глубину 0,001 дюйма или меньше.

   Точно так же температуры, используемые при лазерной гравировке металла, ниже, чем при лазерной гравировке. Хотя лазерная гравировка выполняется быстрее, поскольку не требует удаления материала, лазерная гравировка создает долговечные и долговечные метки. Лазерное травление металла, вероятно, уязвимо к истиранию, чего нельзя сказать о лазерной гравировке.

   2. Алмазная гравировка с царапинами

   Этот процесс является еще одним надежным методом гравировки металла, обеспечивающим качественную и точную гравировку, идентичную ручной гравировке. Он использует невращающееся устройство с конусообразным алмазным концом для гравировки металлов. Инструмент проходит через поверхность металла, формируя оттиск.

   Алмазная фреза лучше всего подходит для мягких металлов и эффективно гравирует трофеи и украшения. Этот процесс гравировки менее дорог в обслуживании и, как правило, очень быстр. Ширина штриха позволяет легко гравировать маленькие буквы. Однако ограниченная ширина штриха в некоторых случаях делает процесс неэффективным.

   3. Воронение

   Воронение — это более новый метод, который лучше заменяет алмазное перетаскивание. В отличие от Diamond-drag, здесь используется вращающийся инструмент с ограниченным уровнем давления. Инструмент для гравировки представляет собой алмазную или твердосплавную фрезу с различной шириной наконечника, которая удаляет верхние покрытия металлов и формирует гладкую и полированную поверхность.

   Воронение имеет как преимущества, так и недостатки. Одним из преимуществ этого метода является неограниченная ширина штриха и большая свобода выбора высоты букв. С другой стороны, его главный недостаток заключается в том, что он дорог и требует шумного гравировального двигателя. Для нормальной работы также требуется дополнительный адаптер для полировки.

   4. Ротационная гравировка

   В процессе ротационной гравировки используется один или несколько удлиненных узких резцов, которые вращаются через металлические детали для удаления с них материала. Это создает более глубокий вырез или полный вырез нужной буквы или объекта. Настройки микрометра шпинделя помогают контролировать глубину реза в большинстве случаев.

   Этот метод представляет собой перманентный метод гравировки, который позволяет наносить буквы практически любого размера и ширины. Следовательно, он обеспечивает двух- и трехмерное изображение на металлических поверхностях, что делает его идеальным для промышленного и коммерческого применения. Однако для этого требуется широкий выбор режущих инструментов, двигатель, вращающийся шпиндель и тщательная очистка.

   Лазерная гравировка металла и лазерная маркировка: в чем разница?

   Лазерная гравировка — это нанесение информации на поверхности компонентов путем очевидного проникновения в поверхность материала. С другой стороны, лазерная маркировка подразумевает нанесение разборчивой информации на поверхности деталей практически без проникновения.

   Лазерная гравировка на металле изменяет структуру поверхности металла, удаляя с нее материал. Делая это, техника создает устойчивые высококонтрастные метки, которые легко идентифицировать. Напротив, лазерная маркировка использует концентрированный лазерный луч для изменения поверхности заготовки. Четыре распространенных метода лазерной маркировки включают вспенивание, окрашивание, миграцию углерода и отжиг.

   Многие производители используют системы гальванометра или волоконного лазера для маркировки голых металлов и улучшенных пластиков. Эти лазеры имеют длины волн, не идентичные CO2-лазерам, что позволяет маркировать необработанные металлы с помощью агента для маркировки металлов. Хотя производители часто используют лазерную гравировку и маркировку взаимозаменяемо, они разные.

   Рекомендации по лазерной гравировке на металле

   Лазерная гравировка применяется во многих областях. Вот несколько советов, которые помогут вам получить наилучшие результаты от процесса:

   ● Перед выполнением лазерной гравировки убедитесь, что ваш металл чистый. Также можно почистить металл аккуратной тряпкой и денатуратом. Гравировка грязного металла с большей вероятностью приведет к ошибкам.

   ● Нанесите на металл сбалансированное количество спрея для лазерной гравировки, достаточное для предотвращения просвечивания металла. Слишком большое количество спрея может потребовать повторной гравировки.

   ●При гравировке материала в первый раз необходимо провести на нем тест. Металлы имеют различные настройки для гравировки. Тест позволяет определить оптимальные параметры скорости и мощности лазера.

   ●Использовать растровые настройки для всех изображений, графики и текста. Включите настройку автофокуса или задайте ручную фокусировку для лучшего размещения.

   ●В случаях, когда гравировка смывается, уменьшите скорость гравировки. Более медленный темп генерирует более высокую тепловую энергию, что обеспечивает лучший синтез.

   Заключение

   Гравировка металла – отличный способ качественной отделки и брендирования изделий. Из-за растущего спроса большинство дизайнеров и производителей теперь обращаются к лазерной гравировке металла. Поэтому он универсален в промышленных операциях, маркировке коммерческих продуктов и во многих других областях.

   Если вы хотите, чтобы ваши продукты выделялись, воспользуйтесь этим процессом. Тем не менее, вы должны работать с надежным партнером-производителем, чтобы получить наилучшие результаты. Свяжитесь с нами в WayKen сегодня, и давайте воплотим вашу концепцию в жизнь.

   Сколько времени занимает лазерная гравировка?

   Лазерная гравировка обычно занимает от 5 секунд до нескольких часов. Время, необходимое для гравировки металла, зависит от сложности рисунка, изображения или текста, который необходимо выгравировать, типа материала и мощности лазера.

   Стирается ли гравировка со временем?

   Гравюры часто являются постоянными, и их часто практически невозможно удалить. Это связано с тем, что лазерный гравировальный станок врезается в поверхность объекта, а не печатает на его поверхности.