Прототипирование из металла

[Игорь С 6]

Тема заглохла, но я бы (как практически дилетант, хоть и интересовался ею), хотел задать вопрос:

Нигде не встречал упоминаний об использовании в SLS процессах прерывистой гранулометрии порошка. 

Почему? В строительстве она используется вовсю. Ведь, напимер, при моносоставе порошка, получается пустотность (пористость) порядка 26%. Уже даже 2-хкомпонентный состав снизит эту цифру как минимум вдвое. Сепарацию провести (хоть ту же аэродинамическую) - вроде не проблема... Замешивать по соотношениям, которые элементарно считаются из геометрии, 2-х, а лучше, конечно - 3-хкомпоннентный состав. Компоненты имею в виду по размерам зерна. Насколько помню - оптимальное соотношение размеров - 6,86. Придется, правда составлять порошки (составы) из разных по размеру (но с одинаковыми соотношениями) зерен. Зато можно будет использовать практически без отходов все размеры, получаемые в процессе распыления. И энергозатраты не должны вырасти (по крайней мере, существенно), что при производстве, что при изготовлении деталей. При производстве - за счет использования фракций, которые ранее отсеивались, при изготовлении - за счет того, что в первую очередь будут плавиться мелкие фракции (при частичном оплавлении более крупных). Зато возрастет прочность деталей.

Как, тянет мысль на патент? 

Изменено 12 февраля 2016 пользователем Игорь С

[Maik812 311]

По мне высоконагруженные и ответсвенные детали не сделать. Есть стркура металла, например кованные, штампованные, и литые хоть один хим состав а разный то результат ... микроструктуры другие. Честно говоря просто 3д принтеры придумывают чтоб денег получить а не детали.. ну оч сложные если только , но и то наверно можно литьем по выжигаемой модели сделать.

[grOOmi 323]

Уже показывал в другой ветке. Первый в мире серийный станок для аддитивной обработки.

 

[Игорь С 6]

А в какой именно ветке то?

[Maik812 311]

Нас учили у сварного шва другая прочность верней ниже намного! на 30% пададт, еще от атмосферы зависит, хрупкость , пористость. Раскаленный метал окисляется и еще меняются его свойства . В газовом то поле спекает , но метал горячий после этого и продолжает окислятся.

не думаю что прочное получается изделие... да и стоимость порошка+газ+лаер+немаленькие деньги за станок.

[Old Pilot 6]

При всем уважении, пока мы гордо и дешево с помощью лома и такой-то матери мастырим что-то, капиталисты создают технологии/станки/отрасли за которые платят немерянно денеХ даже наши гордые вояки. Среднерусская тоска...

 

По поводу прочности - на примере AMS5862, никаких скидок по прочности не делают (с чем сталкивался). Процесс в принципе сварочный, но зачем сравнивать с монтажной сваркой гнилым электродом с просевшей подстанцией, бухим монтажником, в грязи и т.д.?

SLS относительно давно в ходу, DMLS активно вводят в строй. В первую очередь космос и авиация конечно и не только лопатки с внутренним охлаждением. SIEMENS для своих газотурбинных установок (как минимум лопатки). Локхиды свои принтеры строят...

 

По ссылке хорошо собранный материал на русском, с реальным кейсом:

https://geektimes.ru/post/227961/

Изменено 19 февраля 2016 пользователем Old Pilot

[Игорь С 6]

Прочитал. Тема интереснейшая. Но - я то задавал вопрос по применению порошков с гранулами различных, при этом подобранных по определенным соотношениям, размеров. И по технологии SLS, а не DMLS.

Изменено 19 февраля 2016 пользователем Игорь С

[Игорь С 6]

Кстати, посмотрел Ваш кейс внимательнее. По любому на ракетных движках кругом делали дополнительную обработку. такая шероховатость, как у того микрореактора, например в сопле - нонсенс. Как закончивший ХАИ говорю.

Вообще интересно: есть ли аддитивные методы, позволяющие получить качество поверхности, сравнимое хотя бы с чистовым точением?

Изменено 19 февраля 2016 пользователем Игорь С

[MFS 249]

Кстати, посмотрел Ваш кейс внимательнее. По любому на ракетных движках кругом делали дополнительную обработку. такая шероховатость, как у того микрореактора, например в сопле - нонсенс. Как закончивший ХАИ говорю.

Никто не отрицает:

После печати реактор снаружи финально обработали (отполировали), нарезали резьбу и ввинтили штуцер подачи водорода сбоку.

 

[Old Pilot 6]

Справедливости ради - кейс не мой. Всемогущий гугл нашел. ;)

Шероховатость конечно высокая, зато время обработки центром кардинально снижается. Плюс можно в "труднодоступных местах" вытворять все что душа инженера пожелает.

Ну а главный плюс, к которому стремятся все компании - не иметь 100 специалистов разного профиля, не содержать развитые логистические цепочки, не зависеть от капризов подрядчиков/поставщиков/рынка, а иметь волшебную коробку в которую засыпал порошок, модельку загрузил и получил нужное кол-во деталей. Пока дорого конечно, но это вопрос времени и массовости.
 

[Игорь С 6]

Пока дорого конечно, но это вопрос времени и массовости.

Скорее - сложности детали. Сдается мне, что такая технология будет востребована в 2-х случаях:

1. Чрезвычайная сложность получения обычным путем

2. Малая серия (практически единичное производство) опять же уникальных (не обязательно с точки зрения технологии) изделий.

[Old Pilot 6]

Масс-продакшен уже автоматизирован неплохо, там есть деньги на автоматизацию (автопром и т.д.)
А принтеры + обрабатывающие центры - будут давить на сегмент мелкосерийного и единичного производства.
Возводя в максиму мы получаем группу производителей "всего на свете" в сериях "от 10000000 до 1шт.". Чем будут заниматься высвобожденные миллионы специалистов не знает никто.

Массовое внедрение САПР и подобных установок уже ощутимо влияет на проектирование.

Вот свежая газотурбинная установка. Простота и совершенство, как с точки зрения "дизайна/компоновки", так и с точки зрения необходимых для изготовления технологий.

https://www.youtube.com/watch?v=dc00xYsXgTQ

http://americanmachinist.com/shop-operations/siemens-now-producing-gas-turbine-parts-metal-3dp?NL=NED-19&Issue=NED-19_20160215_NED-19_476&sfvc4enews=42&cl=article_2_2&utm_rid=CPG03000005703242&utm_campaign=10112&utm_medium=email&elq2=9bb833c38b1146e7b84a90bb124b8435

[Mikhail 29]

 

Игорь С,

Так выглядит микроструктура образца из нержавеющей стали 316L (снимок 1)

 

О каких 26% ты говоришь? Пористость составляет доли, иногда первые проценты.

Коммерческие порошки, применяемые в аддитивных технологиях, имеют ОПРЕДЕЛЕННЫЙ состав по фракциям.

Именно для "плотности" укладки. (Снимок 2)

 

На этот счет довольно много публикаций, просто не нужно лениться, и не ждать, что кто-то прочитает лекцию. 

По существу написанного здесь замечу лишь следующее:

1. Аддитивные технологии - стратегическое направление развития технологий машиностроения. Это  технологии будущего. То, что мы сейчас видим, это лишь бледный отблеск новой зари.

2. Не нужно Аддитивные технологии прикладывать ко всякому месту. Мы же отдаем литью - литейное, штамповке - штамповочное, Богу - Богово, кесарю - кесарево.

3. Гранулометрический состав порошка - это специальная тема. Он должен быть четко согласован с параметрами лазера (или иного "сплавляющего" устройства). Слишком мелкие фракции просто выгорают, слишком большие - плохо сплавляются.

4. Как правило прочность детали, полученной на принтере, хуже, чем кованой, но лучше, чем отлитой. Но есть нюансы (дьявол, как известно, в нюансах). Существуют методы, например, HIP, которые позволяют минимизировать пористость и повысить качество изделия. 

5. Сама технология получения порошка - это тоже целая наука. Далеко не каждый порошок годится для применения в аддитивных машинах. Например, то, что хорошо для MIM, не очень хорошо для SLS. Частицы порошка должны иметь сферическую форму (нужно обеспечить технологическую "текучесть" порошка). 

6. SLS, DMLS SLM - это всё по сути одно и то же. Просто фирмы эти процессы назвали по-разному, чтобы потребитель мог как-то их (фирмы) различать.

7. Пока нет достоверных сведений о том, что Локхид или Боинг используют выращенные ответственные детали в "боевых" изделиях. Эксперименты ведут, это да. Однако менее ответственные - делают, но как правили на этапе НИОКР, что не снижает ценности и эффективности аддитивных технологий.

Наши некоторые политические деятели, наслушавшись слабо прошаренных журналистов, дискредитируют аддитивные технологии заявлениями типа "щас танки печатать будем!". Это пустое, это от невежества.  

В ряде отраслей аддитивные технологии становятся рутинными, встраиваются в общий технологический процесс. Особенно заметно это впродвижение в литейном деле. Ну, это опять же - отдельная тема.

 

Особо интересующиеся могут почитать книжку "Аддитивные технологии в машиностроении" (Издательство НАМИ, Москва, 2015).

  Всем привет,

  М. З.

Изменено 21 февраля 2016 пользователем Mikhail

[Old Pilot 6]

Это?
additive_man_NAMI.pdf

Спасибо за "наводку".

 

Пока нет достоверных сведений о том, что Локхид или Боинг используют выращенные ответственные детали в "боевых" изделиях.

 

 

В принципе, именно сейчас (начало 2016г.) они начали их печатать "официально" для "боевого применения" (а не просто в рамках экспериментов или прототипирования)

 

Siemens, лопатки газовых турбин с внутренним охлаждением, горелки и что-то еще по мелочи - уже в серии:

https://youtu.be/c12Gh8BN0Io?t=336
 

General Electric, поставщик двигателей для Boeing и Airbus получил FAA допуски на первые "боевые" детали.

http://www.gereports.com/engine-with-3d-printed-parts-powers-3-next-gen-jets/

http://www.gereports.com/post/116402870270/the-faa-cleared-the-first-3d-printed-part-to-fly
 

Boeing в 2015 получили патент на 20000 деталей в 3Д печатном исполнении (даже для F/A-18 Super Hornet, военка):

http://www.tctmagazine.com/3D-printing-news/boeing-files-patent-for-3d-printing-aircraft-parts/

“We have approximately 300 different part numbers on 10 different aircraft production programs, which amounts to more than 20,000 non-metallic additive manufactured parts that are on vehicles that we have delivered to our customers,” Hulings says. “The F/A-18 Super Hornet has approximately 150 parts in the forward fuselage area that have been produced through selective laser sintering.”

 

 

У SpaceX движок системы спасения экипажа "SuperDraco" (сопло с интегрированной в тело рубашкой охлаждения):

http://www.spacex.com/press/2014/05/27/spacex-completes-qualification-testing-superdraco-thruster

 

Amazon получили сейчас получили патент (подали заявку в 2013) на "сервис 3Д печати и доставки по требованию". Сломался барашек на кране, нажал пару кнопок на смартфоне и через некоторое время курьер стучится в дверь и отдает вожделенную деталь:

http://www.geekwire.com/2015/patent-filing-reveals-amazons-idea-to-3d-print-products-on-delivery-trucks/

И т.д. и т.п. Про менее ответственные вещи вообще молчу. Авто/мото, стоматология, протезирование ... Будущее уже здесь.

В догонку:

Rolls-Roice, пока в процессе, но видно что торопятся за GE
http://3dprintingindustry.com/2015/02/19/rolls-royce-to-fly-largest-3d-printed-part-ever-flown/

 

Пока только исследование, но с четкой целью - получение спецификаций/списка требований, для ремонта/восстановления металлических деталей используемых U.S. Air Force (коммерческий проект под патриотическим соусом):
http://3dprintingindustry.com/2014/06/25/re-born-usa-industrial-3dp-manufacturer-optomec-awarded-4-million-project-america-makes/

...

Изменено 21 февраля 2016 пользователем Old Pilot

[Mikhail 29]

Ну, вот, видите. У нас есть публика более информированная.

 

P.S.

Old Pilot

По современный меркам это старая статья, ей года 3-4. Но в общеобразовательном плане годится.  Есть именно книга -"Аддитивные технологии в машиностроении", 2015 г, а также учебное пособие СПбГПУ под тем же названием (выпуск, по-моему, 2011 или 2012 г).

 

[Игорь С 6]

 

  Есть именно книга -"Аддитивные технологии в машиностроении", 2015 г,  

 

Вот эта?123pd.pdf

[Mikhail 29]

Эта.

[Игорь С 6]

Спасибо за информацию. Буду изучать (уже начал).

А насчет Ваших высказываний :

 

 

Игорь С, Так выглядит микроструктура образца из нержавеющей стали 316L (снимок 1) О каких 26% ты говоришь? Пористость составляет доли, иногда первые проценты. Коммерческие порошки, применяемые в аддитивных технологиях, имеют ОПРЕДЕЛЕННЫЙ состав по фракциям. Именно для "плотности" укладки.

О 26% я говорил именно в применении к моносоставу (с одинаковым размером гранул) и до плавки. И именно соотношение размеров (и весов) фракций в примерно 6,86 позволяет радикально (до сплавления) уменьшить пустотность исходного порошка. А значит и уменьшить потребные затраты на плавку.

Ну, и судя по фото - соотношение размеров гранул далеко от оптимума. Например, если использовать 2 фракции: 5-10 мкм и в 6,86 раза большее количество  фракции 34-70 мкм, то и получим очень маленькую пустотность ДО сплавления.

 

3. Гранулометрический состав порошка - это специальная тема. Он должен быть четко согласован с параметрами лазера (или иного "сплавляющего" устройства). Слишком мелкие фракции просто выгорают, слишком большие - плохо сплавляются.

Вот насчет выгорания - да. Надо проводить опыты. А это дело дорогое. Ну, и негде мне. Хотя - попытаюсь в ХПИ подкатить с предложением. У них чистой воды SLS.

Изменено 22 февраля 2016 пользователем Игорь С

[Mikhail 29]

Игорь С,

А п. 6 не прочитал? Слишком много букв?

[Old Pilot 6]

 

 

 

Вот эта?123pd.pdf

Спасибо за информацию. Буду читать.