Impressão 3D em metal está ganhando força

Embora designers e engenheiros tenham sucesso na impressão 3D com prototipagem e produção em pequena escala de plásticos e materiais poliméricos, os recentes avanços nas peças de metal usando a tecnologia de metal aditivo criaram algumas das mais impressionantes peças impressas em 3D da história. Impressão 3D.

Curiosamente, as principais patentes para impressão 3D em metal expiram no final de 2016. Embora o uso maciço da impressão 3D FDM por consumidores comuns ainda não atenda às expectativas da maioria, a impressão 3D em metal permite que os desenvolvedores do produto utilizem todo o potencial da impressão 3D, não inferior aos métodos tradicionais de fundição ou usinagem e, em alguns casos, até superando-os em preço e qualidade. série de velocidade de produção.

A impressão 3D em metal implica em tecnologia de fabricação aditiva usando pó de metal. Estamos lidando com sinterização direta a laser de metais ( DMLS ) ou com fundição seletiva a laser (SLM), que é chamada de forma diferente, apenas por causa de guerras de patentes.



Em contraste com a técnica tradicional de fabricar estruturas metálicas baseadas em corte, fresagem e estampagem, a impressão 3D de metal cria peças em camadas, fundindo o material sob a ação de um raio laser, que literalmente desenha a forma de cada camada até que o objeto esteja completamente pronto.



A combinação de ferramentas de design modernas que otimizam a modelagem e a análise para criar o design ideal - por exemplo, a fabricação de estruturas de treliça leve que são funcionalmente otimizadas e adequadas para produção com tecnologia aditiva - permite não apenas reduzir o tempo de fabricação das peças, mas também obter produtos muito mais duráveis ​​e leves em comparação com peças fabricadas usando métodos de fabricação tradicionais.

Por exemplo, no campo da pesquisa espacial, a empresa líder da indústria SpaceX, Ilona Maska, e a NASA usam todos os recursos da impressão 3D em metal para fabricar partes de foguetes, o que lhes permite reduzir significativamente os custos e, ao mesmo tempo, melhorar as características operacionais. A SpaceX faz uso extensivo de peças metálicas para a câmara de combustão do motor SpaceX SuperDraco.

A NASA conseguiu desenvolver uma turbobomba para seu motor de foguete, contendo 45% menos peças do que as bombas fabricadas usando técnicas tradicionais de fabricação. Parece que em breve todo o mecanismo de foguetes poderá ser "montado" em uma impressora 3D. É apenas uma questão de tempo.

Assim, em algumas indústrias, o sucesso da impressão 3D pode ser exagerado, mas seus méritos não podem ser negados em outras.

De volta à terra. A indústria aeroespacial é uma das indústrias que mais cresce usando peças de metal impressas em 3D, o que pode reduzir significativamente o peso total da aeronave e, ao mesmo tempo, aumentar a eficiência da montagem com a capacidade de personalizar a estrutura. Hoje, a gigante de aeronaves Boeing Corporation produziu mais de 20.000 peças fabricadas com tecnologia aditiva para aeronaves vendidas com sucesso.

Da mesma forma, a Airbus faz uso extensivo de várias peças impressas em 3D em suas aeronaves. A empresa até compartilhou sua tecnologia exclusiva com outros profissionais que não são da Airbus. O design biônico de produtos padrão está ganhando força com o uso da impressão 3D, em vista da significativa simplificação do design e com características de resistência iguais dos elementos necessários.

Assim como as peças de metal impressas em uma impressora 3D mudam completamente a maneira como viajamos pelo ar, tanto no espaço quanto na Terra, elas proporcionam conquistas notáveis ​​no campo da saúde. As perspectivas são tão promissoras que a Food and Drug Administration dos EUA aprovou o uso de implantes metálicos impressos em 3D para procedimentos médicos. Aparecem empresas na Rússia que fabricam endopróteses individuais únicas usando sistemas seletos
de fusão a laser de metal.

Entre os recentes avanços na impressão 3D de metal no setor médico, destacam-se o implante de crânio de titânio e a caixa torácica impressa em uma impressora 3D. Um implante de crânio e uma célula da costela foram feitos sob encomenda para pacientes com câncer usando imagens digitais após operações de remoção do tumor.

Os métodos subtrativos de fabricação de peças metálicas, incluindo torneamento, torneamento e trituração, nos ajudaram a criar os produtos e tecnologias mais surpreendentes dos últimos 200 anos, mas demoramos apenas alguns anos para entender a eficácia da tecnologia aditiva na fabricação de peças metálicas.

Juntamente com a poderosa funcionalidade do software moderno - CAD e a capacidade de criar novos elementos geométricos que não poderiam ser criados de outra forma, as indústrias que usam amplamente produtos metálicos complexos - especialmente as indústrias aeroespacial e espacial, saúde - estão experimentando uma verdadeira revolução na produção, graças a Capacidades de impressão 3D.

A impressão 3D atende aos requisitos dessas indústrias na produção de peças metálicas complexas fabricadas sob encomenda e em um volume relativamente pequeno. Com as novas impressoras e materiais 3D aparecendo aqui e ali, não é de surpreender que a demanda por impressão 3D em metal continue crescendo.

Embora as usinas de fusão a laser seletivas continuem caras e volumosas, exijam pessoal qualificado e requisitos especiais para o local da instalação, e os gigantes do setor estejam lutando para aumentar o tamanho da área de construção, a equipe de projeto de inicialização da Desktop Metal foi diferente. A idéia deles é produzir uma impressora acessível não apenas a corporações gigantes, mas também a pequenas empresas de engenharia.

A startup para criar uma impressora SLM acessível hoje atraiu quase US $ 100 milhões, e entre os investidores estavam empresas conhecidas como CBA, Kleiner Perkins Caufield Byers, Lux Capital, GE, Stratasys e outras. Além disso, os vizinhos do Desktop Metal são bem-sucedidos e já estão ganhando impulso: Formlabs , MarkForged e Voxel8 , o que oferece esperança adicional para a aparência iminente de uma impressora DMLS econômica, seguida por sistemas SLA e FDM de baixo custo .

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Source: https://habr.com/ru/post/pt397195/