• Главная
  • Лента новостей 1
  • Лента новостей 2
  • Статьи
  • Календарь событий
  • Образование
  • Финансирование
  • Открытые инновации
  • Шоу-рум
  • О проекте
  • Партнеры
  • Добавить публикацию
  • Сервисы
  • Реклама
  • hello@technovery.com
  • telegram
  • vk
technovery
Нет результатов
Все результаты
technovery
Нет результатов
Все результаты

Бюджетный WAAM: американские и турецкие инженеры собрали настольный 3D-принтер «по металлу»

12 января, 2022
Наука
Бюджетный WAAM: американские и турецкие инженеры собрали настольный 3D-принтер «по металлу»

Сборная команда ученых Университета штата Калифорния и Эскишехирского университета Османа Гази взялась за святую святых — создание бюджетного 3D-принтера, способного печатать цельнометаллические изделия. Рассказываем что у них получилось.

Прямую 3D-печать металлами (без промежуточных этапов вроде выращивания полимер-металлических заготовок, а затем вытравливания и спекания) можно разделить на два направления, именуемых в российском ГОСТе «синтезом на подложке» (в англоязычной терминологии Powder Bed Fusion или PBF) и «прямым подводом энергии и материала» (Directed Energy Deposition или DED). Синтез на подложке предусматривает спекание или сплавление металлопорошковых композиций в емкостях с помощью лазерных излучателей или электронно-лучевых пушек. В прямом подводе энергии и материала тоже могут использоваться различные источники энергии, например те же лазеры или электронные пучки, а материалами могут служить как напыляемые в зону спекания или сплавления порошки, так и металлическая проволока.

Проект ученых Университета штата Калифорния и Эскишехирского университета Османа Гази — вариант второго направления, называемый Wire Arc Additive Manufacturing или WAAM. Здесь материалом служит проволока, а изделия выращиваются методом дуговой сварки, конкретно в этом случае неплавящимся электродом в защитной инертной атмосфере. WAAM уже используется в промышленности, например в ремонте и даже аддитивном производстве корабельных деталей: в 2017 году нидерландский производственный центр RAMLAB изготовил первый 3D-печатный корабельный винт, получивший сертификат типа.

Бюджетный WAAM: американские и турецкие инженеры собрали настольный 3D-принтер «по металлу»

Разрешение WAAM 3D-принтеров, мягко говоря, невелико и требует обильной постобработки, зато они легко масштабируются и не требуют возни с относительно дорогими, да и зачастую опасными порошками, а заодно выигрывают у традиционных методов в плане производства геометрически сложных изделий с минимумом отходов. Но масштабировать можно как вверх, так и вниз, и герои нашей истории решили создать подобный аппарат не на основе дорогого многоосевого робота-манипулятора промышленного класса, а путем переделки бюджетного настольного FDM 3D-принтера с намерением уложиться в одну тысячу долларов.

Бюджетный WAAM: американские и турецкие инженеры собрали настольный 3D-принтер «по металлу»

За основу ребята взяли опенсорсный «дрыгостол» под названием Bukobot за авторством калифорнийской компании Deezmaker. Аппарат команда собрала самостоятельно, напечатав пластиковые детали на 3D-принтере Stratasys uPrint SE Plus, а источником энергии для головки служит сварочный аппарат под брендом Everlast. Подвижный электрод установлен на одну каретку с механизмом, подающим в зону расплава металлическую проволоку.

Бюджетный WAAM: американские и турецкие инженеры собрали настольный 3D-принтер «по металлу»

Эксперименты проводились с двумя видами расходных материалов — проволокой из высокоуглеродистой стали AISI 1030 и жаропрочного никель-хромового сплава Inconel 718 диаметром 0,8 мм с использованием вольфрамовых электродов диаметром 2,37 мм и обдувом инертным газом — аргоном. Серия экспериментов включала опыты по 3D-печати на разных скоростях с соответствующей регулировкой темпов подачи материала и силы тока. Для стали эти параметры варьировались в пределах 2,5-3,5 мм/с с темпом подачи 14-18 мм/c при 45-55А, а инконелем пробовали печатать на скоростях 4,88-5,03 мм/c с темпом подачи проволоки 7,69-10,49 мм/c при 40-50А.

Бюджетный WAAM: американские и турецкие инженеры собрали настольный 3D-принтер «по металлу»

Внешний вид и срез тридцатислойного образца из Inconel 718

Предсказуемо, команда столкнулась с массой сложностей, включая сбои в работе механических компонентов, ошибки в машинном коде, перегрев и даже выгорание электрических соединений, а также сбои в работе электроники и шаговых двигателей, вызываемые помехами от сварочного аппарата.

Бюджетный WAAM: американские и турецкие инженеры собрали настольный 3D-принтер «по металлу»

При отработке параметров результаты сильно разнились: при работе с той же сталью даже при силе тока в 50А 3D-печать на высоких скоростях давала серию капель вместо сплошных линий, так что оптимальным вариантом стала комбинация скорости укладки в 3 мм/c с подачей материала на скорости 18 мм/c при силе тока 55А (вариант №8 на иллюстрации выше). На этих настройках удалось получить стенку из двадцати пяти слоев на иллюстрации ниже.

Бюджетный WAAM: американские и турецкие инженеры собрали настольный 3D-принтер «по металлу»

В целом, эксперимент признан успешным, так как доказана сама возможность WAAM 3D-печати металлами на бюджетном, самостоятельно собранном оборудовании общей стоимостью в районе одной тысячи долларов без значимых дефектов, таких как межслойная оксидация или растрескивание. С полным докладом команды можно ознакомиться по этой ссылке.

 

Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК

Опубликуйте материал о ваших технологиях, проектах, стратапах

Размещение материала

hello@technovery.com

 

Source: 3Dtoday
Теги: Аддитивные технологии 3d печатьМеталлы

Related Posts

Новые программируемые материалы могут ощущать собственные движения
Наука

Новые программируемые материалы могут ощущать собственные движения

11 августа, 2022
Революционный материал, напечатанный на 3D-принтере, невероятно прочный и пластичный
Наука

Революционный материал, напечатанный на 3D-принтере, невероятно прочный и пластичный

5 августа, 2022
Американские ученые сконструировали мультиплексированный FDM/FFF 3D-принтер
Наука

Американские ученые сконструировали мультиплексированный FDM/FFF 3D-принтер

5 августа, 2022
Загрузить больше

Технологии

Робототехника
Беспилотники
Машинное обучение
AI
Транспорт
Материалы
ВИЭ
Интернет вещей
Микроэлектроника
Оптика
Носимые устройства

Смотреть все »

Запросы

УРАЛХИМ-ЭЛЕМЕНТ РОСТА

«Норникель» и Московский инновационный кластер запустили технологический конкурс Industry Tech 2022. Подать заявку на участие можно до 11 сентября

Актуальные запросы Правительства Москвы на поиск инновационных решений. Предложить решение можно до 31 августа

В Москве стартует технологический конкурс инноваций для отечественного автопрома Auto Tech 2022. Подать заявку можно до 14 августа

Открытый запрос на поиск технологических решений. АК «АЛРОСА»

MTS Startup Hub ищет технологические решения для коммерческого пилотирования, партнерства и инвестиций

В Тюмени 20 августа пройдет VI Всероссийский инновационный форум INNOWEEK-2022
Форум

В Тюмени 20 августа пройдет VI Всероссийский инновационный форум INNOWEEK-2022

25 июля, 2022

© 2022 technovery

  • hello@technovery.com
  • Условия использования
  • Политика конфиденциальности
Нет результатов
Все результаты
  • Главная
  • Лента новостей 1
  • Лента новостей 2
  • Статьи
  • Календарь событий
  • Образование
  • Финансирование
  • Открытые инновации
  • Шоу-рум
  • Карта технологий
  • О проекте
  • Партнеры
  • Добавить публикацию
  • Сервисы
  • Реклама
  • hello@technovery.com

© 2022 technovery