Гибрид 5-ти осевого фрезерного станка и 3D принтера, печатающего металлом

3D печать пластиком стала достаточно массовым и забавным явлением, однако эксперты считают, что 3D принтеры, печатающие металлом - это машины, которые собираются по-настоящему бросить вызов традиционным технологиям производства. И в этом отношении, обрабатывающий центр MPA 40, который только что был представлен немецким производителей станков Hermle может изменить “правила игры”. Новый центр – это не только большой и очень эффективный фрезерный станок; он также умеет выполнять 3D печать металлом довольно необычным способом.

Hermle является одним из ведущих мировых производителей фрезерных станков, со штаб-квартирой, расположенной в крохотной деревушке на юге Германии и известен разработкой передовых технологий металлообработки. Новый гибридный обрабатывающий центр является результатом семилетней разработки R&D центра в г. Оттобрунн, в которой участвовали по меньшей мере двадцать инженеров компании, и довольно сильно отличается от большинства 3D принтеров с которыми мы сталкивались.

Итак, мы имеем 5-осевой станок, сочетающий 3D печать с фрезерованием. Но, пожалуй, самое интересное - это технология печати. Большинство 3D принтеров, печатающих металлом основаны на технологии лазерного спекания или лазерной наплавки, MPA 40 3D печатает металлические предметы, используя более сложную технологию, которую иногда называют «микро-ковкой». В сущности, предложенная технология опирается на процесс термического напыления, что обеспечивает уплотнение с низкой кинетической энергией и может рассматриваться как значительный шаг в развитии технологий промышленного производства.

Как и обычный 3D принтер MPA 40 обрабатывает CAD файлы, но 3D печать осуществляется металлическими порошками, взвешенными в атмосфере азота. Задача поставлена и станок начинает печатать объекты, продувая эти металлические порошки через струи перегретого пара на подложку с умопомрачительной скоростью, трехкратно превышающей скорость звука. Высокая скорость создает огромное давление порядка 10 Гпа, а температура достигает 1000 ° С. Результат? Металлический порошок спрессовывается в процессе локализованной супер-пластической деформации. Полностью готовые слои затем дополнительно обрабатываются в режиме фрезерования, чтобы обеспечить высокое качество плотных уровней, прежде чем MPA 40 продолжит процесс 3D печати. Технологический процесс может быть завершен операциями термообработки и закалки в воде.

Этот процесс отличается не только высокой точностью, но и способностью смешивать различные материалы, располагая один слой поверх другого, с острыми или плавными переходами между ними; если вы хотите, вы можете создавать гладкие объекты в составе до шести различных металлов. Следующие порошки в настоящее время используются в MPA 40 для 3D печати: несколько видов стали, в т. ч. нержавеющая, медь, бронза, титан и алюминий. Частицы порошков имеют размер от 25 и 75 мкм.

Габариты нового станка подразумевают, что он может создавать довольно крупные объекты: до 550 мм в диаметре, до 460 мм по высоте, весом до 600 кг. Скорость 3D печати тоже достаточно высока – до 5 см3 в минуту, в случае использования стальных порошков. Опционально можно использовать наполнитель из водорастворимого материала для построения внутренних элементов детали, например, для создания каналов охлаждения.

Разумеется, новая технология требует специального программного обеспечения и в Hermle уже разработали собственный CAM пакет. В настоящее время он обеспечивает анализ слоев, расчет операций механической обработки и симуляцию технологического процесса.

Очевидно, находясь далеко за пределами досягаемости сегодняшних потребителей трехмерной печати, 3D принтер/станок с ЧПУ выглядит как действительно революционное устройство, способное раскачать основы машиностроительного производства. MPA 40 еще не продается, однако специалисты Hermle в настоящее время уже проводят активные консультации с потенциальными клиентами, чтобы лучше понять сферы применения подобной гибридной технологии и сделать станок максимально практичным в использовании.