3д друк металом – технологія відносно «молода», її комерційне використання стартувало на початку 2000-х років.
Технологія, за допомогою якої друкуються металеві тримірні вироби, отримала назву "Пряме лазерне спікання матеріалу" (Direct metal laser sintering, DMLS). Фактично - це розвиток технології SLS.
Сьогодні для тримірного друку використовують декілька десятків видів металевої сировини у форматі сферичних гранул розмірами від 4 до 80 мікрон. Найбільш популярні металеві порошки для 3D-друку бувають як на основі кольорових металів (алюмінієвих, титанових, мідних, кобальт-хромових), так і із сплавів, у основі яких є залізо. Сталеві порошки можна розділити на:
-нержавіючі (марки 17-4PH, AISI 410, AISI 304L, AISI 316L, AISI 904L);
-інструментальні (марки 1.2343, 1.2367, 1.2709);
-нікелеві (Inconel 625, Inconel 718) – запатентований сплав, який фактично не є сталлю, в якому є залізо, але основні елементи – нікель і хром;
За допомогою таких технологій створюються вироби складної форми, а їхня густина перевищує показники лиття. Металева продукція, надрукована на 3D-принтерах, застосовується в харчовій, аерокосмічній, нафтогазовій промисловості, а також в медицині, протезуванні, машинобудуванні, електроніці, ювелірної справі, тощо.
Для друку тримірних об'єктів з металів крім технології SLS/DMLS також застосовують електронно-промене́ве пла́влення (Electron beam melting, EBM). Спочатку в таких принтерах використовували металевий дріт, але виявилося, що для виготовлення високоточних деталей краще використовувати спеціальний матеріал - металоглину. Вона схожа на нитку, що складається із суміші металевої стружки, органічного клею і води. На принтері друкується виріб потрібної форми, який потім випалюють. При нагріванні клей і вода вигорають, а стружка сплавляється в монолітний матеріал, який за вагою та іншими параметрами дуже схожий на суцільнометалевий виріб. Він навіть може покриватися легкою іржою. Ще одна відмінність EBM-принтеров від технологій SLS/DMLS полягає у тому, що для плавлення металевої глини генерується не лазерний промінь, а спрямовані елекронні імпульси. Цей метод дозволяє отримати більш високу якість друку і більш чітке промальовування дрібних деталей.
Порівняння методів:
| **Критерій** | **DMLS (Direct Metal Laser Sintering)** | **EBM (Electron Beam Melting)** | |-----------------------|-------------------------------------------------------|---------------------------------------------------| | **Принцип роботи** | Лазер спікає металевий порошок шар за шаром. | Електронний промінь плавить порошок у вакуумі. | | **Матеріали** | Алюмінієві, титанові, сталеві, нікелеві сплави. | Титан, нікелеві сплави, матеріали з високою електропровідністю. | | **Умови друку** | Захисне середовище інертного газу (азот або аргон). | Вакуумна камера. | | **Точність і деталі** | Висока точність, підходить для складних геометрій. | Менш точний, не підходить для тонких деталей. | | **Швидкість друку** | Повільніше через поетапне спікання кожного шару. | Швидше завдяки плавленню великих об’ємів матеріалу. | | **Якість поверхні** | Краща, вимагає менше постобробки. | Грубіша, потребує значної постобробки. | | **Використання енергії** | Споживає менше енергії. | Вимагає більше енергії через вакуум і електронний промінь. | | **Області застосування** | Аерокосмічна, медична, автомобілебудування (точні деталі, імплантати). | Біомедичні імплантати, великі деталі для аерокосмічної промисловості. |
-
3
