添加剤技術：説明、定義、およびアプリケーションの評価を提供しています。 業界の添加剤技術

造形機、広く防衛産業で使用されている - 会社3Dシステムズは、最初に特別なプリンターを開発したときに、3D印刷技術は、1986年に導入されました。 最初のマシンは非常に高価であり、モデルの作成のための材料の選択は限られていました。 3次元印刷の急速な発展は、設計技術（CAD）、計算とシミュレーション（CAE）、加工（CAM）の開発を始めました。 そして今日では、3D-プリンタを使用しなかったであろう生産の面積を、見つけることは困難である:.見通しが明らかである航空機、宇宙船、潜水艦、ツール、補綴とインプラント、ジュエリーなどの部品を生産するためにそれらを使用する-添加剤技術を近い将来に優先されます 機械工学技術の。

世界の先進国は積極的に3Dレースに関与しています。 米国で生産15の添加剤技術の第1の中心 - 例えば、Yangstoune、オハイオ州で2012年に、国立イノベーションインスティテュート添加剤の製造NAMIIをオープンしました。 マシン公園協会は、すでに金属部品を作成するための最も先進的なマシンですそのうち3つの添加剤のマシンの10を持っています。

用語と分類

添加剤技術の本質は、層によって、3Dモデルの層からのデータ・オブジェクトを作成するための材料を組み合わせることです。 工作物から除去材 - これは、加工を意味従来の減法製造技術とは異なります。

添加剤技術が分類されています。

• 使用される材料（液体、微粒子、ポリマー、金属粉末）によって、
• レーザの存在による。
• 層構成（熱効果、紫外線又は可視光線の照射、バインダー組成物）を固定する方法により、
• 層の形成方法により。

層を形成する2つの方法があります。 最初は第1のプラットフォームは、粉末材料の上に注がれることである、材料の所望の厚さの均一な層を作成するパーティションまたはローラーナイフです。 これは、CAD-モデルの現在のセクションに応じて選択的レーザ粉末処理又は化合物（溶融または接着）の粉末粒子の他の方法を生じます。 建設プレーンは変更されず、粉末の一部がそのまま残ります。 工具の化合物がレーザである場合、このプロセスは、選択的合成ならびに選択的レーザー焼結と呼ばれています。 第二の方法は、加算点エネルギーの材料の直接堆積することからなります。

業界標準を開発する組織ASTMは、7種類に3D-添加剤技術を分割します。

1. 材料を押し出します。 予熱された押出機の点の構築にペースト材料、バインダ及び金属粉末の混合物を与えました。 それは従来技術で起こると同様に - 組み込み粗モデルをバインダーと焼結粉末を除去するために、炉内に配置されています。 この添加剤技術は商標MJS（多相ジェット凝固、多相ジェット固化）、FDM（溶融堆積モデリング、層毎の融着によるシミュレーション）、FFF（溶融フィラメント作製、フィラメントを融合させる製造法）の下で実施されます。
2. 材料をスプレーします。 例えば、マルチインクジェットヘッド用Polyjetワックス又はフォトポリマーテクノロジーの点構造に適用されます。 この添加剤技術はまた、マルチ噴射材と呼ばれています。
3. 散水バインダー。 これらは、材料、結着剤（添加剤製造技術ExOne）をモデル化しないゾーンの構築にジェットインキジェット注入技術が含まれます。
4. シート材の化合物。 建築材料は、ポリマーフィルム、金属箔、紙などである。これは、例えば、超音波技術を添加Fabrisonicに使用されます。 金属薄板は、過剰な金属をミリングにより除去された後、超音波によって溶接されます。 添加剤技術は、サブトラクティブに関連して使用されます。
5. 光重合風呂。 フォトポリマー樹脂 - 技術は、液体モデリング素材を使用しています。 例では、SLA-技術会社3DシステムズとDLPテクノロジーEnvisiontec会社、デジタルライト行列です。
6. 予備形成された層中の材料の融点。 エネルギーレーザーやサーマルヘッド（SHS会社Blueprinter）の供給源として使用して、SLS技術で使用されます。
7. 建設の代わりに合計直接エネルギー。 材料とエネルギーを同時に構築にその融点に供給されます。 本体は、エネルギーおよび材料を供給するためのシステムを備えた作業ヘッドとして使用されます。 エネルギーは、電子（Sciaky）またはレーザービーム（POM、Optomec）の濃縮されたビームの形で来ます。 時には頭は、ロボットの「手」に搭載されています。

この分類は、以前のものよりも添加剤技術の複雑さについて多くの話です。

アプリケーションのフィールド

先に他の産業の発展の原動力中の添加剤技術市場。 27％と推定され、その平均年間成長率は、IDC社によると、2015年には110億に比べて2019年までに267億ドルに達するだろうと予測し

しかし、AT市場は、消費財の生産の潜在的な可能性を明らかにしていません。 そのプロトタイピングで消費財の生産の価値の企業の10％まで。 そして、多くの企業がすでにこの市場セグメントをとっています。 しかし、残りの90％が生産に入るので、製品の迅速な製造のためのアプリケーションを作成することは、将来的にこの業界の発展の主な方向になります。

2014年に、添加剤の市場でのラピッドプロトタイピング技術の割合が減少したものの、それは最高の残った - 35％、生産のシェアは速く成長し、ツールの作成で31％のシェアに達し、25％にとどまったまま、残りは研究と教育が占めています。

次のように経済分野では、ATハイテクアプリケーションが配布さ：

• 21％ - 消費者向け製品、エレクトロニクス、
• 20％ - 車。
• 15％ - 医学、歯学を含みます。
• 12％ - 航空宇宙製造業;
• 11％ - 生産手段の生産。
• 8％ - 軍事装備。
• 8％ - 形成。
• 3％ - 建設。

アマチュアや専門家

AT-ハイテク市場はアマチュアとプロに分かれています。 素人市場は、3D-プリンタやサービス、消耗品、ソフトウェアを含み、そして個々の愛好家、教育やアイデアを可視化するために設計されており、新規事業の開発の初期段階での通信を容易にされてその維持を含んでいます。

プロフェッショナル3D-プリンタは高価であり、拡張された再生に適しています。 彼らは、建設、性能、精度、信頼性、拡張された範囲のモデル材料の大面積を有します。 これらのマシンは、はるかに複雑であり、モデル材料とソフトウェアで、自分自身のデバイスで動作するように特別なスキルの開発を必要としています。 一般的に、機械のオペレータは、より高い技術教育と添加剤技術のプロの専門家になります。

2015年には添加剤技術

報告書によると、3D-プリンタのWohlers報告書2015年、1988年と2014年79 602産業は、世界的にインストールされています。 。中国へ、そして8.7％ - - 日本、9.2％のために - ドイツに同時にデバイスの38.1パーセントは9.3％以上5000ドルは米国からのものかかります。 世界の残りの部分は、はるか先のリーダーのです。 2007年から2014年にデスクトッププリンタの販売の年間量は139 584台に66から増加しました。 2014年の売上高は、デスクトップ3Dプリンタ - を占めて91.6パーセント、および8.4％の都市 - 添加剤製造業の産業用アプリケーションには、利益は、そこから、しかし、全体の86.6パーセント、または11.2億ドルを占めました絶対的な用語。 デスクトップマシンは1.732億ドルと13.4％を満足し。 2016年に、当社は2018年に、$ 7.3億売上成長を期待する - 127億、2020年に市場は$ 21.2億ドルに達するだろう。

Wohlersによると、FDM-技術は、世界中の約300のブランド、新しい修正を加える毎日平均、優先されます。 そのうちのいくつかは、ローカルでのみ販売されているので、3D-プリンタの製造ブランドの数についての情報を見つけるために、非常に困難、不可能ではないです。 自信を持って、我々は、市場でその数は日を追うごとに増加することを言うことができます。 サイズの大きな多様性と使用される技術があります。 例えば、ベルリンの会社は、36000の価格でBigRep ONE.2と呼ばれる巨大なBigRep FDM-プリンタを生産する。印刷が可能なユーロは、2台の押出機と異なる材料を使用する能力を持つ100-1000ミクロンの解像度で900 X 1055 X 1100ミリメートルまでのオブジェクト。

産業 - について

航空業界は、添加剤の生産に多額の投資を行っています。 添加剤技術の使用は10回で部品の生産に費やされた材料の消費を削減します。 GEアビエーション社が毎年4万。インジェクターを公開することが期待されます。 そして、エアバスは2018年までに同社は、月あたりの部品の最大30トンを印刷しようとしていました。 同社は、従来と比較して、このような方法で製造された部品の特性に大きな進展を指摘しています。 それは半分にその重量を削減しながら、2.3トンの負荷のために設計されたブラケットが、実際には、14トンの荷重に耐えることができることが判明しました。 また、同社は、アルミシートと燃料コネクタの詳細を公開しています。 エアバスの航空機は、3DプリンタストラタシスFortus会社、印刷、6万。小品を持っています。 他社航空宇宙産業はまた、添加剤製造技術を使用しています。 その中：ベル・ヘリコプター、BAEシステムズ、ボンバルディア、ボーイング、エンブラエル、ハネウェルエアロスペース、ゼネラルダイナミクス、ノースロップ・グラマン、ロッキード・マーチン、レイセオン、プラット・アンド・ホイットニー、ロールス・ロイスとSpaceX社。

デジタル添加剤技術は、すでにさまざまな消費財の製造に使用されています。 会社マテリアライズは、提供するサービスは、視力矯正やサングラス用ガラスの製造にHoet Eyewareと協働する、製造の添加剤。 3D-モデルは、クラウドサービスの多様性を提供しています。 のみ、同社の3DギャラリーとSketchUpが270万個のサンプルを提供します。 パーティーやファッション業界に残ってはいけません。 RS印刷は、個々のインソールを印刷するには、足裏の圧力を測定するシステムを使用しています。 設計者は、ビキニ、靴やドレスを試しています。

ラピッドプロトタイピング

ラピッドプロトタイピングの下に最短時間でプロトタイプ製品の作成を理解しています。 これは、添加剤の製造技術の主な用途の一つです。 プロトタイプは、 - 人間工学、アセンブリ検証機能のその評価の一部の形状とレイアウトソリューションの正しさを最適化するために必要な製品のタイプです。 製造部品の寿命の減少は開発期間を大幅に短縮することができます理由です。 また、試作品は、家庭や医療機器の空力および流体力学テストや検証機能エンクロージャ用に設計されたモデルとなり得ます。 多くの試作品は、構成内のニュアンス、色と色との探索設計モデルとして作成され、その上のラピッドプロトタイピングのために。D.は、安価な3D-プリンタを使用しています。

急速な生産

業界の添加剤技術は素晴らしい展望を持っています。 複雑な形状とし、具体的な造船では一般的な材料の製品の小規模生産 電力工学、 再建手術と歯科医療、航空宇宙産業。 このような金属製品の直接の栽培は、経済的便宜によって動機づけされ 、生産のモードが 低コストでした。 添加剤技術を使用して作業体タービン及びシャフト、インプラントと補綴、自動車や航空機のためのスペアパーツを作ります。

高速製造の開発および利用可能な金属粉末材料の数の有意な増加に寄与しました。 2000年に粉の5-6種類があった場合は、ここからトラックの数十に広い範囲、量を提供しています構造用鋼の貴金属とする 超合金。

彼らはツールの製造に使用することができ、機械工学における有望と添加剤技術、および 射出成形機、金型、テンプレートの挿入 - シリーズの生産のためのツール。

Ultimaker 2から2016で最高の3Dプリンタ

テストを実施し、3次元プリンタの世帯の特性を比較したCHIP誌の意見では、最高のプリンタ2016モデルUltimaker 2社Ultimaker、Reniforce RF1000会社コンラッドとレプリケータデスクトップ3Dプリンタの会社のMakerBotです。

その改良型でUltimaker 2+を融合させることにより、シミュレーション技術を使用しています。 3Dプリンタは、0.02ミリメートルの最小の層厚さ、小さな時間計算、低コストの印刷（材料1kgあたり2600ルーブル）が異なります。 主な特長：

• 作動室のサイズ - 223 X 223 X 305ミリメートル。
• 重量 - 12.3キロ。
• ヘッドサイズ - 0.25 / 0.4 / 0.6 / 0.8ミリメートル。
• 温度死ぬ - 180から260°Cを。
• 解像度レイヤ - 150-60 / 200-20 / 400から20/600から20ミクロン。
• 印刷速度- 8〜24ミリメートル³ /秒;
• 精密XYZ - 12,5-12,55ミクロン。
• 材料 - PLA、ABS、CPE直径2.85ミリメートル。
• ソフトウェア - クーラ。
• サポートされているファイルの種類 - STL、OBJ、AMF;
• 消費電力 - 221 W;
• 価格は - 1895ユーロ、および拡張ベースモデル2495ユーロ。

カスタマーレビューによると、プリンタは、インストールして使用する光です。 高分解能、自己調整ベッド、使用される材料の多種多様な、オープンソースソフトウェアを使用することを祝います。 欠点は、プリンタが熱い材料からやけどをもたらすことができるプリンタの設計を、開いています。

LulzBotミニ3Dプリンター

雑誌のレビューではPCマガジンUltimaker 2とレプリケータデスクトップ3Dプリンタは、トップ3に入ったが、ここでは最初の場所でのプリンタLulzBotミニ3Dプリンタでした。 次のようにその仕様は以下のとおりです。

• 作動室のサイズ - 152 X 152 X 158ミリメートル。
• 重量 - 8.55キロ。
• ダイ温度 - 300°C。
• 層の厚さ - 0.05〜0.5ミリメートル。
• 印刷速度 - 0.18ミリメートル層の高さで275ミリメートル/秒;
• 材料 - PLA、ABS、HIPS、PVA、PETT、ポリエステル、ナイロン、ポリカーボネート、PETG、PCTE、PC-ABS、および3mmの他の直径。
• ソフトウェア - クーラ、OctoPrint、BotQueue、Slic3r、Printrun、MatterControlなど;。
• 消費電力 - 300 W;
• 価格 - $ 1〜250。

Sciaky EBAM 300

添加剤生産のための最も優れた産業機械の1つは、EBAM300社Sciakyです。 電子ビーム銃は、1時間当たり最大9kgの速度で金属の層を適用する。

• 作動チャンバのサイズは5791×1219×1219mmである。
• 真空チャンバの圧力は1×10 ^-4 Torrである。
• 消費電力 - 60kVの電圧で最大42kW。
• 技術 - 押し出し;
• 材料 - チタンおよびチタン合金、タンタル、インコネル、タングステン、ニオブ、ステンレス鋼、アルミニウム、鋼、銅 - ニッケル合金（70/30および30/70）。
• 最大容量は8605.2リットルです。
• 価格 - 25万ドル。

ロシアにおける添加技術

ロシアの産業クラスの機械は製造されていない。 これまでのところ、MSTUのレーザー中心である「Rosatom」の開発だけです。 バウマン、スタンキン大学、ウラル連邦大学、ピーターズバーグ工科大学。 教育用および家庭用3Dプリンタ「Alpha」を生産する「Voronezhselimmash」は、工業用添加剤の開発を進めています。

消耗品と同じ状況。 ロシアにおける粉体および粉末組成物の開発のリーダーはVIAMです。 彼らはパーム・アヴィアビガテル（Perm Aviadvigatel）が委託したタービンブレードの修理に使用される添加技術のためのパウダーを製造しています。 進歩は全ロシア合金軽合金研究所（VILS）にもあります。 開発は、ロシア連邦のさまざまなエンジニアリングセンターによって実施されています。 ロシア科学アカデミーのウラル支部、ウラルフェデラル大学の "ロステック"は、独自のデザインを開発しています。 しかし、1年に20トンという少量のパウダーを満足させることはできません。

政府は教育省、経済開発省、産業省、通信省、RAS、FAO、Roskosmos、Rosatom、Rosstandart、開発機関に対し、研究開発の調整プログラムを作成するよう指示した。 この 目的のために、 追加の 予算配分を配分 するとともに、NWFと他の資金源からの資金調達の可能性を検討することが提案されている。 添加物、RVC、Rosnano、Skolkovoファンド、輸出代理店Exar、Vnesheconombankなどの新しい生産技術をサポートすることが推奨されます。 また、産業貿易部の代表である政府は、産業競争力の強化と発展のための国家計画の一部を準備する。