3 Additive Manufacturing-Technologien, auf die Sie 2017 achten sollten

Mit dem Ende des Jahres 2016 ist es Zeit, sich auf das Jahr 2017 und die 3D-Drucktechnologien und -innovationen zu freuen. 2016 war ein Jahr der Akquisitionen und Finanzierung, in dem Formlabs, Desktop Metal und Carbon große Runden schlossen und GE mit den Akquisitionen von Arcam und Concept Laser in den Markt eintrat. Was unternehmen Unternehmen in diesem Bereich, um einen solchen Zufluss von Geld und Zinsen anzuregen? Nachfolgend stellen wir 3 Technologien vor, auf die Sie 2017 achten sollten.

3D-Druckindustrie kartiert

XJET

XJet 3D-Drucker

Die erste Technologie bringt eine völlig neue Art der Herstellung von Metallteilen auf den Markt. Die Maschine heißt XJet und die verwendete Technologie heißt Nano Particle Jetting (NPJ).

Die meisten 3D-Metalldrucktechnologien verwenden ein Pulver, das dann gesintert wird, um Teile Schicht für Schicht zu erzeugen, die in die Technologiekategorie der Pulverbettfusion fallen. Der XJet verwendet eine Tintenstrahlmethode (Materialstrahl) ähnlich einem 2D-Drucker, legt jedoch anstelle von farbiger Tinte Nanopartikel aus Metall in Tintenform ab.

Materialstrahl-Technologiebaum

Es funktioniert, indem Metall zu feinem Staub zermahlen wird, bis zu einem Punkt, an dem es sich im Submikronbereich befindet. Standard-Metalldrucker verwenden in der Regel Partikel im Bereich von 30 bis 45 Mikrometern. In einem flüssigen Mittel aufbewahrt, wird die Nanopartikeltinte dann mit satten 221 Millionen Tropfen pro Sekunde vom Druckkopf auf die Bauplatte aufgebracht. Während es die Tinte ablagert, verdampft das flüssige Mittel und hinterlässt die abgelagerten Metallpartikel. Die abgelagerten Partikel werden dann mit einem Heizelement zusammengeschmolzen, das bei einer Temperatur von bis zu 300 ° C über sie läuft. Dank der Größe der Tröpfchen können Metallteile mit einer Schichtdicke von bis zu 1 Mikron hergestellt werden.

Warum ist diese Technologie wichtig? Zunächst wird nur das für den Bau benötigte Material verwendet, wodurch die Abfallmenge begrenzt wird. Bei herkömmlichen Pulverbettschmelzmaschinen kann das verwendete Metallpulver aufgrund der hohen Temperaturen, denen es ausgesetzt ist, nicht immer wieder verwendet werden, wodurch große Mengen teuren Materials verschwendet werden.

Ein weiterer Hauptproblembereich für Pulverbettmaschinen ist die Sicherheit des Bedieners, der mit dem bei dieser Methode verwendeten Metallpulver und den Gasen umgeht. Bei Verwendung der XJet-Maschine besteht ein viel höheres Sicherheitsniveau, da kein Metallreste zurückbleiben kann, der eingeatmet werden oder auf externe Elemente reagieren kann. Das gesamte Xjet-Material wird in versiegelten Patronen aufbewahrt, die in die Maschine eingesetzt werden.

Der letzte entscheidende Vorteil ist die Gesamtdetailstufe und die Oberflächenveredelung, die keine Nachbearbeitung oder mühsame Entfernung des Trägers erfordert. Der Xjet verwendet ein Trägermaterial, das sich nicht am Druck festsetzt und beim Einlegen in einen Ofen leicht abbrennt.

High Detail Zahnräder

Mit seinem riesigen Baufach von 500 mm x 250 mm x 250 mm kann der XJet große bis kleine detailreiche Teile herstellen. Die Jury ist immer noch nicht da, da noch keine Drucker ausgeliefert wurden. Wir werden sehen, ob es dem Hype von 2017 gerecht wird.

HP Multi-Jet Fusion

HP Jet Fusion 4200

Der Einstieg von HP in die Welt des 3D-Drucks mit dem Debüt-3D-Drucker HP Jet Fusion 4200 war nicht gerade ein leiser Schritt in die Branche. Mit seinen großen Ständen auf Messen und Ankündigungen im gesamten Mainstream haben es nicht viele Menschen tatsächlich in die Hände bekommen. Wir erwarten, dass 2017 das Jahr sein wird, in dem die Multi-Jet Fusion-Maschine aus dem Versteck kommt und Teile für Ingenieure und Designer auf der ganzen Welt herstellt. HP hat bereits drei deutsche Wiederverkäufer der Maschine in Europa mit vielen anderen auf der ganzen Welt bestätigt.

Die Maschine verwendet ihre patentierte Multi Jet Fusion (MJF) -Technologie, bei der Millionen Tropfen chemischer Wirkstoffe pro Sekunde auf eine dünne Schicht pulverförmiger Materialien (klingt vertraut… 2D) abgegeben und sofort ausgehärtet werden. Was wirklich einzigartig ist, ist, dass der Prozess die Eigenschaften jedes einzelnen volumetrischen Pixels festlegen kann (oder wie HP es nennt: das „Voxel“). Dies bedeutet, dass Sie die mechanischen und physikalischen Eigenschaften eines Teils steuern und mehr Details hinzufügen können, einschließlich Farb- und Strukturmechanik. Die Kosten für die Maschine betragen 155.000 US-Dollar, was im industriellen Bereich wettbewerbsfähig ist, da die meisten Nylonmaschinen zwischen 200.000 und 500.000 US-Dollar liegen.

Was die neue Technologie von HP so aufregend macht, ist, dass Sie zum ersten Mal die genauen Eigenschaften Ihres Teils innerhalb des Geräts steuern können. Damit ist es der vielseitigste 3D-Drucker auf dem Markt, wenn es das tut, was es verspricht. HP hat die Materialplattform für die Maschine geöffnet und Dritte dazu ermutigt, sich zu engagieren und neue Materialien zu innovieren. Vorbei sind die Zeiten der Preissenkung mit proprietären Materialien, an die wir uns von Giganten wie HP gewöhnt haben. Thermoplast ist das erste Material einer Vielzahl nützlicher Materialien, die noch nie zuvor von Ingenieuren oder Produktdesignern im Bereich der additiven Fertigung verwendet wurden.

Nylon Zahnradstruktur | Vollfarbiges Powerstation-Modell

Arcam

Arcam EBM S400

Arcam gibt es schon etwas länger als die anderen hervorgehobenen Unternehmen, nachdem es 1997 börsennotiert wurde und 2002 seine erste Maschine produzierte. Es gibt zwei Gründe, diese Technologie für 2017 hervorzuheben. Erstens die Übernahme von Arcam durch GE Anfang dieses Jahres und zweitens die Übernahme von Arcam durch GE. ist die beiden Schlüsselmärkte, in denen das Unternehmen tätig ist: Luft- und Raumfahrt und Medizin. Die neue Mehrheitsbeteiligung von GE an Arcam wird es ihm ermöglichen, die Richtung des Unternehmens zu beeinflussen, und die neue Investition wird im kommenden Jahr sicherlich einige wichtige Produkt- und technologische Aktualisierungen zeigen.

Pulverbett-Fusionstechnologiebaum

Die Branchen, in denen Arcam tätig ist, sind zwei Schlüsselbranchen, in denen der 3D-Druck immer häufiger eingesetzt wird: der medizinische Fall in Form von Implantaten (50.000 orthopädische Implantate, die bisher von Arcam hergestellt wurden) und funktionale Endteile für die Luftfahrt. Da der 3D-Druck von Metallen voraussichtlich stärker wachsen wird als in jedem anderen Bereich der Branche - mit einem Druckerumsatz von 48% und einem Materialumsatz von 32% (IDTech-Bericht) - wird dieser Bereich für das kommende Jahr noch interessanter.

EYs globaler 3D-Druckbericht 2016

Das Elektronenstrahlschmelzen (EBM) ist eine proprietäre additive Fertigungstechnologie von Arcam. Mit einer Hochleistungs-Elektronenkanone (bis zu 3.000 Watt) werden pulverförmige Metallbauteile Schicht für Schicht erhitzt. Nach Abschluss jeder Schicht wird der Aufbautank abgesenkt, frisches Pulver über die Arbeitsfläche geharkt und der Vorgang fortgesetzt, bis die Komponente fertig ist. EBM als Technologie unterscheidet sich von anderen Metallarten der additiven Fertigung, da keine Laser und Argongas zum Schmelzen des Metalls verwendet werden. Der Schlüssel zu EBM ist die hochenergetische Elektronenkanone, die viele Schichten anstelle nur der Oberflächenschicht zum Schmelzen bringt und so stärkere und genauere Teile erzeugt.

Die Auswirkungen der EBM-Technologie sind enorm, da dies eine der wenigen Möglichkeiten ist, kundenspezifische Implantate herzustellen, die der Körper mit geringerer Wahrscheinlichkeit ablehnt. Diese Titanimplantate enthalten poröse Bereiche, die das Knochenwachstum fördern, und können unter diesem Gesichtspunkt entworfen werden. Im Gegensatz zu früheren Versuchen, 3D-gedruckte Metallimplantate herzustellen, für die eine Beschichtung erforderlich war, um das Knochenwachstum zu fördern, ist keine Nachbearbeitung erforderlich. Der Luftverkehrssektor setzt auf EBM, da er mit intensiven Hitze- und Drucksituationen umgehen kann. Honeywell stellt Teile für seine Flugzeugtriebwerke her und benötigt Teile, die über 1.000 ° C standhalten. Damit ist EBM perfekt, wenn bestimmte Legierungen auf Nickelbasis verwendet werden. Es stört auch die traditionellen Herstellungsmethoden, die Luft- und Raumfahrtunternehmen verwenden, mit kürzeren Vorlaufzeiten und weitaus komplexeren Geometrien, was sowohl Zeit als auch Geld spart.

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