3D-metaalprinttechnologie en -processen:een diepgaande blik

De vierde industriële revolutie is hier

De afgelopen 300 jaar is de mensheid erg goed geworden in het op grote schaal vervaardigen van onderdelen. De eerste drie industriële revoluties introduceerden een hefboomwerking om de productiviteit met orden van grootte te verhogen. De eerste industriële revolutie introduceerde stoomkracht, de tweede bracht het concept van een slanke assemblagelijn en de derde revolutie bracht rekenkracht en automatisering. We bevinden ons nu in de vierde industriële revolutie waar digitale productie opnieuw de kracht van hefboomwerking ontsluit, waardoor nog meer productiecapaciteit mogelijk wordt. Maar er is een probleem:het produceren van kleine hoeveelheden onderdelen, vooral met een hoge variabiliteit, blijft een uitdagende onderneming. De beperkende factor is opnieuw een enkele mens die nodig is om speciale onderdelen in te stellen, vast te zetten, te programmeren en uit te voeren. Alle industriële ontwikkelingen tot nu toe hebben niet hetzelfde hefboomeffect kunnen bieden in deze eenmalige scenario's.

Lees onze Metal Design Guide

Een oplossing voor het probleem met één onderdeel

Betreed functioneel 3D-printen van Markforged. Voor het eerst is er een alternatief voor traditionele fabricagemethoden dat onderdelen oplevert met eigenschappen die geschikt zijn voor eindgebruik. De introductie van het ADAM-metaal 3D-printproces heeft het probleem ontgrendeld waar fabrikanten al eeuwen mee te kampen hebben:hoe maak ik efficiënt losse onderdelen? De productie van onderdelen met een laag volume en een hoge mix is ​​perfect geschikt voor een 3D-metaalprinttechnologie omdat alle barrières die voorheen de conventionele productie teisterden (opstelling, bevestiging, programmering, enz.) grotendeels zijn geëlimineerd. Nu kan een complex productieschema op afstand worden beheerd via een cloudgebaseerde softwareoplossing, waarmee een vloot printers in meerdere geografische gebieden wordt bestuurd. We betreden het tijdperk van gedistribueerde productie met 3D-printen op vrijwel dezelfde manier waarop gediscretiseerde computing meer dan 20 jaar geleden een revolutie teweegbracht in de wereld.

Metaal 3D-printen is niet nieuw en zeker niet uitgevonden door Markforged - dus waarom nu? Het ADAM-metaal 3D-printproces vertegenwoordigt een baanbrekende technologische vooruitgang die de toegangsdrempel met een factor 10 verlaagt in vergelijking met andere metaalprinttechnologieën. Dit betekent dat de apparatuurkosten lager zijn, de faciliteitsvereisten lager zijn en - belangrijker nog - de onderdelen die met deze technologie worden geproduceerd ook drastisch goedkoper zijn. Met materialen zoals 17-4 PH roestvrij staal, A2 gereedschapsstaal, H13 gereedschapsstaal en binnenkort Inconel 625 en Titanium 6Al-4V, is het gemakkelijk in te zien waarom deze technologie de aandacht trekt in de industrie. Productiebedrijven kijken nu naar metaaladditieventechnologieën als aanvulling op gereedschap, bevestiging, functionele prototyping en productie van kleine onderdelen. Het is nog nooit zo eenvoudig geweest om eenmalige metalen onderdelen te produceren.

Ontvang een gratis metalen 3D-geprinte flesopener

Hoe het ADAM-proces werkt

Het ADAM-metaaldrukproces is gebaseerd op 50 jaar ervaring met metaalspuitgieten (MiM). In plaats van een mal te gebruiken (die zelf veel tijd en moeite kost om te produceren), gebruikt het ADAM-proces in plaats daarvan een 3D-printer om de initiële groene toestand te bereiken. Dit wordt bereikt door een FFF (Fused Filament Fabrication) of extrusie-achtige printmethode met behulp van een speciaal filament dat bestaat uit metaaldeeltjes en twee bindmiddelen. Zodra het onderdeel is bedrukt, wordt het in een wasprogramma met oplosmiddel geplaatst, waar een deel van het bindmiddel passief wordt verwijderd. Deze wasstap is een batchproces, dus er kunnen meerdere onderdelen tegelijk worden verwerkt. Wanneer het onderdeel volledig is gewassen, zoals aangegeven door een beoogde massavermindering, wordt het in een oven geplaatst. Deze oven zal een automatiseringscyclus doorlopen en de temperatuur opvoeren om eerst het resterende bindmiddel te verbranden en vervolgens de metaaldeeltjes volledig samen te sinteren. Het is vermeldenswaard dat de oven ook een batchproces is, dus meerdere onderdelen (van dezelfde metallurgie) kunnen tegelijkertijd worden uitgevoerd. Het eindresultaat is een gebruiksklaar metalen onderdeel dat indien nodig verder kan worden nabewerkt.

Niet alle onderdelen zijn echter goede kandidaten voor het ADAM 3D-metaalprintproces. Uiteindelijk is dit een gereedschap, en sommige gereedschappen zijn beter geschikt voor bepaalde taken (denk aan draaibank versus frees). Er zijn beperkingen op het gebied van afmetingen en geometrie met de technologie waaraan moet worden voldaan om succesvolle onderdelen te produceren. De meest geschikte onderdelen zijn ontworpen met het proces in gedachten - deze praktijk wordt meestal DfAM (Design for Additive Manufacturing) genoemd. Een goed voorbeeld hiervan is de hieronder afgebeelde Stanley Black &Decker-actuatorbehuizing. Wanneer gebruikers binnen de richtlijnen werken, blinkt het ADAM-proces uit in het produceren van metalen onderdelen voor gereedschapstoepassingen ter ondersteuning van additieve productielocaties, onderdelen met een laag volume en een hoge mix, evenals functionele prototypes.

De 4e revolutie en de toekomst van productie

De vierde industriële revolutie van digitale productie verandert het productielandschap al. De introductie van gediscretiseerd 3D-printen van metaal stelt bedrijven in staat om het eeuwenoude probleem van economische high-mix, low-volume onderdelenproductie op te lossen. Het ADAM-metaal 3D-printproces van Markforged is de goedkoopste en gemakkelijkst te gebruiken metaalprinttechnologie op de markt om aan deze behoefte te voldoen. Het uitgebreide aanbod van Markforged - inclusief software van wereldklasse en een volledig scala aan materiaalcapaciteiten van technische kwaliteit voor kunststoffen, composieten en metalen - betekent dat klanten een breed scala aan problemen kunnen oplossen die hen van oudsher teisterden.

Als je meer wilt weten over het ADAM metal 3D-printproces en de Metal X-printer van Markforged, vraag dan een productdemo aan op onze website.