Наслояването на материал чрез директно насочване на енергията в мястото на отлагането (б. ред. Directed energy deposition: DED) е една от най-универсалните технологии за адитивно производство. Този процес бързо набира популярност в различни области – от производството на големи метални детайли до извършването на ремонтни дейности. Едно от приложенията, в което се забелязва видимо нарастващ интерес към DED печата, е изследването и анализа на материалите. Точно за тази цел е проектиран и 3D принтерът MX-Lab на InssTek.

„Южнокорейският производител и доставчик на решения за индустриален 3D печат InssTek постигна сериозен успех в световен мащаб със своя 3D принтер за метал MX-Lab, привличайки вниманието на водещи университети и изследователски институции по света. Неотдавна такъв принтер бе продаден на Института Жан Ламур (IJL) към Университета на Лотарингия, което допълнително ускори експанзията на MX-Lab на световния пазар. В същото време и в други университети и изследователски институции бяха инсталирани такива принтери, които са предназначени за потребителите в областта на металургията и сплавите, както и в областта на проучванията за създаване на подходящи сплави“, коментираха пред ДигиталнаИндустрия.bg от доказаната българска търговска и инженерингова компания GreMa 3D, която е партньор на корейския производител InssTek за България.

Поглед отблизо към 3D принтера MX-Lab DED

Как точно се използва DED принтер в материалознанието? Как можете да внедрите такава технология, ако имате малък опит с адитивно производство, свързано  с използването на метали? Защо бихте избрали този 3D принтер? Нека разгледаме по-отблизо 3D принтера MX-Lab, за да отговорим по-добре на тези въпроси.

„Първо е необходимо да се запознаем със самия 3D принтер MX-Lab. Както споменахме, този 3D принтер използва DED 3D печат със собствената технология Direct Metal Tooling (DMT®) на InssTek. Този процес на корейския производител се отличава с това, че е една от най-прецизните разновидности на DED технологията, при която металният прах се разтопява директно от лазер, а две камери за машинно зрение анализират и контролират височината на ваната със стопилката в реално време. MX-Lab е проектиран като базово решение за DED технологичен процес, което го прави още по-достъпен за изследователски цели“, обясниха от GreMa 3D. Работният обем на MX-Lab е 150 x 150 x 150 mm, като се използва фиброоптичен лазер с влакна от итербий. Компактният размер позволява на изследователите да проектират и провеждат експерименти с гъвкавост и лекота. Максималната мощност на лазера е 500 W, със средна мощност около 300 W.

Освен това решението се отличава с лесен монтаж и е специално оптимизирано за изследване на материали. Неговият удобен потребителски интерфейс и усъвършенствани възможности позволяват на учени и инженери да изследват ефективно съставите и свойствата на широк спектър от материали. Поради това принтерът поддържа редица интересни функции за изследователите.

„Най-забележителната характеристика на този принтер е неговата система за подаване на металния прах „Hexa Powder Feeder“, която прецизно контролира до шест различни съотношения на материалните съставки по време на експерименти. Тази система гарантира точно подаване на праха, дори в много малки количества, което я прави оптимална за подробни прецизни изследвания. Например, принтерът е оптимизиран за изследвания на сплави с висока ентропия (HEA). Подаващото материала устройство е в състояние бързо да сканира сплави с различни състави по време на 3D печат, което позволява изследване на материала за много кратко време“, споделиха от GreMa 3D.

Други функции са автоматично калибриране на праха, автоматично регулиране на z-слоя, възможност за насочване на подходящия лазерен прах на желаното място за образци от няколко материала и система за мониторинг. Тази система следи параметри като мощност на лазера, изображение на ваната със стопилката, координатна система и система за подаване на прах, предоставяйки на потребителя възможности за извличане на данни. Това е огромно предимство, когато става въпрос за изследване.

Използване на DED технология за 3D печат в областта на материалознанието

Разглеждайки характеристиките на принтера, става ясно защо MX-Lab се използва все по-широко за изследване на материали. Към момента са продадени над 40 броя в 15 страни по света, включително САЩ, Европа и, разбира се, Азия.

„Вземете примера с изследванията на HEA сплави, които се образуват чрез смесване на равни или относително еднакви пропорции от пет или повече елемента. Тези сплави са склонни да имат по-висока якост, твърдост и устойчивост на корозия в сравнение със стандартните сплави и метали. Това ги прави особено привлекателни в области като производството на пресформи, аерокосмическа техника, защита срещу радиация и др. И това е един от най-популярните начини, по които изследователите използват 3D принтера MX-Lab, например в KAIST в Южна Корея“, поясниха от GreMa 3D.

Други възможни приложения могат да се наблюдават в редица престижни изследователски институции. Например, университетът Браун в САЩ използва 3D принтера MX-Lab за иновативни изследвания в областта на материалознанието и конструирането. В същото време в Мичиганския университет изследователи провеждат проучвания върху високоякостни сплави и оптимизиране на процеса на 3D печат, а в университета на Северна Дакота MX-Lab се прилага за разработване на конструкции от много материали и за машинно обучение за 3D печат.

„Принтерът се използва и в други държави, включително в Института VTT във Финландия, където работят върху намирането на усъвършенствана сплав чрез промяна на състава на съществуващи сплави. И накрая, COMTES FHT в Чехия използва 3D принтера, за да изработи образци от функционално градиентен материал (FGM)“, заявиха от GreMa 3D. Функционално градиентните материали  са забележителни със способността си да променят състава или микроструктурата си спрямо обема, като по този начин се осигуряват изменения в свойствата на материалите и използването им за разработката на специфична функция и приложение. „Само такива 3D принтери като MX-Lab биха могли да ги създадат. Многобройни публикации в уважавани научни списания също демонстрират гъвкавостта и високата производителност на MX-Lab в различни изследователски области“, продължиха коментара си българските специалисти.

Представител на InssTek допълва още: „ Високият интерес и доверието към работата и потенциала на MX-Lab от страна на изследователските институции са залог за нашия успех на световните пазари. Ние се стремим да продължим да си партнираме с повече институции, за да допринесем за развитието на новите технологии“.

Повече информация за Грейт Мастър ЕООД, марките, продуктите и услугите, които предлага у нас, реализации и актуални промоционални кампании, бихте могли да намерите в микросайта на фирмата в Борса.bg! Разберете още кои са активните постоянни и стажантски позиции на компанията, както и подробности за технологичните възможности и бъдещите ѝ планове за развитие от ТУК!

Източник на снимковия материал: GreMa 3D (Грейт Мастър), InssTek