Рис. 6. Макеты изделий, полученные с помощью FDM-метода

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
ОМСКИЙ НА
УЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (145) 2016
16
Schwarz) и Маттиас Фокеле (Matthias Fockele) 
из компании F&S Stereolithographietechnik GmbH, 
после чего способ был запатентован [10]. 
В этом способе, в отличие от SLS-метода, метал-
лические частицы доводятся до состояния расплав-
ления и свариваются друг с другом, образуя жест-
кий каркас. Сваривание происходит в герметичной 
камере, заполненной инертным газом — аргоном 
или азотом со сверхмалыми примесями кислорода. 
По контурам сечения проходит сплошная сварка,
а внутренности стенок изделия могут свариваться
в виде пространственной решетки. Остатки порош-
ка могут использоваться повторно. Шаг вертикаль-
ного перемещения стола составляет 20–100 мкм.
Исходными материалами являются порошки 
из нержавеющей и инструментальной стали, спла-
вов хрома и кобальта, титана, алюминия. Возможно 
применение и других сплавов, если порошки из них 
будут иметь необходимые характеристики сыпу- 
чести.
К преимуществам данного метода можно от-
нести:
— возможность создавать изделия с множе-
ством закрытых полостей;
— возможность создавать объекты с большой 
площадью поверхности, но малым объемом;
— обширную область промышленного приме-
нения (от медицины, до аэрокосмической отрасли).
К недостаткам относят:
— сфероидизацию (эффект «образования ша-
риков» под действием сил поверхностного натяже-
ния вместо сплошной дорожки расплава) для неко-
торых видов сплавов (олово, медь, цинк, свинец);
— наличие внутренних напряжений в изделии;
— ограничение в использовании легированных 
сталей, связанное с их высокой температурой плав-
ления и зависящее от конкретных присадок в стали;
— высокую стоимость оборудования и исход-
ных материалов.
Явление сфероидизации (рис. 8) ведет к повыше-
нию пористости изделия. Нормальная пористость из-
делий, полученных методом SLM, составляет 0–3 %.
После изготовления изделие подвергается допол-
нительной термообработке для снятия внутренних 
напряжений, увеличения прочности, улучшения 
структуры металла [11].
SLM-метод позволяет получать широкий ассор-
тимент изделий конечного применения. 
Прямое лазерное спекание металлов (Direct 
Metal Laser Sintering, DMLS-метод). Метод раз-
работан компанией EOS из Мюнхена, Германия, 
в середине 1990-х годов. В качестве исходного ма-
териала могут использоваться практически любые 
металлы и сплавы в виде порошка. 
На рынке представлен широкий перечень ма-
териалов для DMLS-способа: порошки на основе 
бронзы, нержавеющей и мартенситно-стареющей 
стали, кобальт-хром-молибденового, титанового 
и алюминиевого сплавов и др. [12]. В качестве на-
гревательного элемента для спекания порошка ис-
пользуют оптоволоконные лазеры мощностью по-
рядка 200 Вт. Как и в SLS методе, лазер спекает 
слой порошка в рабочей камере, соответствующий 
контуру объекта, после чего наносится новый слой 
порошка и процесс повторяется. Данный способ 
характеризуется высоким разрешением печати —
в среднем 20 мкм. 
Среди преимуществ метода можно отметить:
— высокое разрешение печати;
— отсутствие необходимости поддержек;
— возможность повторного использования по-
рошка;
— отсутствие ограничений по геометрической 
сложности изделия;
— высокая точность исполнения;
— минимизация необходимости механической 
обработки изделия;
— возможность создавать несколько изделий 
одновременно в рабочей камере.
К недостаткам можно отнести:
— более пористую структуру и низкую проч-
ность готового изделия по сравнению с традицион-
ными методами обработки металла (точение, фре-
зерование и др.);
— высокую стоимость оборудования и исход-
ных материалов. 
Развитием DMLS-способа является способ ми-
кролазерного спекания (Micro Laser Sintering, MLS-
способ), который разработали специалисты фирмы 
EOS из Мюнхена, Германия. Это метод позволяет 
печатать объекты очень малых размеров. С его по-
мощью получают изделия конечного потребления 
для медицины, микроэлектронной промышленно-
сти, ювелирные изделия. Толщина слоя, получае-
мая в этом способе, составляет 1–5 нм, при мак-
симальном размере изделия 6 см в диаметре и 3 см 
в высоту. Исходный материал — порошок молиб-
дена и нержавеющей стали. MLS-способ обладает 
очевидными преимуществами наряду с такими не-
достатками, как высокая стоимость оборудования 
и исходных материалов, ограниченные размеры из-
делия. 
Электронно-лучевая плавка (Electron Beam 
Melting, EBM-метод). Технология разработана 
в 2000-х годах шведской компанией Arcam AB [13]. 
Исходный материал представляет собой порошок 
чистого металла, связующего и наполнителя. Как 
правило, это титановые сплавы, но иногда исполь-
зуются и другие металлы для получения каких-либо 
специфических свойств. 
Для расплавления порошка используется управ-
ляемый поток электронов, который генерируется 
электронной пушкой. С помощью управляемого 
магнитного поля этот поток фокусируется и по-
зиционируется (рис. 9) [14]. Сочетание вакуума 
и общей высокой температуры (700–1000 
0
C)

жүктеу/скачать 4.34 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: