Крупногабаритная 3D-печать металлами по технологии EBAM компании Sciaky
Несмотря на растущую популярность среди таких именитых заказчиков, как Lockheed Martin и Boeing, технология EBAM компании Sciaky остается достаточно малоизвестной среди широких масс. Такие конкуренты, как шведская компания Arcam AB с фирменным печатным процессом EBM куда более известны, но это можно списать на использование технологий лазерного и электронного спекания в отраслях, более доступных пониманию обывателя. Компания достигла наиболее значительных успехов на американском рынке, а теперь собирается расширить свое влияние за счет продаж в Европе и Китае. Фирменной особенностью систем Sciaky является возможность создания крупногабаритных моделей из тугоплавких металлов.
Аббревиатура «EBAM» означает «Аддитивное производство с использование электронных пучков». Однако эта технология не имеет почти ничего общего с «EBM» или «Электронно-лучевой плавкой» от компании Arcam. Дело в том, что метод EBM аналогичен лазерному спеканию и плавке, с той лишь разницей, что для построения используются электронные пучки вместо лазеров. Но и в том и в другом случае в качестве расходных материалов используются порошки. EBAM, с другой стороны, более схож с привычной всем нам FDM-печатью: в качестве материала используются прутки, используемые для нанесения последовательных слоев. После каждого прохода печатающей головки остается полоса металла шириной около 10 мм и толщиной 3мм.
Объясняет директор продаж компании Sciaky Джон О’Хара: «Мы способны печатать структуры в десять раз крупнее, чем Arcam, или даже больше. Скорость нанесения слоев тоже примерно в десять раз выше при более высокой плотности. Общим же достоинством нашей технологии и используемой Arcam технологии электронно-лучевой плавки является производство в вакуумной камере, что позволяет предотвращать окисление используемых металлов и сплавов».
Электронные пучки весьма эффективны при плавке металлов. Излучатели, используемые Sciaky, способны генерировать мощность в 42 кВт, чего более чем достаточно для плавки даже таких металлов, как вольфрам и молибден. Одним из преимуществ над лазерным спеканием является более высокая точность наведения пучка, ибо для этого используются не сложные механические системы зеркал, а магнитные поля. Тем самым устраняется электромеханическая составляющая, ответственная за разброс при фокусировке пучков.
Возможности 3D-принтеров Sciaky по таким параметрам, как размер моделей и скорость построения не могут не впечатлять. Технология позволяет наносить до 10 кг металла в час в зависимости от используемого сплава и геометрии конечной модели. Размер изделий ограничивается только размером вакуумных рабочих камер, которые Sciaky сооружает в соответствии с требованиями конкретного заказа. Самые большие агрегаты на сегодняшний день способны производить части размером 7,2x1,5x1,5 метра.
Хотя стандартные настройки предусматривают нанесение полос 10х3 мм, разрешение можно улучшить. Наиболее высоким показателем на данный момент является ширина в 1 мм и толщина в 0,3 мм. При этом установки способны работать практически с любыми, даже наиболее тугоплавкими металлами в виде проволоки. Наиболее широко используемыми материалами являются титан, никелевые сплавы и инструментальная сталь, широко используемые в авиастроении, а также производстве двигателей, буров, генераторов, медицинских инструментов и полупроводниковых систем. То есть практически во всех отраслях, где аддитивное производство находит широкое промышленное применение.
Само собой, специфика процесса и многомиллионная стоимость установок ограничивают число заказчиков. В течение первого года существования систем EBAM, Sciaky использовала свои машины исключительно для печати на заказ. В настоящее время компания использует две установки, а третья находится в стадии постройки в Чикаго и будет введена в эксплуатацию в июле 2015 года. С помощью двух установок компания получила прибыль в более чем один миллион долларов только за прошедший год.
С учетом растущего спроса, Sciaky начала предлагать свои установки на продажу, начиная с июля 2014 года. С тех пор было продано три агрегата. В модельном ряде компании имеется четыре типа принтеров с возможностью кастомизации любого агрегата под нужды заказчика. Ради привлечения большего числа заказчиков компания совершенствует производственный контроль, справедливо полагая, что гарантия качества изготовляемых моделей является главным привлекательным фактором.
Система контроля качества использует видеокамеры для наблюдения за процессом в режиме реального времени, а также позволяет делать замеры на предмет отклонений от цифровой модели прямо во время печати. В соответствии с полученными данными система корректирует уровень мощности излучателей и позиционирование печатающей головки на лету. Как результат, установки печатают точные модели с равномерной структурой и плотностью.
