Широкий ассортимент подшипников ведущих мировых производителей. SKF, FAG, INA, NSK, TIMKEN
Направляющие, каретки, шарико-винтовые передачи для станков и автоматизации
Изготовление нестандартных деталей и узлов по чертежам заказчика
Консультации инженеров, помощь в подборе аналогов, расчёт ресурса
На подшипники NSK
Уже доступен
3D-печать композитами представляет собой технологию аддитивного производства полимерно-композитных материалов, при которой термопластичная матрица армируется волокнами для повышения прочности и жесткости изделий. Технология позволяет создавать детали, по характеристикам приближенные к металлическим, но при этом значительно более легкие.
3D-печать композитами является разновидностью аддитивного производства, основанного на послойном формировании деталей из полимерно-композитных материалов. Композитный материал состоит из двух основных компонентов: термопластичной матрицы и армирующего наполнителя. Матрица обеспечивает форму детали, а волокна придают ей необходимую прочность и жесткость.
Технология позволяет сочетать преимущества традиционной FDM-печати с высокими механическими характеристиками композитов. Детали, изготовленные методом 3D-печати композитами, находят применение в авиастроении, автомобилестроении, робототехнике и других высокотехнологичных отраслях.
Основное преимущество композитной 3D-печати заключается в возможности получения деталей с соотношением прочности к весу на уровне алюминиевых сплавов, при этом процесс изготовления занимает часы вместо недель традиционного производства.
В основе 3D-печати композитами лежит модифицированная технология послойного наплавления. Принтер оснащается одной или двумя экструдерными головками. Первая головка отвечает за нанесение термопластичной матрицы, вторая подает армирующие волокна. Процесс происходит одновременно, что обеспечивает прочную связь между компонентами.
Наиболее передовые системы используют метод коэкструзии непрерывных волокон. В этом процессе препрег (армирующее волокно в полимерной оболочке) и термопластичная матрица подаются в экструдер одновременно. При нагревании матрица становится мягкой, а волокно приобретает необходимую адгезию. Затем смешанный материал экструдируется как единый композит.
Современное программное обеспечение позволяет точно управлять направлением укладки армирующих волокон. Это дает возможность создавать детали с оптимизированной анизотропией, то есть разными свойствами прочности в разных направлениях. Такой подход позволяет рассчитать траектории укладки под конкретную нагрузку.
Рубленое волокно представляет собой короткие отрезки армирующего материала длиной менее одного миллиметра, которые смешиваются с базовым термопластом. Такие материалы выпускаются в виде филамента для стандартных FDM-принтеров. Основное назначение рубленого волокна - снижение усадки материала и улучшение размерной стабильности деталей.
Материалы с рубленым волокном доступны на основе различных термопластов: PLA, ABS, PETG, нейлона. Армирующими наполнителями выступают углеродное волокно, стекловолокно, кевлар. Прочностные характеристики деталей из таких композитов существенно превышают показатели чистых полимеров, при этом обеспечивается высокая размерная стабильность.
Непрерывное волокно укладывается в деталь целыми нитями, что обеспечивает максимальную прочность. Технология требует специализированных 3D-принтеров с системой подачи и отсечения волокна. Детали с непрерывным армированием достигают прочности, сопоставимой с металлическими аналогами, при значительно меньшем весе.
Американская компания Markforged стала пионером в области композитной 3D-печати, представив в 2014 году принтер Mark One с технологией подачи непрерывного волокна. Принтеры Markforged оснащаются двумя головками: одна экструдирует полимерный расплав, вторая подает и обрезает углеродную нить. Системы используют технологию размещения препрега с содержанием волокна около 28 процентов.
Линейка оборудования включает модели от настольных до промышленных систем. Флагманская модель FX20 предназначена для промышленного производства с возможностью печати высокотемпературными инженерными материалами. В 2024 году компания Nano Dimension объявила о приобретении Markforged, что укрепляет позиции технологии на рынке аддитивного производства.
Компания Anisoprint разработала технологию коэкструзии непрерывных волокон CFC. Отличительной особенностью является метод одновременной подачи волокна в полимерной оболочке и термопластичной матрицы непосредственно в экструдер. Это обеспечивает однонаправленную укладку волокна с обрезкой только в конце слоя.
Линейка Composer включает настольные модели различных форматов печати. Системы работают с собственным слайсером Aura, который предлагает три уровня лицензий с разной степенью настраиваемости параметров. Принтеры Anisoprint поддерживают более открытую экосистему материалов по сравнению с конкурентами.
Для печати композитами с рубленым волокном необходимо твердосплавное или закаленное стальное сопло, так как абразивные волокна быстро изнашивают латунь. Минимальный диаметр сопла составляет 0,4 мм для углеволокна, для стекловолокна рекомендуется 0,6 мм и более. Температура экструзии композитов требует индивидуальной настройки в зависимости от типа базового полимера и содержания наполнителя.
Композитная 3D-печать активно внедряется в авиастроении для производства элементов конструкций летательных аппаратов, корпусов беспилотников, компонентов спутников формата CubeSat. Технология позволяет создавать сложные детали с оптимальным соотношением прочности к весу. Компоненты космических аппаратов печатаются из угленаполненных композитов методом селективного лазерного спекания.
В автомобильной промышленности композитная печать применяется для быстрого прототипирования, изготовления кастомизированных деталей, производства элементов холодного впуска и других функциональных компонентов. Детали из армированных композитов заменяют алюминиевые сплавы, обеспечивая снижение веса автомобиля и улучшение топливной эффективности.
Малая масса и высокая прочность композитных деталей способствуют повышению мобильности робототехнических систем. Технология используется для изготовления корпусов, несущих элементов, захватов манипуляторов. В промышленном производстве композитная печать применяется для создания оснастки, кондукторов, форм для литья.
Армированные материалы идеально подходят для изготовления пресс-форм, концевой оснастки, приспособлений для гибки и литья. Композитная оснастка выдерживает значительные нагрузки при меньшем весе по сравнению с металлической, что упрощает ее использование и транспортировку.
Высота слоя при печати с непрерывным армированием рекомендуется в диапазоне 0,2-0,4 мм для обеспечения надежной адгезии волокна к предыдущему слою. Меньшая высота не оставляет достаточно пространства для укладки волокна, большая приводит к недостаточной адгезии и риску расслоения детали под нагрузкой.
Композитные филаменты требуют тщательной сушки перед использованием. Влага в материале приводит к изменению параметров потока экструдера и ухудшению качества печати. Рекомендуется сушка при температуре 55-70 градусов в течение 12-15 часов. Во время печати материал желательно хранить в подогреваемой сушильной камере.
Для подготовки моделей используются специализированные слайсеры с функциями управления армированием. Программы позволяют задавать параметры укладки волокна: направление, плотность, количество слоев армирования. Наиболее распространенные решения включают Aura от Anisoprint и фирменное ПО Markforged с различными уровнями настраиваемости.
3D-печать композитами представляет собой перспективную технологию аддитивного производства, позволяющую создавать высокопрочные детали за короткое время. Сочетание послойного наплавления термопласта с армированием непрерывными или рублеными волокнами обеспечивает механические характеристики на уровне металлических сплавов при значительно меньшем весе. Технология находит применение в авиастроении, автомобилестроении, робототехнике и производстве оснастки. Основные производители оборудования Markforged и Anisoprint предлагают различные подходы к реализации композитной печати, от интегрированных промышленных систем до более гибких настольных решений.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.