Почему 3D-модели востребованнее топ-моделей?

Уникальные материалы можно напечатать по аддитивным технологиям

Женскую моду определяют топ-модели, а в аддитивных технологиях- 3D модели. Глобальный рынок аддитивных технологий (АдТ) оценивался в 2020 в $22 млрд., пока немного, но ежегодный рост 20%.

Вот яркий пример: стоимость обычного алюминия в чушке от ERG – $2/кг, а аддитивного алюминиевого сплава в 75 раз больше – от $150/кг (сырье тот же чушковый алюминий). Колоссальная разница в цене связана с огромными возможностями порошковой металлургии. Об этом далее.

В декабре 2018 Tech Garden (АКФ ПИТ) создал совместно со известной британской ТНК Metalysis Inc «Центр по Новым материалам и аддитивным технологиям».

Главная задача Центра - трансферт лучших технологий получения металлических порошков, которые снижают себестоимость производства на 35%. А также они дают возможность перерабатывать «хвосты» и отвалы производства в сырье или даже сразу в готовые изделия. В скором времени, «хвосты» станут едва ли не главным источников получения ценных и редких металлов типа золота, меди, лития и др.

Стереть всё в порошок

Суть аддитивной технологии в том, что сначала создаётся компьютерная 3D-модель объекта, а затем изделие отливается послойно. Звучит просто и понятно, но для этого необходимо получить соответствующие порошки металлов или их сплавов.

Порошковая металлургия (ПМ привлекательна и без 3D-принтинга. М вот почему- она дает возможность сплавить насплавляемые обычными способами вещества, причем, с заданными свойствами начиная с размера пористости. Этот «холодный» метод заменяет другие способы производства изделий из металлов как литье, штамповка и ковка. Лучше всего сравним коэффициент полезного действия (КПД) порошковой металлургии с классическим литьем: 97% против 60%.

Далее, используя порошки, можно «отлить через 3D-принтинг изделия практически любой формы с точно заданными размерами и свойствами.

Единственный пока недостаток - высокая себестоимость. Но с временем и масштабированием процессов, этот недостаток будет нивелирован, тем более что качество изделий намного выше обычных.

История компании Metalysis началась в 1997 году с открытия метода на факультете материаловедения и металлургии знаменитого Кембриджского университета. Сегодня Metallysis один из мировых лидеров в этой сфере. Ее технологии просты как дизайн лондонского кеба и безпречны подобно репутации Кембриджского университета. Вначале используется одностадийная технология электролиза, в котором оксиды металлов и руды превращаются в порошки чистых металлов.

Преимущества очевидны - поскольку технология работает при более низкой температуре, она потребляет вдвое меньше энергии по сравнению с традиционными технологиями плавки. Опять же в ходе плавки теряется до 64% ​​исходного материала, а здесь - нет. Очень хорошо еще, что в процессе не образуются токсичные побочные продукты. А это важно, как для окружающей среды, так же выходит большая экономия на отказе от покупки фильтров и утилизации вредных выбросов.

Скажем больше, этот метод позволяет сплавлять 49 элементов периодической таблицы, даже в тех случаях, когда это невозможно сделать никакими иными методами. Методы Metallysis способны генерировать металлические порошки, востребованные порошки сплавов и совершенно новые сплавы.

Благодаря своей репутации и совершенным технологиям компания сегодня является важным звеном цепочки вертикально интегрированных предприятий в мире, играет ключевую роль в переработке редких и критически важных металлов, таких как скандий.

В портфолио компании в данное время уже свыше 300 широко востребованных патентов.

Миссия выполнима

В настоящее время Центр реализует совместно с партнерами 4 проекта:

1) Создание пилотной линии производства металлических порошков:

Сюда входит проведение НИОКР на основе сырья недропользователей нашей стран (площадка в Карагандинской обл.).

2) Сертификация металлических порошков на международном рынке:

Для этого необходимо опытное получение металлических порошков;

Технологическая интеграция и трансферт.

3) Строительство и запуск завода по производству металлических порошков, которое будет не только выпускать порошки, но и заниматься масштабированием АдТ в Казахстане. А также в их функции входит обучение и переподготовка кадров.

4). Индустрия 4.0, - создание предприятия с высокой добавленной стоимостью (ВДС).

Эксперты уверены: технология 3D-печати из металлических порошков кардинально изменит массовое производство. На практике это выглядит так: множество небольших производств будут печатать необходимые детали и изделия в зависимости от заказа и предпочтений потребителя.

Технология 3D-печати, известная уже пару десятков лет, позволяет изготавливать любые сложные как по форме, так и по структуре детали от «яйца» - компьютерного дизайна и моделирования. В том числе можно прямо на месте изготовить любую редкую деталь для уникального оборудование благодаря применению АдТ. А это критически важно для дорогостоящих процессов, когда дефицит деталей может остановить производство на недели и даже месяцы.

Среди реализованных проектов «Получение металлических порошков алюминия для ERG» исходным сырьём послужили отечественные материалы от ERG. Конечная продукция - сплавы: алюминий - титан и алюминий-титан-ванадий.

О финансовой стороне дела: это недорогой проект - стоимость инновационного проекта по производству металлических 3D-порошков в Казахстане оценивалась в 2018 году всего в $6 млн. При этом из госбюджета на создание Центра выделили порядка $3 млн, столько же вложила Metalysis. А ВДС после применения новой технологии вырастает в десятки раз, поэтому, рентабельность проекта вне всяких сомнений чрезвычайно высока.

На первом этапе прошли испытания по получению металлического порошка из алюминия. Были получены образцы металлических порошков и сплавов алюминий-титан и алюминий-титан-ванадий. которые авторы с гордостью продемонстрировали на Всемирном горном конгрессе.

Теперь при этом сохранить высочайшее качество продукции, и конкурентоспособную себестоимость. Где она будет использоваться - прежде всего в 3D-машиностроения и 3D-печати в данной отрасли.

Другие партнеры Центра:

Термолазер - решения в области лазерного термо-упрочнения, наплавки, легирования, сварки и других видов обработки.

Stereotech -- 5Dtech технология производства уникальных прочных изделий, актуальных для всех отраслей промышленности.

Стоит отметить, что технология 5Dtech повышает прочность напечатанных изделий до четырех раз! А также она сокращает количество поддержек и время печати на 80%. При этом принтер оснащен дополнительной рабочей платформой c подогревом — поэтому Stereotech 5xx HYBRID можно использовать в качестве классического 3D-принтера.

Anisoprint - Технология производства композитных конструкций с помощью 3D-печати изделий с непрерывными волокнами.

НДМ - разработка новой технологии и оборудования для производства мелкодисперсных металлических порошков.

Startup Battle

Кстати, 24 июня в 15 часов в Алматы в Forum Event Space пройдет первое соревнование стартапов в этой сфере - Industry 4.0 Startup Battl.

Получат ли призеры медали, изготовленные по АдТ из порошковых металлов, пока неизвестно. Но деньги точно получат: Tech Garden разыграет $22 000, золото - $10 000, серебро - $7 000, бронза - $5 000.

А все участники могут претендовать на пилотирование на промышленных предприятиях и в недропользовании, а также

Fast Track на все продукты и программы от Tech Garden, и финансирование для развития проектов.