5D-печатные изделия Mitsubishi получаются в 3-5 раз прочнее 3D-печатных собратьев

Научно-исследовательское подразделение Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) открыло для себя пятиосевое аддитивное производство (его еще называют «5D-печать») и активно использует его для изготовления деталей, которые получаются в 3-5 раз прочнее деталей, произведенных методом 3D-печати.Когда речь заходит о японской многонациональной группе компаний Mitsubishi, проще сказать, в какой сфере производства электроники и электрооборудования она еще не оставила свой след. Она интересуется всем, от ЖК телевизоров до истребителей, а ее представительства и заводы разбросаны по всему миру.

Поскольку у Mitsubishi такие разносторонние интересы, очевидно, что она просто не могла упустить из виду аддитивные технологии. Причем Mitsubishi не стала довольствоваться малым, а сразу замахнулась на задачу покрупнее: два года назад компания Heavy Industries, которая входит в Mitsubishi Group, сообщила, что планирует запустить производство деталей для ракетных двигателей с применением технологии 3D-печати. Теперь вот компания MERL, еще одно подразделение Mitsubishi, заинтересовалось перспективами, которые обещает эта технология. Если дело выгорит, то она научится печатать чрезвычайно прочные изделия, подходящие для применения в жестких условиях.Конкретно этот метод 3D-печати получил название «пятиосевое аддитивное производство» и подразумевает выращивание объекта на платформе, способной раскачиваться назад и вперед по двум осям. В результате количество осей вырастает до пяти. Благодаря добавлению еще двух осей на 3D-принтере стало возможным изготовление объектов с абсолютно новой внутренней структурой, т.е. производитель смог отказаться от ставшего привычным «плоского» послойного наложения материала. Иногда для описания пятиосевого аддитивного производства используется термин «5D-печать», хотя он применим и к другим методам производства.

Уильям Йеразунис, старший научный сотрудник MERL, недавно провел эксперимент с целью демонстрации уникальных преимуществ пятиосевого аддитивного производства. Для начала эксперт напечатал на 3D-принтере небольшую герметизирующую крышку, используя обычную платформу для печати и трехосевую систему. Из-за своей равномерной слоистой структуры 3D-печатная крышка получилась достаточно хрупкой по сравнению, например, с крышкой, произведенной методом литья под давлением. «В случае выбора традиционной 3D-печати все слои крышки лежат ровненько друг над другом. Достаточно приложить небольшое усилие, и крышка легко ломается вдоль линии наплавления», – объясняет Йеразунис.Однако есть способ укрепить 3D-печатную деталь, причем 3D-принтер и материалы остаются прежними. Секрет в том, чтобы изменить способ наложения слоев, применив метод пятиосевого аддитивного производства. В качестве демонстрации Йеразунис и его команда напечатали еще одну герметизирующую крышку, только теперь методом «5D-печати». CAD-модель была использована та же самая, однако готовое изделие получилось куда прочнее. «Если изменить способ наплавления материала таким образом, чтобы слои из ровных превратились в извилистые, мы получим изделие, которое будет в 3-5 раз прочнее предыдущего по линиям максимального напряжения. Плюс на его изготовление уходит на 25% меньше расходника», – говорит Йеразунис.

Как и ожидалось, 5D-печатная герметизирующая крышка превосходит свою 3D-печатную конкурентку по многим параметрам. Если 3D-печатная крышка способна выдержать давление около 0,1 МПа, 5D-печатная крышка выдерживает до 3,7 МПА. Значительное повышение прочности, равно как и сокращение расхода материалов превращают метод пятиосевого аддитивного производства в открытие, достойное внимания и подстрекающее к дальнейшим исследованиям.

«Нам еще нужно провести ряд тестов, чтобы оценить перспективы применения 5D-печати, – говорит Йеразунис. – Однако согласитесь, если ваши изделия получаются еще в пять раз прочнее, технологию 3D-печати начинаешь воспринимать совсем по-другому».

Источник