Сказки об инструментах

За последние 30 лет индустрия 3D-печати создавала инновации за инновациями. Стереолитография (SLA), моделирование наплавлением (FDM), селективное лазерное спекание (SLS) и прямое лазерное спекание металлов (DMLS). Это лишь некоторые из технологий, которые изменили способы проектирования, производства и поставки деталей, благодаря чему их изобретатели заняли особое место в анналах истории аддитивного производства (АП).

Вот еще один. К счастью, здесь нет запоминающейся аббревиатуры, которую нужно было бы выучить и запомнить. На первый взгляд эта новая технология AM может не сильно отличаться от некоторых других методов 3D-печати, появившихся за последнее десятилетие, но этот новичок AM имеет несколько явных преимуществ перед своим ближайшим конкурентом.

Стив Коннор и Тед Сором, лауреат премии AM Startup Technology Award, соучредители Mantle Inc.

Он называется TrueShape, и он обещает сделать с производством инструментов то же, что основатель 3D Systems Inc. Чак Халл сделал с прототипированием в 1984 году, когда он подал заявку на патент на свое «Устройство для производства трехмерных объектов методом стереолитографии», а затем представил миру первый коммерческий 3D-принтер — SLA-1 — несколько лет спустя.

Тед Сором и Стив Коннор пошли по аналогичному пути. В 2015 году они основали компанию Mantle Inc. со штаб-квартирой в Сан-Франциско. Следующие пять лет они потратили на разработку гибридного решения для 3D-печати и механической обработки и с тех пор внедрили либо напечатанные детали, либо полные системы в десятках инструментальных компаний и фирм-партнеров; среди них Николет Пластикс; Фатом Производство; поставщик оборудования плазменной резки Hypertherm; и несколько ведущих поставщиков медицинского оборудования.

Сообщается, что эти и многие другие производители сократили циклы разработки на недели, а иногда и месяцы, произвели миллионы деталей со вставками и полостями пресс-форм, напечатанными с помощью TrueShape, и сократили свои эксплуатационные расходы на 50% или более, и все это без ущерба для качества деталей или необходимости существенные изменения конструкции. «Статус-кво в производстве пресс-форм для литья пластмасс под давлением не изменился с 70-х годов, когда электроэрозионная обработка (электроэрозионная обработка) впервые стала коммерчески доступной», — говорит Сором, который является генеральным директором Mantle. «Наша технология дает возможность существенно изменить курс монолитной индустрии, которая затрагивает практически все аспекты нашей повседневной жизни».

Монолитность — это, пожалуй, мягко сказано. Только мировой рынок инструментов для литья пластмасс под давлением составляет 45 миллиардов долларов, из которых 8 миллиардов долларов приходится на Соединенные Штаты. Добавьте к этому бесчисленное количество других компонентов, изготовленных из закаленной инструментальной стали, производимых каждый год, и легко понять, почему заявления Mantle о том, что она скоро «изменит лицо производства», не следует воспринимать легкомысленно.

Именно по этим причинам Общество инженеров-технологов (SME) недавно удостоило компанию Mantle своей ежегодной премией AM Start-Up Technology Award, которая присуждается предпринимателям, которые разработали уникальную технологию или применили существующую технологию, которая решает существующую проблему, могут быть продемонстрирован или практически обоснован и имеет потенциал для обслуживания большого или нишевого рынка.

Компания Mantle легко соответствовала каждому из этих критериев и в рамках процедуры подачи заявки представила совету директоров МСП тщательную, хорошо написанную презентацию. «Как заметили многие в отрасли, сегодня существует немало технологий, которые подходят и мне», — объясняет Итан Рейто, директор по маркетингу Mantle, который помог создать отмеченную наградами документацию. «Мы предлагаем решение для конкретной области рынка, которую другие не могут охватить».

Коннор — главный научный сотрудник Мантла. Он говорит, что процесс TrueShape начинается с металлической пасты, наполненной порошком инструментальной стали, эквивалентной H13 или P20. Этот запатентованный материал экструдируется в стиле FDM на рабочую пластину и быстро сушится с помощью источника инфракрасного света после каждого слоя, удаляя жидкий носитель пасты и оставляя после себя металлическую прессовку, содержащую следы связующего вещества.

Вот тут-то и возникает гибридная часть уравнения TrueShape. Поскольку принтер Mantle P-200 построен на настоящей платформе обрабатывающего центра, режущие инструменты можно использовать на любом этапе процесса сборки. Это устраняет эффект ступенчатости, характерный для всех 3D-принтеров, одновременно значительно повышая точность деталей и обеспечивая «гладкую» поверхность. Поскольку на этом этапе металлическая прессовка все еще мягкая, скорость подачи «примерно в 10 раз выше», чем при обработке традиционных инструментальных сталей, практически без износа инструмента.