Markforged FX10: Pierwsza przemysłowa drukarka 3D do metalu i kompozytów

Markforged FX10 Metal Kit banner

Markforged FX10: Pierwsza przemysłowa drukarka 3D do metalu i kompozytów

20 stycznia 2025

Wprowadzenie

Drukarka 3D Markforged FX10 to przełomowe urządzenie, które wprowadza na rynek unikalne możliwości druku z kompozytów i metalu. Wprowadzona na rynek jako drukarka 3D do kompozytów, FX10 zyskała możliwość druku 3D z metalu dzięki wprowadzeniu zestawu FX10 Metal Kit. Ten zestaw pozwala na rozszerzenie funkcjonalności urządzenia, czyniąc ją pierwszą przemysłową drukarką 3D zdolną do pracy z obiema technologiami. Przyjrzyjmy się bliżej tej rewolucyjnej drukarce 3D oraz zawartości zestawu Metal Kit.

Porównanie procesów: Kompozyty i metal

Zanim przejdziemy do samej drukarki FX10, warto zrozumieć, jak działa technologia druku 3D z kompozytów i metalu, które łączy to urządzenie. FX10 wykorzystuje dwa komplementarne procesy:

  • Fused Filament Fabrication (FFF), znane również jako FDM, to standardowy proces druku 3D. Termoplastyczny filament jest podgrzewany i wytłaczany przez dyszę warstwa po warstwie, tworząc trójwymiarową część.
  • Continuous Fiber Reinforcement (CFR) umożliwia wzmacnianie części za pomocą ciągłych włókien. Drugi system wytłaczania nakłada długie włókna ciągłe, które zastępują tradycyjne wypełnienie w procesie FFF. Dzięki temu powstające części są do 10 razy mocniejsze od standardowych materiałów FFF i mogą z powodzeniem zastąpić części aluminiowe w wielu zastosowaniach.

Markforged opracował także proces znany jako Metal FFF, który umożliwia drukowanie części metalowych bliskich ostatecznemu kształtowi bez bezpośredniego kontaktu z niebezpiecznym proszkiem. Metal FFF składa się z trzech etapów:

  • Drukowanie (Printing): Specjalistyczna drukarka FFF wytłacza filament z polimeryzowanego proszku metalicznego. W procesie drukowania polimer jest topiony i wytłaczany, a proszek metalowy towarzyszy temu procesowi. Elementy są drukowane z podpór i platform startowych z tego samego materiału, które oddziela od elementów warstwa ceramiczna aplikowana przez drugą dyszę. Powstałe "zielone części" są drukowane z powiększeniem o około 20%, aby zrekompensować późniejsze kurczenie się.
  • Usuwanie spoiwa (Debind): Zielone części są zanurzane w rozpuszczalniku, który usuwa polimerowy materiał wiążący. Po tym etapie części nazywane są "brązowymi częściami".
  • Spiekanie (Sinter): Brązowe części są spiekane w specjalistycznym piecu, co przekształca je w pełni metalowe części. Podczas tego procesu element kurczy się o około 20%. Metalowe części drukowane metodą Metal FFF charakteryzują się wysoką dokładnością kształtu i zazwyczaj otwartą strukturą wypełnienia.

Dzięki połączeniu technologii FFF, CFR i Metal FFF, FX10 oferuje elastyczność i wszechstronność, pozwalając na tworzenie zarówno wytrzymałych kompozytowych elementów, jak i precyzyjnych części metalowych.

Wprowadzenie zestawu Metal Kit

FX10 była pierwotnie oferowana jako drukarka 3D do druku kompozytów, a producent obiecywał modułowość, jednak nie precyzował, co dokładnie oznacza. Zestaw Metal Kit umożliwia przekształcenie FX10 w urządzenie zdolne do druku 3D z metalu. W skład zestawu Metal Kit wchodzą:

  • Głowica drukująca do metalu: Wyposażona w dwie dysze – jedną do filamentu z polimeryzowanego proszku metalicznego, a drugą do ceramicznego materiału separacyjnego.
  • Blok kierowania materiałem: Dedykowany metalom, umożliwia precyzyjne prowadzenie filamentu metalicznego i ceramicznego.
  • Rurki do materiałów: Dedykowane rurki do podawania materiału metalicznego, eliminujące ryzyko zanieczyszczenia i zapewniające bezproblemową obsługę różnych filamentów.
  • Podwójne pre-ekstrudery: Kompatybilne z materiałami kompozytowymi i metalowymi, instalowane jednorazowo podczas pierwszej konfiguracji zestawu Metal Kit.

Użytkownicy, którzy posiadają już drukarki FX10 w wersji podstawowej, mogą zakupić zestaw Metal Kit, aby rozszerzyć funkcjonalność urządzenia. Co więcej, klienci mający już urządzenia Metal FFF od Markforged, takie jak Metal X, mogą dokonać integracji Metal Kit z FX10, co znacznie zwiększa możliwości produkcyjne.

Rewolucyjna modularność FX10

Markforged FX10 to najbardziej modułowa drukarka 3D w historii firmy. Kluczowe elementy systemu drukującego można łatwo wymieniać, co pozwala na szybkie przechodzenie między drukiem z kompozytów a z metalu. Proces zmiany konfiguracji został zaprojektowany tak, aby był maksymalnie prosty i efektywny. Wymienne komponenty obejmują:

  • Głowice drukujące: Dedykowane do druku z kompozytów i z metalu. Każda głowica jest wyposażona w dwie dysze: kompozytowa do tworzywa sztucznego i włókien, a metalowa do filamentu metalicznego i ceramicznego.
  • Blok kierowania materiałem: Różne bloki dla kompozytów i metalu eliminują ryzyko zanieczyszczeń.
  • Przewody materiałowe: Dedykowane przewody dla każdego rodzaju filamentu.

Cała zmiana konfiguracji zajmuje zaledwie 15 minut. Po fizycznej wymianie komponentów urządzenie przeprowadza automatyczną procedurę kalibracji, która trwa około godziny. Dzięki temu w mniej niż dwie godziny możesz całkowicie przejść z druku kompozytowego na druk 3D z metalu lub odwrotnie. Tak zaprojektowany proces zmiany konfiguracji sprawia, że FX10 doskonale sprawdza się w środowiskach przemysłowych wymagających elastyczności i wysokiej wydajności.

Zastosowania i korzyści druku z FX10

FX10 łączy możliwości druku 3D z kompozytów i metalu, oferując szeroki wachlarz zastosowań:

Zalety druku 3D z kompozytów

  • Duże elementy: Druk metali FFF ma ograniczenia rozmiaru wynikające z procesu spiekania. W przypadku elementów o wymiarach większych niż 15 cm, druk kompozytowy jest zazwyczaj lepszym rozwiązaniem.
  • Elastyczność konstrukcji: Części z kompozytów można projektować tak, aby ulegały odkształceniom pod obciążeniem, co jest idealne do wielu uchwytów i mocowań.
  • Powierzchnie niepowodujące zarysowań: Kompozyty nie rysują powierzchni, co jest kluczowe przy obsłudze delikatnych materiałów.
  • Niski koszt i wysoka szybkość: W porównaniu z procesem druku metalu FFF, druk kompozytowy jest tańszy i szybszy.
  • Wyższa dokładność: Choć części metalowe można poddać obróbce mechanicznej, drukarki kompozytowe oferują wyższą dokładność bezpośrednio po wydruku.

Zalety druku 3D z metalu

  • Wytrzymałość i twardość: Kompozyty są wytrzymałe, ale stal nierdzewna i narzędziowa oferują wytrzymałość osiągalną tylko dla metalu. Metale są również znacznie twardsze od kompozytów, a niektóre można dodatkowo utwardzać.
  • Odporność na wysoką temperaturę: Do zastosowań w środowiskach powyżej 200°C jedyną opcją są metale.
  • Odporność na ścieranie: Metale oferują znacznie lepszą odporność na ścieranie w porównaniu z kompozytami.
  • Obróbka mechaniczna: Części metalowe można obrabiać, uzyskując wysoką precyzję lub lustrzaną powierzchnię.
  • Przewodność cieplna i elektryczna: Miedź zapewnia unikalną przewodność cieplną i elektryczną dla części o specyficznych wymaganiach.

Trzy zastosowania komplementarne

  • Wspólne zastosowania: W niektórych aplikacjach, takich jak narzędzia końcowe ramion robotów przemysłowych, kompozyty i metal sprawdzają się z różnych powodów. Narzędzia kompozytowe mogą pełnić funkcję uchwytów niepowodujących zarysowań, podczas gdy narzędzia metalowe są typowo wykorzystywane w aplikacjach produkcyjnych o dużej skali. Dostępność obu technologii pozwala na szerszy zakres zastosowań.
  • Unikalne zastosowania: Specyficzne cechy kompozytów lub metali umożliwiają inżynierom zastosowanie ich w określonych aplikacjach. Przykładem dla kompozytów są różnego rodzaju wsporniki, uchwyty i prowadnice wymagane do efektywnego działania linii produkcyjnej – szybkie i tanie w produkcji. Po stronie metalu, narzędzia wysokotemperaturowe, takie jak uchwyty do lutowania, mogą funkcjonować tylko wtedy, gdy są wykonane z metalu.
  • Zastosowania hybrydowe: Zastosowania hybrydowe pozwalają inżynierom wykorzystać zalety metalu i kompozytów w jednej części, tworząc zoptymalizowane narzędzia o lepszej wydajności. Przykładem są narzędzia końcowe z kompozytowymi korpusami i metalowymi wkładkami odpornymi na ścieranie. Korpusy kompozytowe są tanie, wystarczająco wytrzymałe i szybkie w produkcji, podczas gdy metalowe wkładki zapewniają twardość i odporność na ścieranie. Dzięki temu narzędzia można dostosować do konkretnych zastosowań w sposób, który nie byłby możliwy przy użyciu innych technologii produkcyjnych.

Kompatybilność materiałowa FX10 Metal

FX10 współpracuje z obecnymi elastycznymi filamentami z polimeryzowanego proszku metalicznego od Markforged: 17-4PH v2, Miedź, H13 v2, D2 v2. Dodatkowo w niedługim czasie debiutuje nowy filament: stal nierdzewna 316L – materiał odporny na korozję, idealny do zastosowań w przemyśle spożywczym, morskim i innych wymagających środowiskach.

Dlaczego warto wybrać Markforged FX10?

Markforged FX10 to pierwsza drukarka 3D, która skutecznie łączy druk 3D z kompozytów i metalu w jednym urządzeniu. Dzięki zestawowi Metal Kit, drukarka ta dostosowuje się do zmieniających się potrzeb produkcyjnych, oferując niespotykaną wszechstronność.

Kluczowe korzyści biznesowe:

  • Skrócenie czasu produkcji: Możliwość szybkiego przełączania między drukiem z kompozytów, a z metalu pozwala na elastyczne planowanie produkcji.
  • Redukcja kosztów: Drukowanie elementów hybrydowych łączy ekonomiczność kompozytów z wytrzymałością metalu, zmniejszając potrzebę korzystania z kilku urządzeń.
  • Wszechstronność zastosowań: FX10 sprawdza się zarówno w produkcji narzędzi przemysłowych, jak i precyzyjnych elementów wymagających wysokiej wytrzymałości.

Praktyczne zastosowania:

  • Przemysł lotniczy: Tworzenie lekkich, wytrzymałych komponentów i uchwytów.
  • Branża motoryzacyjna: Drukowanie prototypów części, narzędzi do montażu oraz elementów odpornych na ścieranie.
  • Utrzymanie ruchu: Wprowadzenie koncepcji cyfrowego magazynu części zamiennych umożliwia szybkie drukowanie niezbędnych komponentów na żądanie. Dzięki temu minimalizuje się czas przestojów i zwiększa efektywność produkcji.

Dlaczego FX10 wyróżnia się na tle konkurencji?

  • Połączenie technologii Metal FFF i CFR w jednym urządzeniu.
  • Wysoka dokładność wymiarowa części dzięki procesowi spiekania.
  • Modularność umożliwiająca łatwą rozbudowę i dostosowanie urządzenia do różnych aplikacji.

Jeśli chcesz zrewolucjonizować swoje procesy produkcyjne i zwiększyć efektywność, Markforged FX10 to najlepszy wybór dla Twojej fabryki. Skontaktuj się z naszymi ekspertami, aby dowiedzieć się więcej o tej innowacyjnej drukarce. Markforged FX10 – Twoja przyszłość w produkcji addytywnej!

 

Powiązane produkty

Porozmawiaj z naszym ekspertem

* pole wymagane