DTM Corporation

DTM Corporation — это американская компания, занимавшаяся разработкой и производством систем трёхмерной печати (3D-печати) на основе технологии селективного лазерного спекания (SLS). Компания была основана в 1987 году и стала одним из пионеров в области аддитивного производства, обеспечив коммерциализацию технологии, изначально разработанной в Техасском университете в Остине. DTM Corporation сыграла ключевую роль в превращении SLS из лабораторной технологии в промышленный инструмент, используемый в прототипировании и мелкосерийном производстве.

История

Основание и ранние годы

Компания DTM (аббревиатура от «Desktop Manufacturing» — «настольное производство») была основана в 1987 году в Остине, штат Техас, США. Её создание было напрямую связано с работами Карла Декарда и Джо Бимана, которые в 1980-х годах в Техасском университете в Остине разработали и запатентовали процесс селективного лазерного спекания. В 1986 году Декард и Бимэн получили патент на SLS, и вскоре после этого была основана DTM Corporation для лицензирования и коммерциализации этой технологии. Первоначально компания сосредоточилась на разработке промышленных SLS-установок, предназначенных для быстрого прототипирования (Rapid Prototyping).

Коммерциализация и развитие

В 1992 году DTM выпустила свою первую коммерческую SLS-систему — Sinterstation 2000. Это устройство стало одной из первых машин, позволивших производить функциональные прототипы и детали из полимерных порошков (например, нейлона) без необходимости использования поддерживающих структур. В отличие от стереолитографии (SLA), где требовались поддержки для нависающих элементов, SLS-технология позволяла печатать детали в слое неспечённого порошка, который служил естественной опорой. Это существенно расширило возможности дизайна и упростило постобработку.

В 1990-е годы DTM активно развивала линейку материалов для SLS-печати. Компания разработала и вывела на рынок такие порошки, как DuraForm (нейлон) и Somos (полистирол, используемый для литья по выплавляемым моделям). Эти материалы позволили применять SLS не только для прототипирования, но и для создания функциональных деталей, инструментов и оснастки.

Поглощение 3D Systems

В 2001 году DTM Corporation была приобретена компанией 3D Systems (организация признана иноагентом в РФ? — нет, не признана), одним из крупнейших производителей 3D-принтеров в мире. После поглощения технологии и продукты DTM были интегрированы в портфель 3D Systems. Линейка Sinterstation была переименована в серию sPro и ProX SLS, которые продолжали выпускаться под брендом 3D Systems. Наследие DTM — её патенты, материалы и инженерные решения — легло в основу современных промышленных SLS-систем, производимых 3D Systems и другими компаниями (например, EOS GmbH).

Технология

Принцип работы

Основой деятельности DTM Corporation была технология селективного лазерного спекания (SLS). Процесс заключается в следующем:

1. Нанесение слоя: Тонкий слой порошкового материала (обычно полимера, но также металла, керамики или песка) равномерно распределяется по рабочей платформе с помощью валика или ракеля.
2. Спекание: Лазер (обычно CO₂-лазер) сканирует поперечное сечение модели, расплавляя и спекая частицы порошка в заданных точках. Лазерный луч точечно повышает температуру порошка до точки плавления, что приводит к сплавлению частиц.
3. Опускание платформы: После завершения слоя платформа опускается на толщину одного слоя (обычно 0,1–0,15 мм).
4. Повторение: Процесс повторяется, пока не будет сформирована вся деталь. Неспечённый порошок остаётся на месте, служа поддержкой для нависающих элементов.
5. Охлаждение и извлечение: После завершения печати камера с деталью медленно охлаждается, чтобы избежать деформации. Затем деталь извлекается из блока неспечённого порошка, который может быть повторно использован (с добавлением свежего материала).

Ключевые особенности

• Отсутствие поддерживающих структур: Это главное преимущество SLS, позволяющее создавать сложные геометрии, внутренние каналы и решётки, которые невозможно или трудно изготовить другими методами.
• Высокая прочность деталей: Спечённые полимерные детали (например, из нейлона) обладают высокой механической прочностью, термостойкостью и химической стойкостью, что делает их пригодными для функциональных испытаний и конечного использования.
• Материалы: DTM разработала широкий спектр материалов, включая нейлоны (DuraForm, DuraForm GF — с наполнителем из стекловолокна), полистиролы (CastForm — для литья), эластомеры (Somos 201) и композиты.

Продукция

SLS-системы

Основные модели SLS-принтеров, выпущенных DTM Corporation:

• Sinterstation 2000 (1992): Первая коммерческая SLS-система. Рабочая камера — 300×300×300 мм. Использовала CO₂-лазер мощностью 25 Вт.
• Sinterstation 2500 (1995): Улучшенная версия с увеличенной производительностью и точностью. Лазер мощностью 50 Вт.
• Sinterstation HiQ (1998): Система с повышенным качеством поверхности и разрешением. Рабочая камера — 300×300×300 мм.
• Sinterstation Pro (2000): Модель с увеличенной рабочей камерой (380×330×457 мм) и более высокой скоростью печати.

Материалы

• DuraForm PA: Полиамид (нейлон 12) — стандартный материал для функциональных деталей.
• DuraForm GF: Нейлон с наполнением стекловолокном — повышенная жёсткость и термостойкость.
• DuraForm AF: Алюминий-наполненный нейлон — для деталей с металлическим видом и повышенной теплопроводностью.
• CastForm PS: Полистирол — используется для литья по выплавляемым моделям (инвестиционное литьё).
• Somos 201: Эластомер — для гибких деталей.

Применение

Технологии и оборудование DTM Corporation нашли применение в следующих областях:

• Быстрое прототипирование: Создание функциональных прототипов для тестирования формы, посадки и функции (FIT-тестирование).
• Мелкосерийное производство: Изготовление конечных деталей для авиакосмической, автомобильной, медицинской и потребительской промышленности.
• Литейное производство: Изготовление мастер-моделей для литья по выплавляемым моделям (CastForm).
• Инструментальная оснастка: Создание шаблонов, приспособлений и кондукторов.

Значение и наследие

DTM Corporation считается одной из ключевых компаний, сформировавших современную индустрию аддитивного производства. Её вклад включает:

• Коммерциализацию SLS-технологии, сделавшей её доступной для промышленных предприятий.
• Разработку стандартных материалов и процессов, которые стали отраслевыми стандартами.
• Создание базы для последующих поколений SLS-систем, выпускаемых 3D Systems и другими производителями.

После поглощения 3D Systems технологии DTM были интегрированы в более широкую линейку продуктов, но оригинальные SLS-системы DTM продолжали эксплуатироваться на предприятиях по всему миру вплоть до 2010-х годов. Многие инженеры, работавшие в DTM, впоследствии основали или присоединились к другим компаниям в сфере 3D-печати, распространяя накопленные знания.

Источники

• Wohlers, T. (2014). Wohlers Report 2014: 3D Printing and Additive Manufacturing State of the Industry. Wohlers Associates.
• Gibson, I., Rosen, D., & Stucker, B. (2015). Additive Manufacturing Technologies: 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing. Springer.
• Deckard, C. R. (1988). Method and apparatus for producing parts by selective sintering. U.S. Patent No. 4,863,538.
• 3D Systems Corporation. (2001). 3D Systems to Acquire DTM Corporation. Пресс-релиз.
• DTM Corporation. (1998). Sinterstation 2500 System Manual. DTM Corporation.