Metalli 3D -tulostus

Äskettäin teimme metallin esittelyn3D -tulostusja valmisimme sen erittäin onnistuneesti, joten mikä on metalli3D -tulostus? Mitkä ovat sen edut ja haitat?

Metalli 3D-tulostus on lisäaineiden valmistustekniikka, joka rakentaa kolmiulotteisia esineitä lisäämällä metallimateriaalikerroksen kerroksella. Tässä on yksityiskohtainen johdanto Metal 3D -tulostukseen:

Tekninen periaate
Selektiivinen laser sintraus (SLS): Korkean energian lasersäteiden käyttö selektiivisesti sulattamiseen ja sintra -metallijauheisiin, jauhemateriaalin lämmittämiseen lämpötilaan hiukan sen sulamispisteen alapuolella, niin että metallurgiset sidokset jauhehiukkasten välillä muodostuu, siten objektikerros rakentaa objektikerros kerroksella. Tulostusprosessissa asetetaan ensin tasainen metallijauhe jauhetta ja sitten lasersäde skannaa jauhetta esineen poikkileikkauksen muodon mukaisesti siten, että skannattu jauhe sulaa ja jähmettyy yhdessä, sen jälkeen Tulostuskerroksen valmistuminen, lava pudottaa tietyn etäisyyden ja levittää sitten uuden jauhekerroksen, toista yllä oleva prosessi, kunnes koko esine on tulostettu.
Selektiivinen laserisulatus (SLM): Samanlainen kuin SLS, mutta korkeammalla laserenergialla metallijauhe voidaan saada kokonaan sulata tiheämmän rakenteen muodostamiseksi, suurempi tiheys ja paremmat mekaaniset ominaisuudet ja painettujen metalliosien lujuus ja tarkkuus ovat korkeammat, lähellä perinteisen valmistusprosessin tuottamia tai jopa ylittäviä osia. Se soveltuu ilmailu-, lääketieteellisten laitteiden ja muiden alojen osien valmistukseen, jotka vaativat suurta tarkkuutta ja suorituskykyä.
Elektronisäteen sulaminen (EBM): Elektronisäteiden käyttö energialähteenä metallijauheiden sulamiseen. Elektronisäteellä on korkea energiatiheys ja korkea skannausnopeus, joka voi nopeasti sulattaa metallijauhetta ja parantaa tulostustehokkuutta. Tulostaminen tyhjiöympäristössä voi välttää metallimateriaalien reaktiota happea tulostusprosessin aikana, joka soveltuu titaaniseoksen, nikkelipohjaisen seoksen ja muiden happipitoisuuksille herkän metallimateriaalin tulostamiseen, jota käytetään usein ilmailu-, lääketieteellisissä laitteissa ja muissa korkeat -End -kentät.
Metallimateriaalin suulakepuristus (ME): Materiaalin suulakepuristuspohjainen valmistusmenetelmä, suulakepuristuspään läpi metallimateriaalin puristamiseksi silkin tai liitän muodossa ja samanaikaisesti lämmittää ja parantaa, jotta kerros on kerrostumismuovaus. Verrattuna laserin sulamistekniikkaan, sijoituskustannukset ovat alhaisemmat, joustavampia ja kätevämpiä, erityisesti sopivia varhaiseen kehitykseen toimistoympäristössä ja teollisuusympäristössä.
Tavalliset materiaalit
Titanium seoksella: sillä on etuja suuresta lujuudesta, pienestä tiheydestä, hyvästä korroosionkestävyydestä ja biologista yhteensopivuutta, jota käytetään laajasti ilmailu-, lääketieteellisissä laitteissa, auto- ja muissa kentissä, kuten lentokoneiden moottorin terissä, keinotekoisissa liitoksissa ja muissa osien valmistuksessa.
Ruostumattomasta teräksestä valmistettu: siinä on hyvä korroosionkestävyys, mekaaniset ominaisuudet ja prosessointiominaisuudet, suhteellisen edulliset kustannukset, on yksi yleisesti käytetyistä metallisista 3D -tulostuksessa käytetyistä materiaaleista, joita voidaan käyttää erilaisten mekaanisten osien, työkalujen, lääkinnällisten laitteiden ja niin edelleen valmistukseen.
Alumiiniseos: matala tiheys, korkea lujuus, hyvä lämmönjohtavuus, sopii valmistusosiin, joilla on suuret painovaatimukset, kuten automoottorin sylinterilohko, ilmailu- ja avaruusrakenteen osat jne.
Nikkelipohjainen seos: Erinomainen korkea lämpötila, korroosionkestävyys ja hapettumiskestävyys, sitä käytetään usein korkean lämpötilan komponenttien, kuten lentokoneiden ja kaasuturbiinien, valmistuksessa.
etu
Suuri suunnitteluvapaus: Kyky saavuttaa monimutkaisten muotojen ja rakenteiden, kuten hilarakenteiden, topologisesti optimoitujen rakenteiden jne. Valmistus, joita on vaikea tai mahdotonta saavuttaa perinteisissä valmistusprosesseissa, tarjoaa paremman innovaatiotilan tuotesuunnittelulle, tuotesuunnittelulle, ja voi tuottaa kevyempiä, korkean suorituskyvyn osia.
Vähennä osien lukumäärää: Useat osat voidaan integroida kokonaisuuteen, vähentää osien yhteys- ja kokoonpanoprosessia, parantaa tuotannon tehokkuutta, vähentää kustannuksia, mutta parantaa myös tuotteen luotettavuutta ja vakautta.
Nopea prototyyppi: Se voi tuottaa tuotteen prototyypin lyhyessä ajassa, nopeuttaa tuotekehitysjaksoa, vähentää tutkimus- ja kehityskustannuksia ja auttaa yrityksiä tuomaan tuotteita markkinoille nopeammin.
Räätälöity tuotanto: Asiakkaiden yksilöllisten tarpeiden mukaan ainutlaatuisia tuotteita voidaan valmistaa vastaamaan eri asiakkaiden erityisvaatimuksia, jotka sopivat lääketieteellisiin implantteihin, koruihin ja muihin räätälöityihin aloihin.
Rajoitus
Huono pinnan laatu: Painettujen metalliosien pinnan karheus on suhteellisen korkea, ja hoidon jälkeen vaaditaan, kuten hionta, kiillotus, hiekkapuhdistus jne., Pinnan viimeistelyn parantamiseksi, tuotantokustannusten ja ajan lisäämiseksi.
Sisäiset viat: Tulostusprosessin aikana voi olla sisäisiä vikoja, kuten huokoset, puuttumattomat hiukkaset ja epätäydellinen fuusio, jotka vaikuttavat osien mekaanisiin ominaisuuksiin, etenkin korkean kuormituksen ja syklisen kuorman levittämisessä, on välttämätöntä vähentää tapahtumaa sisäisistä vikoista optimoimalla tulostusprosessiparametrit ja omaksumalla asianmukaiset jälkikäsittelymenetelmät.
Materiaalirajoitukset: Vaikka saatavilla olevien metallityypit ovat kasvaneet, tiettyjä materiaalirajoituksia on edelleen verrattuna perinteisiin valmistusmenetelmiin, ja joitain korkean suorituskyvyn metallimateriaaleja on vaikeampi tulostaa ja kustannukset ovat korkeammat.
Kustannusongelmat: Metallin 3D-tulostuslaitteiden ja materiaalien kustannukset ovat suhteellisen korkeat ja tulostusnopeus on hidas, mikä ei ole yhtä kustannustehokas kuin perinteiset valmistusprosessit laajamittaiseen tuotantoon, ja sopii tällä hetkellä pääasiassa pieneen erään, räätälöityyn tuotantoon ja alueet, joilla on korkea tuotteen suorituskyky ja laatuvaatimukset.
Tekninen monimutkaisuus: Metalli 3D -tulostus sisältää monimutkaisia ​​prosessiparametreja ja prosessien hallintaa, mikä vaatii ammatillisia operaattoreita ja teknistä tukea ja vaatii operaattoreiden korkeaa teknistä tasoa ja kokemusta.
Sovelluskenttä
Ilmailuala: Käytetään aero-moottorin terien, turbiinilevyjen, siipirakenteiden, satelliittiosien jne.
Auto: Valmista automoottorin sylinterilohko, voimansiirtokuori, kevyet rakenteelliset osat jne. Autojen kevyen suunnittelun saavuttamiseksi, polttoainetalouden ja suorituskyvyn parantamiseksi.
Lääketieteellinen: Lääketieteellisten laitteiden, keinotekoisten nivelten, hammaslääketieteen, implantoitavien lääketieteellisten laitteiden jne.
Muotinvalmistus: Valmistus ruiskumuotteihin, suolivalumuotteihin jne., Lyhennä muotin valmistussykliä, vähentää kustannuksia, parantaa muotin tarkkuutta ja monimutkaisuutta.
Elektroniikka: Valmistussäähdyttimet, kuoret, elektronisten laitteiden piirilevyt jne. Kompleksirakenteiden integroidun valmistuksen saavuttamiseksi parantaa elektronisten laitteiden suorituskykyä ja lämmön hajoamisvaikutusta.
Korut: Suunnittelijan luovuuden ja asiakkaiden tarpeiden mukaan voidaan valmistaa erilaisia ​​ainutlaatuisia koruja tuotannon tehokkuuden ja tuotteiden mukauttamisen parantamiseksi.