Fém 3D -s nyomtatás

Nemrégiben demonstráltuk a fémet3D -s nyomtatás, és nagyon sikeresen befejeztük, akkor mi a fém3D -s nyomtatás? Milyen előnyei és hátrányai vannak?

A Metal 3D nyomtatás egy adalékanyag-gyártási technológia, amely háromdimenziós objektumokat épít fel a fém anyagréteg rétegre történő hozzáadásával. Itt található egy részletes bevezetés a Metal 3D nyomtatáshoz:

Műszaki elv
Szelektív lézer -szinterálás (SLS): A nagy energiájú lézernyalábok használata szelektíven megolvadva és szelet fémporok, a por anyagát az olvadáspontja alatt kissé hőmérsékletre melegítve, így a porrészecskék közötti fémkohászati ​​kötések kialakulnak, ezáltal az objektumréteg felépítésével. rétegenként. A nyomtatási folyamat során először egy egyenletes fémporréteget fektetnek a nyomtatási platformon, majd a lézernyaláb a port a tárgy keresztmetszeti alakjának megfelelően szkenneli, hogy a beolvasott por megolvadjon és megszilárduljon, miután a A nyomtatási réteg befejezésével a platform bizonyos távolságot dob ​​le, majd egy új porréteget terjeszt, ismételje meg a fenti folyamatot, amíg a teljes objektum kinyomtatódik.
Szelektív lézer olvadás (SLM): Hasonlóan az SLS -hez, de a nagyobb lézerenergiával a fémpor teljesen megolvadható, hogy sűrűbb szerkezetet képezzen, nagyobb sűrűségű és jobb mechanikai tulajdonságokat lehet előállítani, és a nyomtatott fém alkatrészek erőssége és pontossága és pontossága. magasabbak, közel állnak vagy akár meghaladják a hagyományos gyártási folyamat által előállított alkatrészeket. Alkalmas alkatrészek gyártására repülőgéppel, orvosi berendezésekben és egyéb területeken, amelyek nagy pontosságot és teljesítményt igényelnek.
Elektronnyaláb -olvadás (EBM): Az elektronnyalábok energiaforrásként történő felhasználása a fémporok megolvadására. Az elektronnyaláb nagy energiájú sűrűségű és nagy pásztázási sebességgel rendelkezik, amely gyorsan megolvad a fémport és javíthatja a nyomtatás hatékonyságát. A vákuum környezetben történő nyomtatás elkerülheti a fém anyagok oxigénnel való reakcióját a nyomtatási folyamat során, amely alkalmas titánötvözet, nikkel-alapú ötvözet és más oxigéntartalomra érzékeny fém anyagok nyomtatására, gyakran az űrrepülésben, az orvosi berendezésekben és más magas magas színvonalon. -end mezők.
Fémanyag -extrudálás (ME): Anyag extrudálási alapú gyártási módszer az extrudálási fejen keresztül, hogy a fém anyagot selyem vagy paszta formájában extrudálják, és ugyanakkor a melegítéshez és a gyógyításhoz, hogy a réteg réteg felhalmozódási formájával érjen el. A lézeres olvadási technológiához képest a befektetési költségek alacsonyabbak, rugalmasabbak és kényelmesebbek, különösen alkalmasak az irodai környezet és az ipari környezet korai fejlesztésére.
Általános anyagok
Titánötvözet: A nagy szilárdság, az alacsony sűrűség, a jó korrózióállóság és a biokompatibilitás előnyei vannak, amelyeket széles körben használnak az űrben, az orvosi berendezésekben, az autóiparban és más területeken, például a repülőgép -motor pengékjei, a mesterséges ízületek és más alkatrészek gyártásában.
Rozsdamentes acél: Jó korrózióállósággal rendelkezik, a mechanikai tulajdonságok és a feldolgozási tulajdonságok, viszonylag olcsó, az egyik leggyakrabban használt anyag a fém 3D nyomtatásban, különféle mechanikus alkatrészek, szerszámok, orvostechnikai eszközök és így tovább előállítására használható.
Alumíniumötvözet: alacsony sűrűségű, nagy szilárdság, jó hővezetőképesség, nagy súlyú követelményekkel rendelkező alkatrészek gyártására, például autómotor -hengerblokk, repülőgép -szerkezeti alkatrészek stb.
Nikkel-alapú ötvözet: Kiváló magas hőmérsékleti szilárdsággal, korrózióállósággal és oxidációs ellenállással gyakran használják magas hőmérsékletű alkatrészek, például repülőgépmotorok és gázturbinák előállításához.
előny
Magas fokú tervezési szabadság: A komplex formák és szerkezetek, például a rácsszerkezetek, a topológiailag optimalizált struktúrák stb. Képzésének képessége, amelyet a hagyományos gyártási folyamatokban nehéz vagy lehetetlen elérni, nagyobb innovációs teret biztosít a terméktervezéshez, és könnyebb, nagy teljesítményű alkatrészeket képes előállítani.
Csökkentse az alkatrészek számát: Több alkatrész integrálható egy egészbe, csökkentve a csatlakozási és összeszerelési folyamatot az alkatrészek között, javíthatja a termelés hatékonyságát, csökkentheti a költségeket, de javítja a termék megbízhatóságát és stabilitását.
Gyors prototípus: Rövid idő alatt előállíthatja a termék prototípusát, felgyorsíthatja a termékfejlesztési ciklust, csökkentheti a kutatási és fejlesztési költségeket, és segíti a vállalkozásokat a termékek gyorsabb piacra hozatalához.
Testreszabott termelés: Az ügyfelek egyedi igényei szerint egyedi termékeket lehet előállítani, hogy megfeleljenek a különféle ügyfelek különleges követelményeinek, orvosi implantátumokhoz, ékszerekhez és más testreszabott mezőkhöz.
Korlátozás
Rossz felületminőség: A nyomtatott fém alkatrészek felületi érdessége viszonylag magas, és a kezelés utáni, például őrlés, polírozás, homokfúvás stb. Szükség van a felület befejezéséhez, növelve a termelési költségeket és az időt.
Belső hibák: Lehetnek olyan belső hibák, mint például a pórusok, a kihúzott részecskék és a hiányos fúzió a nyomtatási folyamat során, amelyek befolyásolják az alkatrészek mechanikai tulajdonságait, különösen a nagy terhelés és a ciklikus terhelés alkalmazásában, csökkenteni kell az előfordulást belső hibák a nyomtatási folyamat paramétereinek optimalizálásával és a megfelelő utófeldolgozási módszerek elfogadásával.
Anyag Korlátozások: Noha a rendelkezésre álló fém 3D nyomtatási anyagok típusai növekszenek, továbbra is vannak bizonyos anyagi korlátozások a hagyományos gyártási módszerekkel összehasonlítva, és néhány nagy teljesítményű fém anyagot nehezebb kinyomtatni, és a költségek magasabbak.
Költségproblémák: A fém 3D-s nyomtatási berendezések és anyagok költsége viszonylag magas, és a nyomtatási sebesség lassú, ami nem olyan költséghatékony, mint a nagyszabású termelés hagyományos gyártási folyamata, és jelenleg elsősorban kis tételekhez, testreszabott gyártáshoz alkalmas. valamint a magas termékteljesítményű és minőségi követelményekkel rendelkező területek.
Műszaki bonyolultság: A fém 3D nyomtatás összetett folyamatparamétereket és folyamatvezérlést foglal magában, amelyhez a szakmai üzemeltetők és a műszaki támogatás szükséges, és magas műszaki szintet és tapasztalatokat igényel az operátorok számára.
Alkalmazásmező
Repülőgép: Aero-motoros pengék, turbina tárcsák, szárnyszerkezetek, műholdas alkatrészek stb. Készítéséhez használják, amelyek csökkenthetik az alkatrészek súlyát, javíthatják az üzemanyag-hatékonyságot, csökkenthetik a termelési költségeket, és biztosíthatják az alkatrészek nagy teljesítményét és megbízhatóságát.
Autógép: Autómotoros hengerblokk, sebességváltó héj, könnyű szerkezeti alkatrészek stb. Gyártása, hogy elérje az autók könnyű kialakítását, javítsa az üzemanyag -fogyasztást és a teljesítményt.
Orvosi eszközök: orvostechnikai eszközök, mesterséges ízületek, fogászati ​​orthotikumok, beültethető orvostechnikai eszközök stb. Termelése, a testreszabott gyártás egyéni különbségei szerint javítják az orvostechnikai eszközök alkalmasságát és a kezelési hatásokat.
Penészgyártás: Gyártó fröccsöntés, öntőformák stb., Rövidíti a penészgyártási ciklust, csökkenti a költségeket, javítja a penész pontosságát és összetettségét.
Elektronika: Radiátorok, kagylók, elektronikus berendezések áramköri táblái stb. Gyártó előállítása az összetett szerkezetek integrált gyártásának elérése érdekében, javítják az elektronikus berendezések teljesítményét és hőeloszlási hatását.
Ékszerek: A tervező kreativitása és az ügyfelek igényei szerint számos egyedi ékszer gyártható a termelés hatékonyságának és a termék személyre szabása érdekében.