Metāla 3D drukāšana

Nesen mēs veicām metāla demonstrāciju.3D drukāšana, un mēs to ļoti veiksmīgi paveicām, tātad, kas ir metāls3D drukāšanaKādas ir tā priekšrocības un trūkumi?

Metāla 3D drukāšana ir aditīvās ražošanas tehnoloģija, kas veido trīsdimensiju objektus, pievienojot metāla materiālus slāni pa slānim. Šeit ir detalizēts ievads metāla 3D drukāšanā:

Tehniskais princips
Selektīvā lāzera sintēze (SLS): augstas enerģijas lāzera staru izmantošana, lai selektīvi kausētu un sintēzes metāla pulverus, uzkarsējot pulvera materiālu līdz temperatūrai, kas ir nedaudz zemāka par tā kušanas temperatūru, lai veidotos metalurģiskas saites starp pulvera daļiņām, tādējādi veidojot objektu slāni pa slānim. Drukāšanas procesā vispirms uz drukas platformas tiek uzklāts vienmērīgs metāla pulvera slānis, un pēc tam lāzera stars skenē pulveri atbilstoši objekta šķērsgriezuma formai, lai skenētais pulveris izkustu un sacietētu kopā. Pēc drukas slāņa pabeigšanas platforma nolaižas noteiktā attālumā un pēc tam izklāj jaunu pulvera slāni, atkārtojot iepriekš minēto procesu, līdz viss objekts ir apdrukāts.
Selektīvā lāzera kausēšana (SLM): Līdzīgi kā SLS, bet ar lielāku lāzera enerģiju metāla pulveri var pilnībā izkausēt, veidojot blīvāku struktūru, iegūstot lielāku blīvumu un labākas mehāniskās īpašības, un drukāto metāla detaļu izturība un precizitāte ir augstāka, tuvu vai pat pārsniedz detaļas, kas ražotas ar tradicionālo ražošanas procesu. Tā ir piemērota detaļu ražošanai kosmosa, medicīnas iekārtu un citās jomās, kurās nepieciešama augsta precizitāte un veiktspēja.
Elektronu kūļa kausēšana (EBM): elektronu kūļa izmantošana kā enerģijas avots metāla pulveru kausēšanai. Elektronu kūlim ir raksturīgs augsts enerģijas blīvums un liels skenēšanas ātrums, kas var ātri izkausēt metāla pulveri un uzlabot drukas efektivitāti. Drukāšana vakuuma vidē var novērst metāla materiālu reakciju ar skābekli drukas procesa laikā, kas ir piemērots titāna sakausējumu, niķeļa sakausējumu un citu metāla materiālu, kas ir jutīgi pret skābekļa saturu, drukāšanai, ko bieži izmanto kosmosa, medicīnas iekārtu un citās augstas klases jomās.
Metāla materiālu ekstrūzija (ME): materiāla ekstrūzijas ražošanas metode, kurā caur ekstrūzijas galviņu ekstrudē metāla materiālu zīda vai pastas veidā, vienlaikus to karsējot un sacietējot, lai panāktu slāni pa slānim akumulējošu formēšanu. Salīdzinot ar lāzera kausēšanas tehnoloģiju, investīciju izmaksas ir zemākas, elastīgāks un ērtāks, īpaši piemērots agrīnai izstrādei biroja vidē un rūpnieciskā vidē.
Bieži sastopami materiāli
Titāna sakausējums: tam ir augstas izturības, zema blīvuma, labas korozijas izturības un bioloģiskās saderības priekšrocības, ko plaši izmanto kosmosa, medicīnas iekārtu, automobiļu un citās jomās, piemēram, lidmašīnu dzinēju lāpstiņu, mākslīgo locītavu un citu detaļu ražošanā.
Nerūsējošais tērauds: tam ir laba izturība pret koroziju, mehāniskās īpašības un apstrādes īpašības, salīdzinoši zemas izmaksas, tas ir viens no visbiežāk izmantotajiem materiāliem metāla 3D drukāšanā, to var izmantot dažādu mehānisku detaļu, instrumentu, medicīnas ierīču un tā tālāk ražošanai.
Alumīnija sakausējums: zems blīvums, augsta izturība, laba siltumvadītspēja, piemērots detaļu ražošanai ar augstām svara prasībām, piemēram, automobiļu dzinēju cilindru blokiem, kosmosa konstrukciju detaļām utt.
Niķeļa sakausējums: ar izcilu izturību augstā temperatūrā, izturību pret koroziju un oksidēšanās izturību, to bieži izmanto augstas temperatūras detaļu, piemēram, lidmašīnu dzinēju un gāzes turbīnu, ražošanā.
priekšrocība
Augsta dizaina brīvības pakāpe: spēja panākt sarežģītu formu un struktūru, piemēram, režģa struktūru, topoloģiski optimizētu struktūru utt., ražošanu, ko tradicionālajos ražošanas procesos ir grūti vai neiespējami panākt, nodrošina lielāku inovāciju telpu produktu dizainam un ļauj ražot vieglākas, augstas veiktspējas detaļas.
Detaļu skaita samazināšana: vairākas detaļas var integrēt vienā veselumā, samazinot detaļu savienošanas un montāžas procesu, uzlabojot ražošanas efektivitāti, samazinot izmaksas, kā arī uzlabojot produkta uzticamību un stabilitāti.
Ātrā prototipēšana: tā var īsā laikā izveidot produkta prototipu, paātrināt produkta izstrādes ciklu, samazināt pētniecības un attīstības izmaksas un palīdzēt uzņēmumiem ātrāk laist produktus tirgū.
Pielāgota ražošana: Atbilstoši klientu individuālajām vajadzībām var izgatavot unikālus produktus, kas atbilst dažādu klientu īpašajām prasībām, piemēroti medicīniskiem implantiem, rotaslietām un citām pielāgotām jomām.
Ierobežojums
Slikta virsmas kvalitāte: Drukāto metāla detaļu virsmas raupjums ir relatīvi augsts, un ir nepieciešama pēcapstrāde, piemēram, slīpēšana, pulēšana, smilšu strūkla utt., lai uzlabotu virsmas apdari, palielinot ražošanas izmaksas un laiku.
Iekšējie defekti: drukas procesā var rasties iekšēji defekti, piemēram, poras, nesapludinātas daļiņas un nepilnīga saplūšana, kas ietekmē detaļu mehāniskās īpašības, īpaši lielas slodzes un cikliskas slodzes pielietošanā, ir nepieciešams samazināt iekšējo defektu rašanos, optimizējot drukas procesa parametrus un pieņemot atbilstošas ​​pēcapstrādes metodes.
Materiālu ierobežojumi: Lai gan pieejamo metāla 3D drukāšanas materiālu veidi pieaug, joprojām pastāv daži materiālu ierobežojumi, salīdzinot ar tradicionālajām ražošanas metodēm, un dažus augstas veiktspējas metāla materiālus ir grūtāk drukāt, un to izmaksas ir augstākas.
Izmaksu problēmas: Metāla 3D drukas iekārtu un materiālu izmaksas ir salīdzinoši augstas, un drukāšanas ātrums ir lēns, kas nav tik rentabli kā tradicionālie ražošanas procesi liela mēroga ražošanai, un pašlaik tas galvenokārt ir piemērots nelielu partiju, pielāgotai ražošanai un jomām ar augstām produktu veiktspējas un kvalitātes prasībām.
Tehniskā sarežģītība: Metāla 3D drukāšana ietver sarežģītus procesa parametrus un procesa kontroli, kam nepieciešami profesionāli operatori un tehniskais atbalsts, kā arī augsts tehniskais līmenis un operatoru pieredze.
Pielietojuma lauks
Aviācija un kosmoss: Izmanto aerodinamisko dzinēju lāpstiņu, turbīnu disku, spārnu konstrukciju, satelītu detaļu u. c. ražošanai, kas var samazināt detaļu svaru, uzlabot degvielas patēriņa efektivitāti, samazināt ražošanas izmaksas un nodrošināt detaļu augstu veiktspēju un uzticamību.
Automobiļi: Ražo automobiļu dzinēja cilindru blokus, transmisijas korpusus, vieglas konstrukcijas detaļas utt., lai panāktu vieglu automobiļu konstrukciju, uzlabotu degvielas ekonomiju un veiktspēju.
Medicīna: Medicīnas ierīču, mākslīgo locītavu, zobu ortopēdisko līdzekļu, implantējamu medicīnas ierīču u. c. ražošana atbilstoši pacientu individuālajām atšķirībām, pielāgota ražošana, lai uzlabotu medicīnas ierīču piemērotību un ārstēšanas efektus.
Veidņu ražošana: Iesmidzināšanas veidņu, liešanas veidņu u. c. ražošana saīsina veidņu ražošanas ciklu, samazina izmaksas, uzlabo veidņu precizitāti un sarežģītību.
Elektronika: Izgatavojiet radiatorus, korpusus, elektronisko iekārtu shēmas plates utt., lai panāktu sarežģītu konstrukciju integrētu ražošanu, uzlabotu elektronisko iekārtu veiktspēju un siltuma izkliedes efektu.
Rotaslietas: Atbilstoši dizainera radošumam un klientu vajadzībām var izgatavot dažādas unikālas rotaslietas, lai uzlabotu ražošanas efektivitāti un produktu personalizāciju.