Metalo 3D spausdinimas

Neseniai surengėme metalo demonstraciją.3D spausdinimas, ir mes tai labai sėkmingai užbaigėme, tad kas yra metalas3D spausdinimasKokie jo privalumai ir trūkumai?

Metalo 3D spausdinimas yra pridėtinės gamybos technologija, kurios metu trimačiai objektai kuriami sluoksnis po sluoksnio pridedant metalines medžiagas. Čia pateikiamas išsamus metalo 3D spausdinimo pristatymas:

Techninis principas
Selektyvus lazerinis sukepinimas (SLS): didelės energijos lazerio spindulių naudojimas metalo milteliams selektyviai išlydyti ir sukepinti, kaitinant miltelių medžiagą iki šiek tiek žemesnės nei lydymosi temperatūra, kad susidarytų metalurginiai ryšiai tarp miltelių dalelių, taip sluoksnis po sluoksnio formuojant objektą. Spausdinimo procese ant spausdinimo platformos pirmiausia klojamas vienodas metalo miltelių sluoksnis, o tada lazerio spindulys nuskaito miltelius pagal objekto skerspjūvio formą, kad nuskaityti milteliai išsilydytų ir sukietėtų. Užbaigus spausdinimo sluoksnį, platforma nukrenta tam tikrą atstumą, o tada paskleidžia naują miltelių sluoksnį, ir šis procesas kartojamas tol, kol bus atspausdintas visas objektas.
Selektyvus lazerinis lydymas (SLM): panašus į SLS, bet naudojant didesnę lazerio energiją, metalo milteliai gali būti visiškai išlydyti, kad susidarytų tankesnė struktūra, galima gauti didesnį tankį ir geresnes mechanines savybes, o spausdintų metalinių detalių stiprumas ir tikslumas yra didesnis, artimas ar net viršijantis tradiciniu gamybos procesu pagamintas detales. Jis tinka gaminti detales aviacijos ir kosmoso, medicinos įrangos ir kitose srityse, kurioms reikalingas didelis tikslumas ir našumas.
Elektronų pluošto lydymas (EBM): elektronų pluošto naudojimas kaip energijos šaltinis metalo milteliams lydyti. Elektronų pluoštas pasižymi dideliu energijos tankiu ir dideliu nuskaitymo greičiu, todėl gali greitai išlydyti metalo miltelius ir pagerinti spausdinimo efektyvumą. Spausdinant vakuuminėje aplinkoje galima išvengti metalinių medžiagų reakcijos su deguonimi spausdinimo proceso metu, todėl tinka spausdinti titano lydinius, nikelio pagrindo lydinius ir kitas metalines medžiagas, jautrias deguonies kiekiui, dažnai naudojamas aviacijos ir kosmoso pramonėje, medicinos įrangoje ir kitose aukštos klasės srityse.
Metalo ekstruzija (ME): medžiagos ekstruzijos pagrindu pagamintas gamybos metodas, kai per ekstruzijos galvutę metalas išspaudžiamas į šilko arba pastos pavidalą ir tuo pačiu metu kaitinamas bei kietinamas, kad būtų pasiektas sluoksnis po sluoksnio kaupimosi formavimas. Palyginti su lazerinio lydymo technologija, investicijų sąnaudos yra mažesnės, lankstesnės ir patogesnės, ypač tinka ankstyvajam vystymuisi biuro ir pramoninėje aplinkoje.
Įprastos medžiagos
Titano lydinys: pasižymi dideliu stiprumu, mažu tankiu, geru atsparumu korozijai ir biologiniu suderinamumu, plačiai naudojamas aviacijos ir kosmoso, medicinos įrangos, automobilių ir kitose srityse, tokiose kaip orlaivių variklių mentės, dirbtinės jungtys ir kitų dalių gamyba.
Nerūdijantis plienas: pasižymi geru atsparumu korozijai, mechaninėmis savybėmis ir apdirbimo savybėmis, santykinai maža kaina, yra viena iš dažniausiai naudojamų medžiagų metalo 3D spausdinimui, gali būti naudojama įvairioms mechaninėms dalims, įrankiams, medicinos prietaisams ir pan. gaminti.
Aliuminio lydinys: mažas tankis, didelis stiprumas, geras šilumos laidumas, tinka gaminti didelio svorio detales, pvz., automobilių variklio cilindrų bloką, kosmoso konstrukcines dalis ir kt.
Nikelio lydinys: pasižymi puikiu atsparumu aukštai temperatūrai, atsparumu korozijai ir oksidacijai, dažnai naudojamas gaminant aukštos temperatūros komponentus, tokius kaip orlaivių varikliai ir dujų turbinos.
pranašumas
Didelis dizaino laisvės laipsnis: galimybė pagaminti sudėtingas formas ir struktūras, tokias kaip grotelių struktūros, topologiškai optimizuotos struktūros ir kt., kurias sunku arba neįmanoma pasiekti tradiciniais gamybos procesais, suteikia daugiau erdvės inovacijoms gaminių projektavimo srityje ir gali pagaminti lengvesnes, didelio našumo dalis.
Sumažinkite dalių skaičių: kelias dalis galima integruoti į visumą, taip sumažinant dalių sujungimo ir surinkimo procesą, pagerinant gamybos efektyvumą, sumažinant sąnaudas, taip pat pagerinant produkto patikimumą ir stabilumą.
Greitas prototipų kūrimas: jis gali pagaminti produkto prototipą per trumpą laiką, pagreitinti produkto kūrimo ciklą, sumažinti mokslinių tyrimų ir plėtros išlaidas ir padėti įmonėms greičiau pateikti produktus į rinką.
Individuali gamyba: atsižvelgiant į individualius klientų poreikius, gali būti gaminami unikalūs gaminiai, atitinkantys specialius skirtingų klientų reikalavimus, tinkantys medicininiams implantams, papuošalams ir kitoms pritaikytoms sritims.
Apribojimas
Prasta paviršiaus kokybė: Spausdintų metalinių dalių paviršiaus šiurkštumas yra gana didelis, todėl paviršiaus apdailai pagerinti reikalingas papildomas apdorojimas, pvz., šlifavimas, poliravimas, smėliavimas ir kt., todėl padidėja gamybos sąnaudos ir laikas.
Vidiniai defektai: spausdinimo proceso metu gali atsirasti vidinių defektų, tokių kaip poros, nesulydytos dalelės ir nevisiškas susiliejimas, kurie turi įtakos detalių mechaninėms savybėms, ypač taikant didelę apkrovą ir ciklinę apkrovą, todėl būtina sumažinti vidinių defektų atsiradimą optimizuojant spausdinimo proceso parametrus ir taikant tinkamus papildomo apdorojimo metodus.
Medžiagų apribojimai: Nors metalo 3D spausdinimo medžiagų rūšių daugėja, vis dar yra tam tikrų medžiagų apribojimų, palyginti su tradiciniais gamybos metodais, o kai kurias didelio našumo metalines medžiagas sunkiau spausdinti ir jos kainuoja brangiau.
Sąnaudų problemos: metalo 3D spausdinimo įrangos ir medžiagų kaina yra gana didelė, o spausdinimo greitis – mažas, todėl tai nėra taip ekonomiškai efektyvu, kaip tradiciniai didelio masto gamybos procesai, ir šiuo metu daugiausia tinka mažoms partijoms, individualiai pritaikytai gamybai ir sritims, kurioms keliami aukšti produkto našumo ir kokybės reikalavimai.
Techninis sudėtingumas: metalo 3D spausdinimas apima sudėtingus proceso parametrus ir proceso valdymą, todėl reikalingi profesionalūs operatoriai ir techninė pagalba, taip pat aukštas techninis lygis ir operatorių patirtis.
Taikymo sritis
Aviacija ir kosmosas: Naudojamas orlaivių variklių menčių, turbinų diskų, sparnų konstrukcijų, palydovų dalių ir kt. gamybai, o tai gali sumažinti dalių svorį, pagerinti degalų naudojimo efektyvumą, sumažinti gamybos sąnaudas ir užtikrinti aukštą dalių našumą bei patikimumą.
Automobilis: automobilių variklio cilindrų bloko, transmisijos korpuso, lengvų konstrukcinių dalių ir kt. gamyba, siekiant lengvos automobilių konstrukcijos, pagerinti degalų ekonomiją ir našumą.
Medicina: medicinos prietaisų, dirbtinių sąnarių, dantų ortopedinių įtvarų, implantuojamų medicinos prietaisų ir kt. gamyba, atsižvelgiant į individualius pacientų skirtumus, pritaikyta gamybai, pagerina medicinos prietaisų tinkamumą ir gydymo poveikį.
Liejimo formų gamyba: Įpurškimo formų, liejimo formų ir kt. gamyba sutrumpina liejimo formų gamybos ciklą, sumažina sąnaudas, pagerina liejimo formų tikslumą ir sudėtingumą.
Elektronika: gamina radiatorius, korpusus, elektroninės įrangos plokštes ir kt., kad būtų pasiekta integruota sudėtingų konstrukcijų gamyba, pagerintas elektroninės įrangos veikimas ir šilumos išsklaidymo poveikis.
Papuošalai: Atsižvelgiant į dizainerio kūrybiškumą ir klientų poreikius, galima pagaminti įvairių unikalių papuošalų, siekiant pagerinti gamybos efektyvumą ir gaminių suasmeninimą.