Μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση
Σύντομη περιγραφή:
Η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση είναιμια διαδικασία σχηματισμού εξαρτημάτων με θέρμανση, σύντηξη, τήξη και ψύξη μεταλλικής σκόνης με σάρωση λέιζερ ή δέσμης ηλεκτρονίων υπό τον έλεγχο του υπολογιστή. Η τρισδιάστατη εκτύπωση δεν χρειάζεται μούχλα, σχηματίζοντας γρήγορο, υψηλό κόστος, κατάλληλο για παραγωγή δείγματος και μικρών παρτίδων.
Η μεταλλική εκτύπωση 3D (3DP) είναι ένα είδος τεχνολογίας ταχείας δημιουργίας πρωτοτύπων. Είναι μια τεχνολογία που βασίζεται σε ψηφιακό αρχείο μοντέλου, το οποίο χρησιμοποιεί σκόνη μέταλλο ή πλαστικό και άλλα συγκολλητικά υλικά για την κατασκευή αντικειμένων με εκτύπωση στρώματος. Η διαφορά μεταξύ μεταλλικής εκτύπωσης 3D και πλαστικής εκτύπωσης 3D: Αυτές είναι δύο τεχνολογίες. Η πρώτη ύλη της τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων είναι μεταλλική σκόνη, η οποία παράγεται και εκτυπώνεται με λέιζερ υψηλής θερμοκρασίας. Το υλικό που χρησιμοποιείται για πλαστική τρισδιάστατη εκτύπωση είναι υγρό, το οποίο εκπέμπεται στο υγρό υλικό με υπεριώδεις ακτίνες διαφορετικών μηκών κύματος, με αποτέλεσμα αντίδραση πολυμερισμού και σκλήρυνση.
1. Χαρακτηριστικά της μεταλλικής τρισδιάστατης εκτύπωσης
1. πλεονεκτήματα της μεταλλικής τρισδιάστατης εκτύπωσης
Α. Γρήγορο πρωτότυπο εξαρτημάτων
Β. Αυτή η τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιήσει υλικά λεπτής μεταλλικής σκόνης για την παραγωγή πολύπλοκων σχημάτων τα οποία δεν μπορούν να υλοποιηθούν με παραδοσιακή τεχνολογία όπως χύτευση, σφυρηλάτηση και επεξεργασία.
Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές διαδικασίες κατασκευής, η τρισδιάστατη εκτύπωση έχει πολλά πλεονεκτήματα, όπως:
ΕΝΑ . υψηλό συνολικό ποσοστό χρησιμοποίησης υλικών ·
Β. δεν χρειάζεται να ανοίξετε το καλούπι, λιγότερη διαδικασία κατασκευής και σύντομο κύκλο.
Ο χρόνος κύκλου κατασκευής είναι μικρός. Συγκεκριμένα, η τρισδιάστατη εκτύπωση μερών με πολύπλοκα σχήματα διαρκεί το ένα πέμπτο ή και το ένα δέκατο του χρόνου της συνηθισμένης μηχανικής κατεργασίας
Δ. Μπορούν να κατασκευαστούν ανταλλακτικά με σύνθετη δομή, όπως εσωτερικό κανάλι διαμόρφωσης.
Ε. δωρεάν σχεδίαση σύμφωνα με τις απαιτήσεις μηχανικής ιδιοκτησίας χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η διαδικασία κατασκευής.
Η ταχύτητα εκτύπωσης δεν είναι υψηλή και συνήθως χρησιμοποιείται στην ταχεία κατασκευή μεμονωμένων ή μικρών παρτίδων, χωρίς το κόστος και το χρόνο ανοίγματος του καλουπιού. Αν και η τρισδιάστατη εκτύπωση δεν είναι κατάλληλη για μαζική παραγωγή, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ταχεία κατασκευή διαφόρων καλουπιών για μαζική παραγωγή.
2. Μειονεκτήματα της μεταλλικής εκτύπωσης 3D
Η μεταλλική εκτύπωση 3D προσφέρει νέες δυνατότητες σχεδίασης, όπως η ενσωμάτωση πολλαπλών εξαρτημάτων στη διαδικασία παραγωγής για την ελαχιστοποίηση της χρήσης υλικού και του κόστους επεξεργασίας καλουπιού.
ΕΝΑ) . Η απόκλιση των μεταλλικών τρισδιάστατων μερών εκτύπωσης είναι γενικά μεγαλύτερη από + / -0,10 mm και η ακρίβεια δεν είναι τόσο καλή όσο αυτή των συνηθισμένων εργαλειομηχανών.
Β) Η ιδιότητα θερμικής επεξεργασίας της τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλου θα παραμορφωθεί: το σημείο πώλησης της τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλου είναι κυρίως υψηλής ακρίβειας και παράξενο σχήμα. Εάν η τρισδιάστατη εκτύπωση εξαρτημάτων χάλυβα υποβάλλεται σε θερμική επεξεργασία, τα μέρη θα χάσουν την ακρίβεια ή θα πρέπει να επανεπεξεργαστούν με εργαλειομηχανές
Μέρος της παραδοσιακής κατεργασίας μείωσης υλικών μπορεί να παράγει ένα πολύ λεπτό στρώμα σκλήρυνσης στην επιφάνεια των μερών. Η τρισδιάστατη εκτύπωση δεν είναι τόσο καλή. Επιπλέον, η επέκταση και η συστολή των χαλύβδινων τμημάτων είναι σοβαρές στη διαδικασία κατεργασίας. Η θερμοκρασία και η βαρύτητα των μερών θα έχουν σοβαρές επιπτώσεις στην ακρίβεια
2. Υλικά που χρησιμοποιούνται για μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση
Περιλαμβάνει ανοξείδωτο χάλυβα (AISI316L), αλουμίνιο, τιτάνιο, Inconel (Ti6Al4V) (625 ή 718) και μαρτενσιτικό χάλυβα.
1). Χάλυβες εργαλείων και μαρτενσιτικών
2). ανοξείδωτο ατσάλι.
3). Κράμα: το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο κράμα μετάλλων σε σκόνη για υλικά εκτύπωσης 3D είναι καθαρό κράμα τιτανίου και τιτανίου, κράμα αλουμινίου, κράμα βάσης νικελίου, κράμα κοβαλτίου χρώμιο, κράμα βάσης χαλκού κ.λπ.
Τρισδιάστατα μέρη εκτύπωσης χαλκού
Τρισδιάστατα μέρη εκτύπωσης χάλυβα
Τρισδιάστατα μέρη εκτύπωσης αλουμινίου
Τρισδιάστατο ένθετο καλουπιού εκτύπωσης
3. Τύποι τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων
Υπάρχουν πέντε είδη μεταλλικών τεχνολογιών 3D εκτύπωσης: SLS, SLM, npj, φακός και EBSM.
1). επιλεκτική σύντηξη λέιζερ (SLS)
Το SLS αποτελείται από έναν κύλινδρο πούδρας και έναν κύλινδρο σχηματισμού. Το έμβολο του κυλίνδρου σκόνης ανεβαίνει. Η σκόνη τοποθετείται ομοιόμορφα στον κύλινδρο διαμόρφωσης από τη σκόνη σκόνης. Ο υπολογιστής ελέγχει το δισδιάστατο κομμάτι σάρωσης της δέσμης λέιζερ σύμφωνα με το μοντέλο slice του πρωτοτύπου. Το στερεό υλικό πούδρας συντήκεται επιλεκτικά για να σχηματίσει ένα στρώμα του τμήματος. Μετά την ολοκλήρωση ενός στρώματος, το έμβολο εργασίας πέφτει πάχος ενός στρώματος, το σύστημα εξάπλωσης σκόνης απλώνει νέα σκόνη και ελέγχει τη δέσμη λέιζερ για σάρωση και σύντηξη του νέου στρώματος. Με αυτόν τον τρόπο, ο κύκλος επαναλαμβάνεται στρώμα προς στρώση έως ότου σχηματιστούν τα τρισδιάστατα μέρη.
2). επιλεκτική τήξη λέιζερ (SLM)
Η βασική αρχή της τεχνολογίας επιλεκτικής τήξης με λέιζερ είναι ο σχεδιασμός του τρισδιάστατου στερεού μοντέλου του εξαρτήματος χρησιμοποιώντας το τρισδιάστατο λογισμικό μοντελοποίησης, όπως Pro / E, UG και CATIA στον υπολογιστή και, στη συνέχεια, κόψτε το τρισδιάστατο μοντέλο μέσω του λογισμικό τεμαχισμού, λήψη των δεδομένων προφίλ κάθε ενότητας, δημιουργία της διαδρομής σάρωσης πλήρωσης από τα δεδομένα προφίλ και ο εξοπλισμός θα ελέγχει την επιλεκτική τήξη της δέσμης λέιζερ σύμφωνα με αυτές τις γραμμές σάρωσης πλήρωσης Κάθε στρώμα υλικού μεταλλικής σκόνης στοιβάζεται σταδιακά σε τρία- τρισδιάστατα μεταλλικά μέρη. Πριν ξεκινήσει η σάρωση της δέσμης λέιζερ, η συσκευή εξάπλωσης σκόνης ωθεί τη μεταλλική σκόνη στην πλάκα βάσης του κυλίνδρου σχηματισμού, και στη συνέχεια η δέσμη λέιζερ λειώνει τη σκόνη στην πλάκα βάσης σύμφωνα με τη γραμμή σάρωσης πλήρωσης του τρέχοντος στρώματος και επεξεργάζεται την τρέχουσα στρώση, και στη συνέχεια ο κύλινδρος σχηματισμού κατεβαίνει μια απόσταση πάχους στρώσης, ο κύλινδρος σκόνης αυξάνει μια ορισμένη απόσταση πάχους, η συσκευή εξάπλωσης σκόνης απλώνει τη μεταλλική σκόνη στο επεξεργασμένο στρώμα ρεύματος και ο εξοπλισμός προσαρμόζεται Εισάγετε τα δεδομένα του επόμενου περιγράμματος στρώματος για επεξεργασία, και στη συνέχεια επεξεργάζεται στρώμα ανά στρώμα μέχρι να επεξεργαστεί ολόκληρο το μέρος.
3). σχηματισμός μετάλλων ψεκασμού νανοσωματιδίων (NPJ)
Η συνηθισμένη τρισδιάστατη τεχνολογία εκτύπωσης του μετάλλου είναι η χρήση λέιζερ για τήξη ή τήξη σωματιδίων μετάλλων σκόνης, ενώ η τεχνολογία npj δεν χρησιμοποιεί σχήμα σκόνης, αλλά υγρή κατάσταση. Αυτά τα μέταλλα τυλίγονται σε σωλήνα με τη μορφή υγρού και εισάγονται σε τρισδιάστατο εκτυπωτή, ο οποίος χρησιμοποιεί "λιωμένο σίδερο" που περιέχει μεταλλικά νανοσωματίδια για να ψεκάσει σε σχήμα κατά την εκτύπωση 3D μετάλλου. Το πλεονέκτημα είναι ότι το μέταλλο είναι τυπωμένο με λιωμένο σίδερο, ολόκληρο το μοντέλο θα είναι πιο μαλακό και η συνηθισμένη κεφαλή εκτύπωσης με ψεκασμό μελάνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο. Όταν ολοκληρωθεί η εκτύπωση, ο θάλαμος κατασκευής θα εξατμίσει την περίσσεια υγρού με θέρμανση, αφήνοντας μόνο το μεταλλικό μέρος
4). λέιζερ κοντά σε καθαρή διαμόρφωση (φακός)
Η τεχνολογία laser σχεδόν net shaping (φακός) χρησιμοποιεί την αρχή της μεταφοράς λέιζερ και σκόνης ταυτόχρονα. Το μοντέλο 3D CAD του εξαρτήματος τεμαχίζεται από υπολογιστή και λαμβάνονται τα δεδομένα περιγράμματος 2D επιπέδου του εξαρτήματος. Αυτά τα δεδομένα στη συνέχεια μετατρέπονται σε τροχιά κίνησης του πίνακα εργασίας NC. Ταυτόχρονα, η μεταλλική σκόνη τροφοδοτείται στην περιοχή εστίασης λέιζερ με μια συγκεκριμένη ταχύτητα τροφοδοσίας, τήκεται και στερεοποιείται γρήγορα, και στη συνέχεια τα κοντινά καθαρά τμήματα μπορούν να ληφθούν με στοίβαγμα σημείων, γραμμών και επιφανειών. Τα διαμορφωμένα μέρη μπορούν να χρησιμοποιηθούν χωρίς ή μόνο με μικρή ποσότητα επεξεργασίας. Ο φακός μπορεί να πραγματοποιήσει την κατασκευή μεταλλικών εξαρτημάτων χωρίς μούχλα και να εξοικονομήσει πολύ κόστος.
5). τήξη δέσμης ηλεκτρονίων (EBSM)
Η τεχνολογία τήξης δέσμης ηλεκτρονίων αναπτύχθηκε για πρώτη φορά και χρησιμοποιήθηκε από την εταιρεία arcam στη Σουηδία. Η αρχή του είναι να χρησιμοποιεί ηλεκτρονικό πιστόλι για να πυροβολεί ενέργεια υψηλής πυκνότητας που παράγεται από δέσμη ηλεκτρονίων μετά από εκτροπή και εστίαση, γεγονός που κάνει το σαρωμένο μεταλλικό στρώμα σκόνης να παράγει υψηλή θερμοκρασία στην τοπική μικρή περιοχή, οδηγώντας σε τήξη μεταλλικών σωματιδίων. Η συνεχής σάρωση της δέσμης ηλεκτρονίων θα κάνει τις μικροσκοπικές λιωμένες μεταλλικές δεξαμενές να λιώσουν και να στερεοποιηθούν μεταξύ τους και να σχηματίσουν το γραμμικό και επιφανειακό μεταλλικό στρώμα μετά τη σύνδεση.
Μεταξύ των πέντε παραπάνω τεχνολογιών εκτύπωσης μετάλλων, SLS (επιλεκτική σύντηξη λέιζερ) και SLM (επιλεκτική τήξη λέιζερ) είναι οι κύριες τεχνολογίες εφαρμογών στην εκτύπωση μετάλλων.
4. Εφαρμογή μεταλλικής τρισδιάστατης εκτύπωσης
Χρησιμοποιείται συχνά στην κατασκευή καλουπιών, στον βιομηχανικό σχεδιασμό και σε άλλους τομείς για την κατασκευή μοντέλων και στη συνέχεια χρησιμοποιείται σταδιακά στην άμεση κατασκευή ορισμένων προϊόντων και στη συνέχεια χρησιμοποιείται σταδιακά στην άμεση κατασκευή ορισμένων προϊόντων. Υπάρχουν ήδη εκτυπωμένα μέρη από αυτήν την τεχνολογία. Η τεχνολογία έχει εφαρμογές σε κοσμήματα, υποδήματα, βιομηχανικό σχεδιασμό, αρχιτεκτονική, μηχανική και κατασκευές (AEC), αυτοκινητοβιομηχανία, αεροδιαστημική, οδοντιατρική και ιατρική βιομηχανία, εκπαίδευση, συστήματα γεωγραφικών πληροφοριών, πολιτικά έργα, πυροβόλα όπλα και άλλους τομείς.
Μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση, με τα πλεονεκτήματα της άμεσης χύτευσης, χωρίς καλούπι, εξατομικευμένη σχεδίαση και σύνθετη δομή, υψηλή απόδοση, χαμηλή κατανάλωση και χαμηλό κόστος, έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε εφαρμογές πετροχημικής μηχανικής, αεροδιαστημική, αυτοκινητοβιομηχανία, μούχλα ψεκασμού, χύτευση κραμάτων ελαφρού μετάλλου , ιατρική περίθαλψη, βιομηχανία χαρτιού, βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας, επεξεργασία τροφίμων, κοσμήματα, μόδα και άλλους τομείς.
Η παραγωγικότητα της εκτύπωσης μετάλλων δεν είναι υψηλή, συνήθως χρησιμοποιείται για την ταχεία κατασκευή μεμονωμένων ή μικρών παρτίδων, χωρίς το κόστος και το χρόνο ανοίγματος του καλουπιού. Αν και η τρισδιάστατη εκτύπωση δεν είναι κατάλληλη για μαζική παραγωγή, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ταχεία κατασκευή διαφόρων καλουπιών για μαζική παραγωγή.
1). βιομηχανικός τομέας
Επί του παρόντος, πολλά βιομηχανικά τμήματα έχουν χρησιμοποιήσει μεταλλικούς 3D εκτυπωτές ως καθημερινές μηχανές τους. Στην κατασκευή πρωτοτύπων και στην παραγωγή μοντέλων, χρησιμοποιείται σχεδόν η τεχνολογία εκτύπωσης 3D. Ταυτόχρονα, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή ορισμένων μεγάλων ανταλλακτικών
Ο τρισδιάστατος εκτυπωτής εκτυπώνει τα μέρη και στη συνέχεια τα συναρμολογεί. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή διαδικασία κατασκευής, η τεχνολογία εκτύπωσης 3D μπορεί να μειώσει το χρόνο και να μειώσει το κόστος, αλλά και να επιτύχει μεγαλύτερη παραγωγή.
2). ιατρικός τομέας
Η μεταλλική εκτύπωση 3D χρησιμοποιείται ευρέως στον ιατρικό τομέα, ειδικά στην οδοντιατρική. Σε αντίθεση με άλλες χειρουργικές επεμβάσεις, η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιείται συχνά για την εκτύπωση οδοντικών εμφυτευμάτων. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της χρήσης τεχνολογίας 3D εκτύπωσης είναι η προσαρμογή. Οι γιατροί μπορούν να σχεδιάσουν εμφυτεύματα σύμφωνα με τις συγκεκριμένες συνθήκες των ασθενών. Με αυτόν τον τρόπο, η διαδικασία θεραπείας του ασθενούς θα μειώσει τον πόνο και θα υπάρξουν λιγότερα προβλήματα μετά την επέμβαση.
3). κοσμήματα
Προς το παρόν, πολλοί κατασκευαστές κοσμημάτων μετατρέπονται από την εκτύπωση ρητίνης 3D και την κατασκευή καλουπιών σε μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση. Με τη συνεχή βελτίωση του βιοτικού επιπέδου των ανθρώπων, η ζήτηση για κοσμήματα είναι επίσης υψηλότερη. Οι άνθρωποι δεν αρέσουν πλέον τα συνηθισμένα κοσμήματα στην αγορά, αλλά θέλουν να έχουν μοναδικά προσαρμοσμένα κοσμήματα. Ως εκ τούτου, θα είναι η μελλοντική τάση ανάπτυξης της βιομηχανίας κοσμημάτων να πραγματοποιήσει προσαρμογή χωρίς καλούπι, μεταξύ των οποίων η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση θα διαδραματίσει πολύ σημαντικό ρόλο.
4). Αεροδιαστημική
Πολλές χώρες στον κόσμο έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούν την τεχνολογία 3D εκτύπωσης μετάλλων για να επιτύχουν την ανάπτυξη της εθνικής άμυνας, της αεροδιαστημικής και άλλων τομέων. Η πρώτη τρισδιάστατη μονάδα εκτύπωσης της GE στον κόσμο, που κατασκευάστηκε στην Ιταλία, είναι υπεύθυνη για την κατασκευή ανταλλακτικών για κινητήρες με πηδήματα, γεγονός που αποδεικνύει την ικανότητα της μεταλλικής τρισδιάστατης εκτύπωσης.
5). Αυτοκίνητο
Ο χρόνος εφαρμογής της μεταλλικής τρισδιάστατης εκτύπωσης στην αυτοκινητοβιομηχανία δεν είναι πολύ μεγάλος, αλλά έχει μεγάλες δυνατότητες και ταχεία ανάπτυξη. Προς το παρόν, η BMW, η Audi και άλλοι γνωστοί κατασκευαστές αυτοκινήτων μελετούν σοβαρά πώς να χρησιμοποιούν την τεχνολογία εκτύπωσης μετάλλων 3D για τη μεταρρύθμιση του τρόπου παραγωγής
Η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση δεν περιορίζεται από το περίπλοκο σχήμα των εξαρτημάτων, άμεσα διαμορφωμένη, γρήγορη και αποτελεσματική και δεν χρειάζεται υψηλή επένδυση του καλουπιού, το οποίο είναι κατάλληλο για σύγχρονη κατασκευή. Θα αναπτυχθεί και θα εφαρμοστεί γρήγορα τώρα και στο μέλλον. Εάν έχετε μεταλλικά μέρη που χρειάζονται εκτύπωση 3D, επικοινωνήστε μαζί μας.
Η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση δεν περιορίζεται από το περίπλοκο σχήμα των εξαρτημάτων, άμεσα διαμορφωμένη, γρήγορη και αποτελεσματική και δεν χρειάζεται υψηλή επένδυση του καλουπιού, το οποίο είναι κατάλληλο για σύγχρονη κατασκευή. Θα αναπτυχθεί και θα εφαρμοστεί γρήγορα τώρα και στο μέλλον. Εάν έχετε μεταλλικά εξαρτήματα που χρειάζονται εκτύπωση 3D,Παρακαλώ επικοινωνήστε μαζί μας.
