Τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλου

Πρόσφατα, κάναμε μια επίδειξη μετάλλουτρισδιάστατη εκτύπωση, και το ολοκληρώσαμε με μεγάλη επιτυχία, τι είναι λοιπόν το μέταλλοτρισδιάστατη εκτύπωσηΠοια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του;

Η τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλου είναι μια τεχνολογία προσθετικής κατασκευής που κατασκευάζει τρισδιάστατα αντικείμενα προσθέτοντας μεταλλικά υλικά στρώση προς στρώση. Ακολουθεί μια λεπτομερής εισαγωγή στην τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλου:

Τεχνική αρχή
Επιλεκτική σύντηξη με λέιζερ (SLS): Η χρήση ακτίνων λέιζερ υψηλής ενέργειας για την επιλεκτική τήξη και σύντηξη μεταλλικών σκονών, θερμαίνοντας το υλικό σκόνης σε θερμοκρασία ελαφρώς κάτω από το σημείο τήξης του, έτσι ώστε να σχηματιστούν μεταλλουργικοί δεσμοί μεταξύ των σωματιδίων σκόνης, δημιουργώντας έτσι το αντικείμενο στρώμα προς στρώμα. Κατά τη διαδικασία εκτύπωσης, ένα ομοιόμορφο στρώμα μεταλλικής σκόνης τοποθετείται πρώτα στην πλατφόρμα εκτύπωσης και στη συνέχεια η δέσμη λέιζερ σαρώνει τη σκόνη σύμφωνα με το σχήμα της διατομής του αντικειμένου, έτσι ώστε η σαρωμένη σκόνη να λιώσει και να στερεοποιηθεί μαζί. Μετά την ολοκλήρωση ενός στρώματος εκτύπωσης, η πλατφόρμα πέφτει σε μια ορισμένη απόσταση και στη συνέχεια απλώνει ένα νέο στρώμα σκόνης. Επαναλάβετε την παραπάνω διαδικασία μέχρι να εκτυπωθεί ολόκληρο το αντικείμενο.
Επιλεκτική τήξη με λέιζερ (SLM): Παρόμοια με την SLS, αλλά με υψηλότερη ενέργεια λέιζερ, η μεταλλική σκόνη μπορεί να λιώσει πλήρως για να σχηματίσει μια πυκνότερη δομή, να επιτευχθεί υψηλότερη πυκνότητα και καλύτερες μηχανικές ιδιότητες, ενώ η αντοχή και η ακρίβεια των τυπωμένων μεταλλικών εξαρτημάτων είναι υψηλότερες, κοντά ή και καλύτερες από τα εξαρτήματα που παράγονται με την παραδοσιακή διαδικασία κατασκευής. Είναι κατάλληλη για την κατασκευή εξαρτημάτων στην αεροδιαστημική, τον ιατρικό εξοπλισμό και άλλους τομείς που απαιτούν υψηλή ακρίβεια και απόδοση.
Τήξη με δέσμη ηλεκτρονίων (EBM): Η χρήση δεσμών ηλεκτρονίων ως πηγή ενέργειας για την τήξη μεταλλικών σκονών. Η δέσμη ηλεκτρονίων έχει τα χαρακτηριστικά υψηλής ενεργειακής πυκνότητας και υψηλής ταχύτητας σάρωσης, τα οποία μπορούν να λιώσουν γρήγορα μεταλλική σκόνη και να βελτιώσουν την απόδοση εκτύπωσης. Η εκτύπωση σε περιβάλλον κενού μπορεί να αποφύγει την αντίδραση μεταλλικών υλικών με οξυγόνο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκτύπωσης, η οποία είναι κατάλληλη για την εκτύπωση κράματος τιτανίου, κράματος με βάση το νικέλιο και άλλων μεταλλικών υλικών ευαίσθητων στην περιεκτικότητα σε οξυγόνο, που χρησιμοποιούνται συχνά στην αεροδιαστημική, τον ιατρικό εξοπλισμό και άλλους τομείς υψηλής τεχνολογίας.
Εξώθηση μεταλλικού υλικού (ME): Μέθοδος κατασκευής βασισμένη στην εξώθηση υλικού, μέσω της κεφαλής εξώθησης για την εξώθηση του μεταλλικού υλικού σε μορφή μεταξιού ή πάστας, και ταυτόχρονα για θέρμανση και σκλήρυνση, έτσι ώστε να επιτευχθεί χύτευση συσσώρευσης στρώσης προς στρώση. Σε σύγκριση με την τεχνολογία τήξης με λέιζερ, το κόστος επένδυσης είναι χαμηλότερο, πιο ευέλικτο και βολικό, ιδιαίτερα κατάλληλο για πρώιμη ανάπτυξη σε περιβάλλον γραφείου και βιομηχανικό περιβάλλον.
Κοινά υλικά
Κράμα τιτανίου: έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής αντοχής, της χαμηλής πυκνότητας, της καλής αντοχής στη διάβρωση και της βιοσυμβατότητας, χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική, τον ιατρικό εξοπλισμό, την αυτοκινητοβιομηχανία και άλλους τομείς, όπως οι λεπίδες κινητήρων αεροσκαφών, οι τεχνητές αρθρώσεις και η κατασκευή άλλων εξαρτημάτων.
Ανοξείδωτο ατσάλι: έχει καλή αντοχή στη διάβρωση, μηχανικές ιδιότητες και ιδιότητες επεξεργασίας, σχετικά χαμηλό κόστος, είναι ένα από τα συνήθως χρησιμοποιούμενα υλικά στην τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή μιας ποικιλίας μηχανικών εξαρτημάτων, εργαλείων, ιατρικών συσκευών και ούτω καθεξής.
Κράμα αλουμινίου: χαμηλή πυκνότητα, υψηλή αντοχή, καλή θερμική αγωγιμότητα, κατάλληλο για την κατασκευή εξαρτημάτων με υψηλές απαιτήσεις βάρους, όπως μπλοκ κυλίνδρων κινητήρα αυτοκινήτου, δομικά μέρη αεροδιαστημικής κ.λπ.
Κράμα με βάση το νικέλιο: με εξαιρετική αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, αντοχή στη διάβρωση και αντοχή στην οξείδωση, χρησιμοποιείται συχνά στην κατασκευή εξαρτημάτων υψηλής θερμοκρασίας, όπως κινητήρες αεροσκαφών και αεριοστρόβιλοι.
πλεονέκτημα
Υψηλός βαθμός ελευθερίας σχεδιασμού: Η δυνατότητα κατασκευής σύνθετων σχημάτων και δομών, όπως δομές πλέγματος, τοπολογικά βελτιστοποιημένες δομές κ.λπ., οι οποίες είναι δύσκολο ή αδύνατο να επιτευχθούν με τις παραδοσιακές διαδικασίες κατασκευής, παρέχει μεγαλύτερο χώρο καινοτομίας για τον σχεδιασμό προϊόντων και μπορεί να παράγει ελαφρύτερα, υψηλής απόδοσης εξαρτήματα.
Μειώστε τον αριθμό των εξαρτημάτων: πολλαπλά εξαρτήματα μπορούν να ενσωματωθούν σε ένα σύνολο, μειώνοντας τη διαδικασία σύνδεσης και συναρμολόγησης μεταξύ των εξαρτημάτων, βελτιώνοντας την αποδοτικότητα της παραγωγής, μειώνοντας το κόστος, αλλά και βελτιώνοντας την αξιοπιστία και τη σταθερότητα του προϊόντος.
Ταχεία πρωτοτυποποίηση: Μπορεί να παράγει ένα πρωτότυπο ενός προϊόντος σε σύντομο χρονικό διάστημα, να επιταχύνει τον κύκλο ανάπτυξης προϊόντος, να μειώσει το κόστος έρευνας και ανάπτυξης και να βοηθήσει τις επιχειρήσεις να φέρουν τα προϊόντα στην αγορά πιο γρήγορα.
Προσαρμοσμένη παραγωγή: Σύμφωνα με τις ατομικές ανάγκες των πελατών, μπορούν να κατασκευαστούν μοναδικά προϊόντα για να καλύψουν τις ειδικές απαιτήσεις διαφορετικών πελατών, κατάλληλα για ιατρικά εμφυτεύματα, κοσμήματα και άλλους προσαρμοσμένους τομείς.
Περιορισμός
Κακή ποιότητα επιφάνειας: Η τραχύτητα της επιφάνειας των τυπωμένων μεταλλικών μερών είναι σχετικά υψηλή και απαιτείται μετεπεξεργασία, όπως λείανση, στίλβωση, αμμοβολή κ.λπ., για τη βελτίωση του φινιρίσματος της επιφάνειας, αυξάνοντας το κόστος και τον χρόνο παραγωγής.
Εσωτερικά ελαττώματα: ενδέχεται να υπάρχουν εσωτερικά ελαττώματα όπως πόροι, μη συντηγμένα σωματίδια και ατελής σύντηξη κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκτύπωσης, τα οποία επηρεάζουν τις μηχανικές ιδιότητες των εξαρτημάτων, ειδικά κατά την εφαρμογή υψηλού φορτίου και κυκλικού φορτίου. Είναι απαραίτητο να μειωθεί η εμφάνιση εσωτερικών ελαττωμάτων βελτιστοποιώντας τις παραμέτρους της διαδικασίας εκτύπωσης και υιοθετώντας κατάλληλες μεθόδους μετεπεξεργασίας.
Περιορισμοί υλικών: Παρόλο που οι τύποι μεταλλικών υλικών τρισδιάστατης εκτύπωσης που διατίθενται αυξάνονται, εξακολουθούν να υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί υλικών σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους κατασκευής, και ορισμένα μεταλλικά υλικά υψηλής απόδοσης είναι πιο δύσκολο να εκτυπωθούν και το κόστος είναι υψηλότερο.
Ζητήματα κόστους: Το κόστος του εξοπλισμού και των υλικών τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων είναι σχετικά υψηλό και η ταχύτητα εκτύπωσης είναι αργή, κάτι που δεν είναι τόσο οικονομικά αποδοτικό όσο οι παραδοσιακές διαδικασίες κατασκευής για μεγάλης κλίμακας παραγωγή και επί του παρόντος είναι κυρίως κατάλληλο για μικρές παρτίδες, προσαρμοσμένη παραγωγή και περιοχές με υψηλές απαιτήσεις απόδοσης και ποιότητας προϊόντος.
Τεχνική πολυπλοκότητα: Η τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων περιλαμβάνει πολύπλοκες παραμέτρους διεργασίας και έλεγχο διεργασίας, κάτι που απαιτεί επαγγελματίες χειριστές και τεχνική υποστήριξη, καθώς και υψηλό τεχνικό επίπεδο και εμπειρία από τους χειριστές.
Πεδίο εφαρμογής
Αεροδιαστημική: Χρησιμοποιείται για την κατασκευή πτερυγίων αεροκινητήρων, δίσκων στροβίλων, δομών πτερυγίων, εξαρτημάτων δορυφόρων κ.λπ., τα οποία μπορούν να μειώσουν το βάρος των εξαρτημάτων, να βελτιώσουν την απόδοση καυσίμου, να μειώσουν το κόστος παραγωγής και να εξασφαλίσουν την υψηλή απόδοση και αξιοπιστία των εξαρτημάτων.
Αυτοκίνητο: Κατασκευή μπλοκ κυλίνδρων κινητήρα αυτοκινήτου, κελύφους κιβωτίου ταχυτήτων, ελαφρών δομικών μερών κ.λπ., για την επίτευξη ελαφρού σχεδιασμού αυτοκινήτων, τη βελτίωση της οικονομίας καυσίμου και της απόδοσης.
Ιατρική: Η παραγωγή ιατρικών συσκευών, τεχνητών αρθρώσεων, οδοντικών ορθωτικών, εμφυτευμάτων ιατρικών συσκευών κ.λπ., ανάλογα με τις ατομικές διαφορές των ασθενών, βελτιώνει την καταλληλότητα των ιατρικών συσκευών και τα αποτελέσματα της θεραπείας.
Κατασκευή καλουπιών: Η κατασκευή καλουπιών έγχυσης, καλουπιών χύτευσης με μήτρα κ.λπ., μειώνει τον κύκλο κατασκευής καλουπιών, μειώνει το κόστος, βελτιώνει την ακρίβεια και την πολυπλοκότητα του καλουπιού.
Ηλεκτρονικά: Κατασκευή θερμαντικών σωμάτων, κελυφών, πλακετών κυκλωμάτων ηλεκτρονικού εξοπλισμού κ.λπ., για την επίτευξη ολοκληρωμένης κατασκευής σύνθετων δομών, βελτίωσης της απόδοσης και της επίδρασης απαγωγής θερμότητας του ηλεκτρονικού εξοπλισμού.
Κοσμήματα: Σύμφωνα με τη δημιουργικότητα του σχεδιαστή και τις ανάγκες του πελάτη, μπορεί να κατασκευαστεί μια ποικιλία από μοναδικά κοσμήματα για τη βελτίωση της αποδοτικότητας της παραγωγής και την εξατομίκευση του προϊόντος.