Metal 3D printing

Kamakailan, gumawa kami ng isang pagpapakita ng metal3D printing, at matagumpay naming natapos ito, kaya kung ano ang metal3D printing? Ano ang mga pakinabang at disadvantage nito?

Ang metal 3D printing ay isang additive na teknolohiya sa pagmamanupaktura na bumubuo ng mga three-dimensional na bagay sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga metal na materyales na patong-patong. Narito ang isang detalyadong panimula sa metal 3D printing:

Teknikal na prinsipyo
Selective laser sintering (SLS) : Ang paggamit ng mataas na enerhiya na laser beam upang piliing tunawin at sinterin ang mga pulbos na metal, pinapainit ang materyal ng pulbos sa isang temperatura na bahagyang mas mababa sa punto ng pagkatunaw nito, upang ang mga metalurhiko na bono sa pagitan ng mga particle ng pulbos ay nabuo, sa gayon ay binubuo ang layer ng bagay sa pamamagitan ng layer. Sa proseso ng pag-print, ang isang pare-parehong layer ng metal na pulbos ay unang inilatag sa platform ng pag-print, at pagkatapos ay ini-scan ng laser beam ang pulbos ayon sa hugis ng cross-section ng bagay, upang ang na-scan na pulbos ay matunaw at magkakasama, pagkatapos makumpleto ang isang layer ng pag-print, ang platform ay bumaba sa isang tiyak na distansya, at pagkatapos ay kumalat ng isang bagong layer ng pulbos, ulitin ang proseso sa itaas hanggang sa ang buong bagay ay ma-print.
Selective Laser Melting (SLM) : Katulad ng SLS, ngunit may mas mataas na laser energy, ang metal powder ay maaaring ganap na matunaw upang bumuo ng mas siksik na istraktura, mas mataas na density at mas mahusay na mekanikal na mga katangian ay maaaring makuha, at ang lakas at katumpakan ng mga naka-print na bahagi ng metal ay mas mataas, malapit sa o kahit na lumampas sa mga bahagi na ginawa ng tradisyonal na proseso ng pagmamanupaktura. Ito ay angkop para sa pagmamanupaktura ng mga bahagi sa aerospace, kagamitang medikal at iba pang larangan na nangangailangan ng mataas na katumpakan at pagganap.
Electron beam melting (EBM) : Ang paggamit ng mga electron beam bilang pinagmumulan ng enerhiya upang matunaw ang mga metal na pulbos. Ang electron beam ay may mga katangian ng mataas na density ng enerhiya at mataas na bilis ng pag-scan, na maaaring mabilis na matunaw ang metal na pulbos at mapabuti ang kahusayan sa pag-print. Ang pag-print sa isang vacuum na kapaligiran ay maaaring maiwasan ang reaksyon ng mga metal na materyales na may oxygen sa panahon ng proseso ng pag-print, na angkop para sa pag-print ng titanium alloy, nickel-based na haluang metal at iba pang mga metal na materyales na sensitibo sa nilalaman ng oxygen, kadalasang ginagamit sa aerospace, medikal na kagamitan at iba pang mga high-end na larangan.
Metal material extrusion (ME): Material extrusion based manufacturing method, sa pamamagitan ng extrusion head upang i-extrude ang metal na materyal sa anyo ng sutla o i-paste, at sa parehong oras sa init at lunas, upang makamit ang layer sa pamamagitan ng layer accumulation molding. Kung ikukumpara sa teknolohiya ng pagtunaw ng laser, ang gastos sa pamumuhunan ay mas mababa, mas nababaluktot at maginhawa, lalo na angkop para sa maagang pag-unlad sa kapaligiran ng opisina at kapaligirang pang-industriya.
Mga karaniwang materyales
Ang haluang metal ng Titan: ay may mga pakinabang ng mataas na lakas, mababang density, mahusay na paglaban sa kaagnasan at biocompatibility, malawakang ginagamit sa aerospace, kagamitang medikal, automotive at iba pang mga larangan, tulad ng mga blades ng makina ng sasakyang panghimpapawid, artipisyal na mga joint at iba pang mga bahagi ng pagmamanupaktura.
Hindi kinakalawang na asero: ay may mahusay na paglaban sa kaagnasan, mekanikal na mga katangian at pagpoproseso ng mga katangian, medyo mababa ang gastos, ay isa sa mga karaniwang ginagamit na materyales sa metal 3D printing, ay maaaring magamit sa paggawa ng iba't ibang mga mekanikal na bahagi, tool, medikal na aparato at iba pa.
Aluminum haluang metal: mababang density, mataas na lakas, mahusay na thermal conductivity, na angkop para sa pagmamanupaktura ng mga bahagi na may mataas na mga kinakailangan sa timbang, tulad ng bloke ng silindro ng makina ng sasakyan, mga bahagi ng istruktura ng aerospace, atbp.
Ang haluang metal na nakabatay sa nikel: na may mahusay na lakas ng mataas na temperatura, paglaban sa kaagnasan at paglaban sa oksihenasyon, madalas itong ginagamit sa paggawa ng mga bahagi ng mataas na temperatura tulad ng mga makina ng sasakyang panghimpapawid at mga gas turbine.
kalamangan
Mataas na antas ng kalayaan sa disenyo: Ang kakayahang makamit ang paggawa ng mga kumplikadong hugis at istruktura, tulad ng mga istruktura ng sala-sala, mga istrukturang na-optimize sa topologically, atbp., na mahirap o imposibleng makamit sa mga tradisyunal na proseso ng pagmamanupaktura, ay nagbibigay ng mas malaking espasyo para sa pagbabago para sa disenyo ng produkto, at maaaring makagawa ng mas magaan, mga bahaging may mataas na pagganap.
Bawasan ang bilang ng mga bahagi: ang maraming bahagi ay maaaring isama sa isang buo, binabawasan ang koneksyon at proseso ng pagpupulong sa pagitan ng mga bahagi, pagbutihin ang kahusayan sa produksyon, bawasan ang mga gastos, ngunit pagbutihin din ang pagiging maaasahan at katatagan ng produkto.
Mabilis na prototyping: Maaari itong gumawa ng prototype ng isang produkto sa maikling panahon, pabilisin ang ikot ng pagbuo ng produkto, bawasan ang mga gastos sa pananaliksik at pagpapaunlad, at tulungan ang mga negosyo na dalhin ang mga produkto sa merkado nang mas mabilis.
Customized na produksyon: Ayon sa mga indibidwal na pangangailangan ng mga customer, ang mga natatanging produkto ay maaaring gawin upang matugunan ang mga espesyal na pangangailangan ng iba't ibang mga customer, na angkop para sa mga medikal na implant, alahas at iba pang customized na mga larangan.
Limitasyon
Mahina ang kalidad ng ibabaw: Ang pagkamagaspang sa ibabaw ng mga naka-print na bahagi ng metal ay medyo mataas, at pagkatapos ng paggamot ay kinakailangan, tulad ng paggiling, buli, sandblasting, atbp., upang mapabuti ang ibabaw na tapusin, pagtaas ng gastos at oras ng produksyon.
Panloob na mga depekto: maaaring may mga panloob na depekto tulad ng mga pores, unfused particle, at hindi kumpletong pagsasanib sa panahon ng proseso ng pag-print, na nakakaapekto sa mga mekanikal na katangian ng mga bahagi, lalo na sa paggamit ng mataas na load at cyclic load, ito ay kinakailangan upang bawasan ang paglitaw ng mga panloob na depekto sa pamamagitan ng pag-optimize ng mga parameter ng proseso ng pag-print at pagpapatibay ng naaangkop na mga pamamaraan ng post-processing.
Mga limitasyon sa materyal: Bagama't dumarami ang mga uri ng metal na 3D printing na materyales, mayroon pa ring ilang partikular na limitasyon sa materyal kumpara sa mga tradisyonal na pamamaraan ng pagmamanupaktura, at ang ilang high-performance na metal na materyales ay mas mahirap i-print at mas mataas ang gastos.
Mga isyu sa gastos: Ang halaga ng mga kagamitan at materyales sa pagpi-print ng metal na 3D ay medyo mataas at ang bilis ng pag-print ay mabagal, na hindi kasing-epektibo ng mga tradisyonal na proseso ng pagmamanupaktura para sa malakihang produksyon, at kasalukuyang pinakaangkop para sa maliit na batch, customized na produksyon at mga lugar na may mataas na pagganap ng produkto at mga kinakailangan sa kalidad.
Teknikal na pagiging kumplikado: Ang pag-print ng metal 3D ay nagsasangkot ng mga kumplikadong parameter ng proseso at kontrol ng proseso, na nangangailangan ng mga propesyonal na operator at teknikal na suporta, at nangangailangan ng mataas na teknikal na antas at karanasan ng mga operator.
Patlang ng aplikasyon
Aerospace: Ginagamit sa paggawa ng mga blades ng aero-engine, mga turbine disc, mga istruktura ng pakpak, mga bahagi ng satellite, atbp., na maaaring mabawasan ang bigat ng mga bahagi, mapabuti ang kahusayan ng gasolina, bawasan ang mga gastos sa produksyon, at tiyakin ang mataas na pagganap at pagiging maaasahan ng mga bahagi.
Sasakyan: Gumawa ng bloke ng silindro ng makina ng sasakyan, shell ng transmission, magaan na mga bahagi ng istruktura, atbp., upang makamit ang magaan na disenyo ng mga sasakyan, mapabuti ang ekonomiya ng gasolina at pagganap.
Medikal: Ang produksyon ng mga medikal na aparato, artipisyal na joints, dental orthotics, implantable medical device, atbp., ayon sa mga indibidwal na pagkakaiba ng mga pasyente na customized na pagmamanupaktura, mapabuti ang pagiging angkop ng mga medikal na device at mga epekto sa paggamot.
Paggawa ng amag: Paggawa ng mga injection molds, die casting molds, atbp., paikliin ang ikot ng paggawa ng amag, bawasan ang mga gastos, pagbutihin ang katumpakan at pagiging kumplikado ng amag.
Electronics: Paggawa ng mga radiator, shell, circuit board ng mga elektronikong kagamitan, atbp., upang makamit ang pinagsamang pagmamanupaktura ng mga kumplikadong istruktura, pagbutihin ang pagganap at epekto ng pagwawaldas ng init ng mga elektronikong kagamitan.
Alahas: Ayon sa pagkamalikhain ng taga-disenyo at mga pangangailangan ng customer, ang iba't ibang natatanging alahas ay maaaring gawin upang mapabuti ang kahusayan sa produksyon at pag-personalize ng produkto.